Читать книгу "Первые шаги: Как прямохождение сделало нас людьми"

Поскольку все животные пьют воду из водоемов или получают ее из поедаемых растений, исследователи использовали данные химического состава древних костей для реконструкции облика Африки миллионы лет назад, когда на арену эволюции вышли наши предки. Результаты оказались весьма интригующими.

Начиная с миоцена, не позднее 10–15 млн лет назад, климат Африканского континента становился все суше и приобретал все более сезонный характер. Колебания климата стали более заметными, когда-то сплошные леса Восточной Африки постепенно распадались на отдельные лесные участки, пространство между которыми занимали саванны. В настоящее время ученые убеждены, что бипедализм на суше развился в условиях, когда обширные леса начали сменяться открытыми саваннами, перемежаемыми небольшими участками леса. Однако мы не знаем точно, почему прямохождение оказалось более выгодным способом передвижения в этом новом мире{78}78
  Антропологи Генри Макгенри и Питер Родмэн полагали, что бипедализм являлся «образом жизни человекообразной обезьяны там, где она жить не могла». Roger Lewin, «Four Legs Bad, Two Legs Good,» Science 235 (1987), 969–971.


[Закрыть].

Одно из объяснений заключается в том, что вертикальное положение тела могло помочь нашим предкам не перегреваться на открытых пространствах саванн{79}79
  Peter E. Wheeler, «The Evolution of Bipedality and the Loss of Functional Body Hair in Hominids,» Journal of Human Evolution 13, no. 1 (1984), 91–98. Peter E. Wheeler, «The Thermoregulatory Advantages of Hominid Bipedalism in Open Equatorial Environments: The Contribution of Increased Convective Heat Loss and Cutaneous Evaporative Cooling,» Journal of Human Evolution 21, no. 2 (1991), 107–115.


[Закрыть]. В экваториальной Африке очень жарко. Большинство животных здесь активны по ночам или в сумерках, а днем конкурируют за место в тени, чтобы не перегреться на солнце. Едва ли наши предки могли составить конкуренцию плотоядным и другим крупным африканским млекопитающим в борьбе за эти неуклонно сокращающиеся тенистые участки. У тех, кто передвигался в вертикальном положении, площадь поверхности тела, открытая солнечным лучам, была меньше, и в то же время тело в большей степени овевалось ветром, что повышало эффективность потоотделения.

Биолог Питер Уилер, разработавший эту оригинальную, хотя и необязательно верную гипотезу в конце 1980-х – начале 1990-х гг., также вычислил, что бипедальная локомоция сократила бы нашу потребность в воде на 40 %. Думаю, Уилер прав, но не в том, что касается происхождения бипедализма. Вполне вероятно, что прямохождение развилось прежде, чем гоминины переместились в открытые солнцу и ветру саванны, где им пришлось бы беспокоиться по поводу перегрева.

Вторая гипотеза связана с энергозатратами. Пройдя километр, человек сжигает около 50 калорий. Чтобы восстановить расход энергии на такую пешую прогулку, достаточно съесть горсть изюма. Хождение на двух ногах – чрезвычайно энергоэффективный способ перемещения из одного места в другое.

Исследователи из Гарвардского университета решили проверить, насколько эффективна ходьба на двух ногах, сравнив способ передвижения людей и шимпанзе{80}80
  Michael D. Sockol, David A. Raichlen, and Herman Pontzer, "Chimpanzee Locomotor Energetics and the Origin of Human Bipedalism," Proceedings of the National Academy of Sciences 104, no. 30 (2007), 12265–12269.


[Закрыть]. Они поставили голливудских шимпанзе – вы иногда видите их в рекламных роликах компании Old Navy – на беговую дорожку и измерили затраты энергии, прикрепив похожий на дыхательную трубку детектор CO₂ к морде каждой обезьяны. Не волнуйтесь за них! Если бы шимпанзе не нравилось происходящее, они сорвали бы с себя это устройство и вполне могли бы даже вырвать руки экспериментаторов из суставов. Шимпанзе очень сильные и вспыльчивые животные.

Ученые обнаружили, что шимпанзе тратят на передвижение в два раза больше энергии, чем люди, независимо от того, пользуются ли они четырьмя конечностями или двумя{81}81
  В оригинальной статье Sockol et al. от 2007 г. исследователи указали, что шимпанзе тратит в четыре раза больше энергии, чем человек. С тех пор эта цифра была уменьшена в два раза. См.: Herman Pontzer, David A. Raichlen, and Michael D. Sockol, «The Metabolic Cost of Walking in Humans, Chimpanzees, and Early Hominins,» Journal of Human Evolution 56, no. 1 (2009), 43–54. Herman Pontzer, David A. Raichlen, and Peter S. Rodman, «Bipedal and Quadrupedal Locomotion in Chimpanzees,» Journal of Human Evolution 66 (2014), 64–82.


[Закрыть]. Возможно, ранее в нашей эволюционной истории были времена, когда еды не хватало и группа гоминин была вынуждена пересекать обширные безлесные пространства, чтобы перебраться с одного лесного кормового участка на другой. Возможно, те, кто передвигался на двух конечностях, а не на четырех, затрачивали меньше энергии и имели больше шансов уцелеть. Звучит довольно убедительно. Проблема, однако, состоит в том, что шимпанзе расходуют больше энергии, чем люди, не потому, что они четвероногие, а потому, что ходят на полусогнутых ногах. Животные, передвигающиеся с выпрямленными коленями и вытянутыми бедрами – неважно, на двух или на четырех ногах, – экономят топливо. Когда наши предки в совершенстве освоили ходьбу на двух ногах, это дало им преимущество в плане энергии. Однако сначала особого выигрыша с энергетической точки зрения в передвижении на двух, а не на четырех ногах не было{82}82
  Herman Pontzer, «Economy and Endurance in Human Evolution,» Current Biology 27, no. 12 (2017), R613–R621. Lewis Halsey and Craig White, «Comparative Energetics of Mammalian Locomotion: Humans Are Not Different,» Journal of Human Evolution 63 (2012), 718–722.


[Закрыть].

Давайте вернемся к фильму Стэнли Кубрика «2001 год: Космическая одиссея» и актерам в костюмах обезьян, поднявшихся на ноги, чтобы освободить руки от бремени передвижения. Возможно, свободные руки понадобились нашим предкам не столько для сражений, сколько для того, чтобы переносить нечто гораздо более важное и существенное для выживания, чем оружие, – пищу?

Луис любит помидоры. Поэтому смотрители Филадельфийского зоопарка, старейшего в Соединенных Штатах, прячут их по всему вольеру, где живет этот самец западной равнинной гориллы. Выпущенный в свой вольер, Луис, опираясь на костяшки пальцев рук, обходит знакомые тайники и собирает любимые плоды. Однако мощный сереброспинный самец весом 150 кг на собственном печальном опыте усвоил, что происходит, когда он передвигается с опорой на костяшки пальцев рук, в которых зажаты помидоры. Они сминаются в кашу.

Луису почему-то не нравится пачкать руки. Если всю ночь лил дождь, он ходит по сырой земле на двух ногах, чтобы не испачкать пальцы рук. Пригоршня раздавленных помидоров – трагедия для этого помешанного на чистоте самца гориллы.

Он нашел выход – ходить на двух ногах.

Луис набирает помидоры в руки и, прижимая к груди, обходит одно местечко за другим в своем вольере. Майкл Стерн, ухаживающий за ним сотрудник зоопарка, сказал мне, что такое происходит несколько раз в месяц.

Таким же образом во «Дворце обезьян» в заповеднике Порт-Лимпн горилла Тамба, сестра Эмбама, иногда ходит на двух ногах, если набирает пищу в руки. Чаще всего она так поступает, если одновременно несет еще и детеныша.

И все же одно дело ходить на двух ногах в зоопарке, и совсем другое – в дикой природе. Как обстоят дела там?

Приматологи, работающие в Республике Гвинея в Западной Африке, уже несколько десятилетий изучают группу шимпанзе. Эти шимпанзе известны тем, что используют камни для раскалывания твердых скорлупок питательных африканских орехов. Однако дождевой тропический лес, в котором они живут, граничит с расчищенными участками земли, где местные жители выращивают рис, маис и разнообразные фрукты, включая папайю, любимое лакомство шимпанзе. К большому огорчению людей, шимпанзе совершают набеги на фермы и воруют плоды.

Сусана Карвальо, антрополог из Оксфордского университета, обнаружила, что шимпанзе чаще ходят на двух ногах, когда собирают и переносят самую ценную пищу, в том числе плоды папайи и африканского ореха{83}83
  Susana Carvalho et al., «Chimpanzee Carrying Behaviour and the Origins of Human Bipedality,» Current Biology 22, no. 6 (2012), R180–R181. Шимпанзе употребляют в пищу два вида орехов, обозначенные мною под обобщающим названием «африканские»: орехи масличной пальмы (Elaeis guineensis) и орехи кулы съедобной (Coula edulis).


[Закрыть]. Обезьяны набирают ее в руки в таком количестве, что им ничего не остается, кроме как перемещаться на ногах. Вполне возможно, эти шимпанзе подсказывают нам, почему у древних гоминин возникло прямохождение.

Эту идею еще в 1961 г. высказал Гордон Хьюз, антрополог из Колорадского университета в Денвере, предположивший, что у ранних гоминин хождение на двух ногах появилось не для того, чтобы они могли носить оружие и орудия, а для переноски пищи{84}84
  Gordon W. Hewes, «Food Transport and the Origin of Hominid Bipedalism,» American Anthropology 63, no. 4 (1961), 687–710. Gordon W. Hewes, «Hominid Bipedalism: Independent Evidence for the Food-Carrying Theory,» Science 146, no. 3642 (1964), 416–418.


[Закрыть]. Отчасти эта идея опиралась на его наблюдения, что макаки часто ходят на задних конечностях, если несут в руках пищу. В 1964 г. он напомнил нам о случайно оброненном замечании Джейн Гудолл, что собирающие пищу шимпанзе иногда набирают в руки столько бананов, что вынуждены передвигаться на ногах.

Оуэн Лавджой из Кентского университета развил эту идею, предположив, что эволюция прямохождения совпала с образованием у нашего вида постоянных семейных пар. В соответствии с его моделью самцы гоминин, передвигавшиеся на двух ногах, могли приносить пищу самкам. Самки, в свою очередь, проникались расположением к этим щедрым самцам и образовывали с ними пары. В этом случае самцам больше не нужны были большие клыки, чтобы устрашать соперников. Таким образом, гипотеза обеспечения едой связывает уменьшение величины клыков с прямохождением не через насилие, как у Дарвина и Дарта, а через отношения полов{85}85
  C. Owen Lovejoy, «The Origin of Man,» Science 211, no. 4480 (1981), 341–350. C. Owen Lovejoy, "Reexamining Human Origins in Light of Ardipithecus ramidus," Science 326, no. 5949 (2009), 74–74e8.


[Закрыть].

Если отсутствует живой пример другого млекопитающего, принявшего подобную же половую стратегию, трудно проверить эту гипотезу. По мнению многих критиков{86}86
  Lori Hager, Women in Human Evolution (New York: Routledge, 1997).


[Закрыть], в ней недооценивается роль, которую, вполне вероятно, сыграли в развитии прямохождения самки гоминин: они изображаются беспомощными существами, ожидающими, сидя на деревьях, когда самцы-добытчики принесут в дом папайю.

Вполне вероятно, что пища оказалась движущей силой эволюции прямохождения, но также вероятно и то, что самки сыграли в этом процессе более существенную роль, чем предполагалось ранее. Как сказала мне антрополог Кара Уолл-Шеффлер, профессор Тихоокеанского университета в Сиэтле: «Цель естественного отбора – самка и ее детеныш». Если какой-либо признак не приносит пользы самкам и их потомству, у него мало шансов приобрести эволюционный импульс.

Именно это и продемонстрировали в 1970-х и 1980-х гг. антропологи Нэнси Таннер и Адриенна Зильман из Калифорнийского университета в Санта-Крусе{87}87
  Nancy Tanner and Adrienne Zihlman, "Women in Evolution, Part I: Innovation and Selection in Human Origins," Signs 1, no. 3 (1976), 585–605. Adrienne Zihlman, «Women in Evolution, Part II: Subsistence and Social Organization Among Early Hominids,» Signs 4, no. 1 (1978), 4–20. Nancy M. Tanner, On Becoming Human (Cambridge: Cambridge University Press, 1981).


[Закрыть]. Согласно их гипотезе, самки ранних гоминин днем собирали растения и мелких животных, что, кстати, обеспечивает больше калорий, чем добыча охотников-мужчин в большинстве современных обществ охотников-собирателей. Самки гоминин собирали больше, чем было нужно им самим, и делились пищей с другими членами группы. Те, кто чаще ходил на двух ногах и освобождал руки, имел возможность добыть больше такой пищи, как ящерицы, улитки, клубни, яйца, плоды, термиты и корни.

Высоко ценя способность делиться и помогать друг другу, самки формировали пары с более социализированными и менее агрессивными самцами, у которых, возможно, и клыки были поменьше. Согласно гипотезе Таннер и Зильман, самки гоминин использовали палки, чтобы выкапывать корни и клубни, и приспособления для переноски младенцев, которые мы сегодня называем слингами. Иными словами, технологии были изобретены очень давно, причем женщинами. Было доказано, что самки бонобо и шимпанзе более продвинуты в технологическом отношении, чем самцы{88}88
  Thibaud Gruber, Zanna Clay, and Klaus Zuberbühler, "A Comparison of Bonobo and Chimpanzee Tool Use: Evidence for a Female Bias in the Pan Lineage," Animal Behavior 80, no. 6 (2010), 1023–1033. Многие приматы-новаторы, о которых идет речь, являются самками, см.: Frans de Waal, The Ape and the Sushi Master: Cultural Reflections of a Primatologist (New York: Basic Books, 2008). Klaree J. Boose, Frances J. White, and Audra Meinelt, "Sex Differences in Tool Use Acquisition in Bonobos (Pan paniscus)," American Journal of Primatology 75, no. 9 (2013), 917–926. В Фонголи, месте проведения исследования в Сенегале, шимпанзе, в основном самки, охотятся с заостренными палками. Jill D. Pruetz et al., "New Evidence on the Tool-Assisted Hunting Exhibited by Chimpanzees (Pan troglodytes verus) in a Savannah Habitat at Fongoli, Sénégal," Royal Society of Open Science 2 (2015), 140507.


[Закрыть], поэтому логично предположить, что то же самое наблюдалось и у древнейших гоминин.

Таннер и Зильман признавали, что, хотя потребность переносить что бы то ни было – пищу, орудия или детенышей – могла стать главной движущей силой эволюции прямохождения, это было не единственное преимущество такого способа передвижения. Став двуногими, гоминины смогли осматривать окружающее пространство в поисках предполагаемых врагов, угрожать хищникам и швырять в них предметы, а также эффективно передвигаться от одного кормового участка к другому. Иными словами, ученые утверждали, что бипедализм был благоприятен для наших предков с точки зрения естественного отбора не по какой-то одной причине. Гоминины начали передвигаться на двух ногах из-за целого ряда преимуществ, которые дает прямохождение.

В таком случае искать одну причину прямохождения, скорее всего, бессмысленно. И даже если мы никогда не узнаем, почему у наших предков развился бипедализм, нам ничто не мешает поразмышлять о том, как прямохождение запустило многие изменения анатомии и поведения, которые делают нас современными людьми. В то же время, чтобы понять, как именно зародилось прямохождение у наших древнейших предков, необходимо предлагать проверяемые идеи – то есть такие, на основе которых можно делать четкие предсказания. Мы должны отвергать непроверяемые нарративы и заниматься реальной наукой. Необходимо, чтобы наши предположения о том, что могло произойти, в большей степени согласовывались с тем, что произошло на самом деле.

И для того, чтобы приблизиться к решению этой задачи, нам нужны ископаемые остатки.

Глава 4
Предки Люси

Мы не должны, однако, впасть в ошибку, предполагая, что древний родоначальник всей группы обезьян, не исключая и человека, был тождествен или даже только близко сходен с какой-либо из существующих ныне обезьян{89}89
  Charles Darwin, The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, vol. I (London: John Murray, 1871), 199. (Здесь и далее цит. по: Дарвин Ч. Сочинения: в 9 т. Т. 5. Происхождение человека и половой отбор. – М.: Изд. АН СССР, 1953. С. 265.)


[Закрыть].

Чарльз Дарвин. Происхождение человека и половой отбор (1871)

Меня иногда спрашивают, когда же наконец ученые найдут недостающее звено между человекообразными обезьянами и людьми. Я отвечаю, что мы уже это сделали.

Концепция недостающего звена предполагает, что в палеонтологической летописи должны иметься свидетельства существования животного, которое не было ни человеком, ни обезьяной, но обладало характерными чертами как людей, так и обезьян. В 1891 г. голландский анатом Эжен Дюбуа занимался поиском окаменелостей на берегах реки Соло на индонезийском острове Ява. Он и его группа обнаружили коренной зуб, верхнюю часть черепа и кость ноги гоминина. Найденные остатки ноги свидетельствовали о том, что гоминин был прямоходящим{90}90
  Оказывается, Дюбуа был прав, но опирался на неверные данные. В 2015 г. Крис Рафф с коллегами вновь изучил бедренную кость из Триниля и сделал вывод, что она относится к гораздо более позднему времени, чем череп, и принадлежит, скорее всего, Homo sapiens. Однако Дюбуа отыскал в Триниле еще четыре бедренных кости в 1900 г. и описал их в 1930-х гг. Их повторный анализ, проведенный Раффом, показал, что они соответствуют анатомическому строению Homo erectus. Таким образом, вывод Дюбуа, что Pithecanthropus erectus был двуногим, как выяснилось, опирался на изучение бедренной кости Homo sapiens, но другие найденные им бедренные кости доказывают его правоту. Christopher B. Ruff, Laurent Puymerail, Roberto Machiarelli, Justin Sipla, and Russell L. Ciochon, «Structure and Composition of the Trinil Femora: Functional and Taxonomic Implications,» Journal of Human Evolution 80 (2015), 147–158.


[Закрыть], а череп вмещал мозг объемом 915 см³. Ни у одного современного взрослого человека нет такого маленького мозга и ни у одной человекообразной обезьяны – такого большого. Этому черепу соответствовал мозг, находящийся по своему размеру почти ровно посередине между типичным шимпанзе и типичным человеком. Вот оно, недостающее звено!

Дюбуа назвал свою находку Pithecanthropus erectus, что можно перевести как «прямоходящий обезьяночеловек». Сегодня гоминин, которому принадлежали эти окаменелые остатки, называется Homo erectus, и палеоантропологи нашли кости десятков представителей этого вида на территории Африки, Азии и Европы. Огромное значение открытия Дюбуа невозможно переоценить. Он продемонстрировал, что когда-то на планете жило существо, заполнявшее – по крайней мере, в отношении размеров головного мозга – брешь между современными человекообразными обезьянами и современными людьми. Недостающее звено наконец было найдено.

Однако сам термин «недостающее звено» говорит также о совершенно неверном представлении об эволюции человека. Он подразумевает, что все различия между людьми и обезьянами развивались в процессе эволюции постепенно и строго последовательно. Иными словами, предполагается, что такой гоминин, как Pithecanthropus erectus, с головным мозгом, занимающим среднее положение между обезьяньим и человеческим, должен был и двигаться так, словно являлся полуобезьяной-получеловеком – на двух ногах, но сгорбившись и с трудом их переставляя. Так считал даже Дюбуа.

В 1900 г. Дюбуа с сыном изготовили для Всемирной выставки в Париже гипсовую скульптуру, детально изображавшую обнаженного питекантропа{91}91
  Pat Shipman, The Man Who Found the Missing Link: Eugène Dubois and His Lifelong Quest to Prove Darwin Right (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002).


[Закрыть]. Этот гоминин, обладатель маленького мозга, безо всякого выражения смотрит вниз, на орудие, которое держит в правой руке. Он стоит вертикально, но стопы у него похожи на обезьяньи, с длинными цепкими пальцами – большой отведен в сторону, подобно большому пальцу кисти руки.

Десятилетие спустя французский палеонтолог Марселлен Буль опубликовал свой анализ почти полного скелета неандертальца, обнаруженного в пещере Ла-Шапель-о-Сен во Франции. Череп большой, вмещающий более крупный головной мозг, чем у среднего человека. Однако Буль пришел к выводу, что это был не Homo sapiens. Череп неандертальца из Ла-Шапель имеет большую выступающую лицевую часть и выдающиеся надбровные дуги. У него отсутствует высокий лоб, имеющийся у большинства людей. То, как Буль интерпретировал строение его тела, очень показательно{92}92
  Неандерталец из Ла-Шапель-о-Сен на момент смерти был пожилым. Следовательно, при жизни он был сгорбленным не потому, что представители данного биологического вид не могли стоять полностью выпрямившись, а потому, что прожил достаточно долго, чтобы произошли патологические изменения скелета.


[Закрыть]. Он реконструировал скелет, изобразив его сгорбленным, и снабдил тело обезьяньими стопами с предназначенными для захвата большими пальцами.

Посыл был очевиден: раз это были не мы, то и ходили древние люди не так, как мы. Однако ни одна из этих интерпретаций не выдержала проверку временем.

Новые находки окаменелостей и даже окаменевших следов показали, что и Homo erectus, и неандерталец стояли прямо на таких же стопах, как у человека. Хождение на двух ногах с полностью выпрямленным телом возникло гораздо раньше, чем думали Дюбуа и Буль. Чтобы убедиться в этом, обратим свой взгляд на отправную точку всего того, что нам известно об эволюции человека, – окаменелый скелет, являющийся символом нашей науки.

Он был найден 24 ноября 1974 г. палеонтологом из Университета штата Аризона Доном Джохансоном возле деревни Хадар в регионе Афар в северной Эфиопии{93}93
  На момент открытия Дональд Джохансон работал в Кливлендском музее естественной истории. В своей книге я предпочитаю указывать текущие места работы ученых, а не те, которые они занимали во время исследования, описываемого мною.


[Закрыть]. Никогда прежде никто не находил настолько полный скелет австралопитека (Australopithecus), причем это оказался представитель нового вида австралопитеков, который Джохансон с коллегами{94}94
  На страницах этой книги я делаю все возможное, чтобы воздать должное колоссальному труду своих коллег-ученых. Однако наука редко вершится одиночками, и обычно исследования, о которых я рассказываю, осуществляются большими коллективами. В примечаниях к тексту сокращение et al. («и другие»), используемое при описании любого исследования, имеющего больше пяти авторов, встречается больше 120 раз. Упомянуть об этом меня надоумил Роберт Сапольски, в примечании к своей недавно выпущенной в свет книге «Биология добра и зла: Как наука объясняет наши поступки» (Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst) написавший: «Всякий раз, описывая работу, выполненную Джейн Такой-то или Джо Таким-то, я в действительности имею в виду „работу, выполненную ими и командой молодых ученых, лаборантов, старшекурсников и коллег, продолжающуюся много лет“. Я ограничиваюсь одной фамилией для краткости, но не подразумеваю, что эти ученые проделали всю работу самостоятельно, – наука целиком и полностью является коллективной деятельностью». (См.: Сапольски Р. Биология добра и зла: Как наука объясняет наши поступки. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019.)


[Закрыть] назвали А. afarensis.

В ночь после обнаружения скелета команда первооткрывателей праздновала свой успех, снова и снова слушая альбом The Beatles «Клуб одиноких сердец сержанта Пеппера» на кассетном магнитофоне. На очередном повторе "Lucy in the Sky with Diamonds" кто-то предложил назвать скелет Люси{95}95
  Donald C. Johanson, Lucy: The Beginnings of Humankind (New York: Simon & Schuster, 1981). (Дональд Д., Мейтленд И. Люси. Истоки рода человеческого. – М.: Мир, 1984.)


[Закрыть]. Имя прижилось.

Иногда ученые называют эту находку A.L. 288–1 – по каталожному номеру, свидетельствующему о том, что это первый окаменелый скелет, найденный на 288-м участке раскопок в Афаре. Многие эфиопы зовут ее Динкинеш, что на амхарском языке означает «ты великолепна».

В марте 2017 г. я ездил в Эфиопию изучать кости Люси в Национальном музее в Аддис-Абебе – оживленном африканском городе, разместившемся на холмах на высоте более 2,3 км над уровнем моря. Его растущее население сравнимо с населением Лос-Анджелеса. В трехэтажном здании музея на улице Короля Георга IV выставлена копия Люси, с которой могут ознакомиться посетители. За открытым для публики музеем находится большое здание, где хранится настоящий скелет. Похоже, эту бетонную крепость строил архитектор-бруталист. Лестница, окружающая центральный двор, заставляет вспомнить рисунки Эшера.

В одном крыле подвальное помещение величиной с футбольное поле вмещает десятки тысяч окаменелых остатков вымерших слонов, жирафов, зебр, гну, бородавочников и антилоп. Звук миниатюрных отбойных молоточков доносится сквозь закрытые двери, за которыми терпеливые препараторы медленно, крупица за крупицей, удаляют затвердевшую почву с окаменелых костей.

На третьем этаже в нескольких соединенных друг с другом комнатах находятся самые ценные ископаемые находки – остатки древних людей, запертые в сейфах, способных выдержать бомбовый удар. В день моего приезда окна были открыты. Молитвы на языке амфари, доносившиеся из ближайших христианских церквей, проникали в неосвещенную комнату вместе с теплым ветром, пропитанным запахами жареных кофейных зерен и дизельного топлива. Масштабные отключения электричества – неотъемлемая часть жизни в Аддис-Абебе.

Скелет Люси был выложен в трех деревянных лотках. В одном находились фрагменты черепа, челюсть, кости рук и кистей, в другом – ребра и позвоночник, а в третьем – тазовые кости, кости ног и стоп. Окаменелости уложены в мягкую подложку синевато-серого цвета, в гнезда, вырезанные в точном соответствии с каждым фрагментом. Белые полоски бумаги помечают каждую кость, от A.L. 288–1а, фрагмента черепа, до A.L. 288–1bz, ключицы. Кости Люси рыжевато-коричневые с серыми пятнами и вкраплениями оливкового цвета – эти пигменты были поглощены из минералов при минерализации ее костей.

Кости умеют говорить, и останки Люси многое могут рассказать о ее жизни. Зоны роста на концах костей ее рук и ног закрыты, это означает, что на момент смерти она была полностью взрослой. Зубы мудрости у нее прорезались, но не особенно сношены, и это указывает на то, что она была довольно молода. Если бы она была современным человеком, такая степень изношенности зубов указывала бы на возраст чуть более 20 лет, но, судя по некоторым особенностям ее зубов, австралопитеки созревали быстрее, чем люди в наши дни. Следовательно, Люси умерла, скорее, еще до достижения 20-летия. Неясно, как она погибла{96}96
  John Kappelman et al., «Perimortem Fractures in Lucy Suggest Mortality from Fall out of Tall Tree,» Nature 537 (2016), 503–507.


[Закрыть], хотя некоторые ученые предполагают, что переломы на ее костях характерны для падения с дерева. Два следа от укусов на костях таза говорят о том, что падальщик добрался до нее прежде, чем ее тело поглотили топкие берега древнего озера.

Люси была маленького роста, от 1 м до 1,2 м. Ее суставы имеют приблизительно такой же размер, как у человека весом 27 кг. Иными словами, она была ростом примерно с современного семилетнего ребенка. Люси была маленькой даже по сравнению с другими австралопитеками, окаменелости которых были найдены в Хадаре, так что, вероятно, это действительно особь женского пола. Объем мозга у нее был чуть больше, чем у среднего шимпанзе, – примерно с большой апельсин. Однако, в отличие от шимпанзе, она ходила по своему миру на двух ногах. Люси была прямоходящей.

Студенты иногда спрашивают меня, какой временной период я бы посетил, если бы мои коллеги с физического факультета изобрели машину времени. Я отвечаю без колебаний, что отправился бы в Эфиопию на 3,18 млн лет назад и провел один день с Люси. Я следовал бы за ней повсюду, чтобы узнать, как она двигалась, как жила, как, возможно, заботилась о детеныше, что ела и как взаимодействовала с другими членами своей группы. Я привез бы научное оборудование, чтобы измерить все параметры ее походки и затем вычислить силы, воздействовавшие на ее суставы.

Разумеется, это невозможно. Нам приходится реконструировать жизнь наших предков лишь по очень небольшому количеству найденных костей. Как мы можем узнать по нескольким древним костям, что Люси и ее сородичи ходили на двух ногах? По признакам, которые можно найти в ее скелете буквально от головы до пят.

Мы не задействуем голову при ходьбе, но ее строение раскрывает то, как мы ходим. У всех животных в черепе есть большое затылочное отверстие, через которое головной мозг соединяется со спинным. У четвероногих животных, таких как гепарды и шимпанзе, большое затылочное отверстие сдвинуто к затылочной части черепа, так что голова находится на одной линии с горизонтально расположенным позвоночником. У людей же оно находится в самой нижней части черепа, в результате чего голова хорошо сбалансирована на вершине вертикального позвоночника. Этот анатомический признак и заставил Раймонда Дарта прийти к заключению, что маленький австралопитек из Таунга в Южной Африке был прямоходящим.

К сожалению, были найдены лишь отдельные фрагменты головы Люси, и определить расположение ее большого затылочного отверстия невозможно. Однако Люси была не единственным открытием Джохансона в Эфиопии. Он нашел окаменелые остатки целой группы особей A. afarensis, которую назвал «Первая семья».

Среди находок на участке, где была обнаружена Первая семья, оказались задняя и нижняя части черепа с сохранившимся большим затылочным отверстием. Оно находится там же, где и у современного человека, – точно в центре основания черепа. Недавние находки других полных черепов австралопитека подтвердили этот факт. Голова у соплеменников Люси венчала вертикально ориентированный позвоночник.

Несмотря на отсутствие полного черепа, у Люси имеется прекрасно сохранившийся позвоночник. У большинства млекопитающих позвоночник ориентирован горизонтально и слегка изогнут в виде уплощенного полумесяца. Прежде чем человеческие дети научатся ходить, их позвоночник выглядит также{97}97
  Оказывается, это спорное утверждение. Человеческие младенцы уже рождаются с небольшим S-образным изгибом позвоночника. Elie Choufani et al., «Lumbosacral Lordosis in Fetal Spine: Genetic or Mechanic Parameter,» European Spine Journal 18 (2009), 1342–1348. Однако позвоночный столб приобретает более заметный лордоз именно в ходе развития, особенно в возрасте, когда ребенок начинает делать первые шаги. M. Maurice Abitbol, «Evolution of the Lumbosacral Angle,» American Journal of Physical Anthropology 72, no. 3 (1987), 361–372. В то же время это происходит, судя по всему, в любом случае – даже у детей, которые так и не начинают ходить, позвоночник приобретает S-образную форму. Sven Reichmann and Thord Lewin, «The Development of the Lumbar Lordosis,» Archiv für Orthopädische und Unfall-Chirurgie, mit Besonderer Berückisichtigung der Frakturenlehre und der Orthopädisch-Chirurgischen Technik 69 (1971), 275–285.


[Закрыть]. Однако, как только они делают первый шаг, позвоночник начинает меняться, приобретая S-образную форму. Изгибы позвоночника приводят торс и голову человека в сбалансированное положение над бедрами. Самым важным является изгиб в основании позвоночника – так называемый поясничный лордоз. Он формирует поясницу и является уникальным признаком прямоходящих людей. Окаменевший позвоночник Люси имеет S-образную форму, такую же, как у современного человека.

Самое очевидное отличие человеческого скелета от скелета шимпанзе связано с тазом. У шимпанзе высокий и плоский таз, к которому крепятся так называемые малые ягодичные мышцы в задней части туловища животного{98}98
  Мышцы, о которых идет речь, – средняя и малая ягодичные мышцы, в отличие от большой, значительно более массивной и формирующей нашу ягодицу.


[Закрыть]. Это позволяет совершать толчок ногами назад – полезное движение для лазания вверх по дереву. Однако когда шимпанзе идет по земле, то постоянно рискует опрокинуться и вынуждена переваливаться из стороны в сторону, что очень утомительно.

Таз человека более короткий и мощный, имеет чашеобразную форму, и те же самые мышцы крепятся к нему по бокам тела. Проверьте сами. При ходьбе можно почувствовать, как мышцы бедра напрягаются, не позволяя вам опрокинуться. Это возможно благодаря форме нашего таза.

Что можно в этом отношении сказать о Люси? У нее короткий крепкий таз, уменьшенный вариант нашего. Кости бедер располагаются по бокам от тела, а это означает, что мышцы бедер поддерживали ее в вертикальном положении и обеспечивали равновесие, когда она ходила по своему древнему миру на двух ногах{99}99
  C. Owen Lovejoy, «Evolution of Human Walking,» Scientific American (November 1988), 118–125. Когда я писал, что бедра располагались по бокам тела, то кратко выразил мысль, что подвздошные кости были развернуты к боковым сторонам корпуса, в то же положение, в котором они находятся у людей, в отличие от человекообразных обезьян, имеющих плоские подвздошные кости, обращенные плоскостью к задней части тела.


[Закрыть].

Рассматривая скелет ниже таза, мы обнаруживаем часть тела, которая является одним из наилучших свидетельств прямохождения, – колено. У новорожденных людей самая длинная кость тела, бедренная, имеет прямую форму, но когда младенцы начинают ходить, то под воздействием направленного сверху вниз давления конец растущей бедренной кости приобретает наклон. Этот наклон – бикондилярный угол – формируется лишь у тех, кто ходит на двух ногах. Он никогда не возникает ни у шимпанзе{100}100
  Christine Tardieu, «Ontogeny and Phylogeny of Femoro-Tibial Characters in Humans and Hominid Fossils: Functional Influence and Genetic Determinism,» American Journal of Physical Anthropology 110 (1999), 365–377.


[Закрыть], ни у людей, парализованных от рождения и так и не начавших ходить. Если колено Люси имеет этот угол, она несомненно ходила на двух ногах, поскольку никак иначе он образоваться не может.

Джохансон нашел левое колено Люси, но оно оказалось раздроблено, и собрать его было бы непросто. Однако за год до обнаружения Люси Джохансон впервые приехал в Хадар, и первая найденная им окаменелость гоминина оказалась коленом{101}101
  Этот экспонат имеет каталожный номер A.L. 129–1 и принадлежит другой особи, не Люси. Подробную информацию о находке и значимости анатомического строения этих костей можно найти в: Johanson, Lucy: The Beginnings of Humankind. Donald C. Johanson and Maurice Taieb, «PlioPleistocene Hominid Discoveries in Hadar, Ethiopia,» Nature 260 (1976), 293–297.


[Закрыть]. У кости имелся бикондилярный угол. Она могла принадлежать только особи, ходившей на двух ногах.

Мы двуногие существа, и единственная часть нашего тела, непосредственно соприкасающаяся с землей, – стопа. Соответственно, некоторые из ключевых анатомических адаптаций к прямохождению могут обнаруживаться именно в стопе. У нас большая пяточная кость, неподвижная лодыжка и длинное ахиллово сухожилие. В отличие от любого другого примата на планете, у человека большой палец, не приспособленный для хватания, находится на одной линии со всей стопой. Наряду с длинной, жесткой дугообразной подошвой это помогает нам выталкивать свое тело вперед, чтобы сделать следующий шаг. Кроме того, у нас короткие пальцы ног, сгибающиеся вверх, когда мы отталкиваемся от земли. Напротив, пальцы ног человекообразной обезьяны длинные и гнутся вниз, облегчая захват.

Кости стоп Люси и членов Первой семьи поражают сходством с человеческими. Пяточная кость крупная, а лодыжка Люси по форме очень напоминает уменьшенную версию моей. Хотя пальцы ног Люси были длинными и слегка изогнутыми, они могли отгибаться вверх, свидетельствуя о том, что она отталкивалась от земли пальцами, как человек при ходьбе.

Кости Люси подтвердили то, на что лишь намекали предыдущие южноафриканские находки: прямохождение возникло на ранних этапах нашей эволюционной истории.

Окаменелые остатки австралопитеков, найденные Раймондом Дартом и Робертом Брумом в пещерах Южной Африки в 1930-е и 1940-е гг., были фрагментарными – там коленная чашечка, тут нижняя челюсть. Палеонтологи отыскали всего один частичный скелет, который принадлежал молодой самке, получивший каталожный номер Sts 14. Ее таз и позвоночный столб тоже весьма напоминали человеческие, свидетельствуя о том, что она ходила на двух ногах в вертикальном положении, однако ее голову найти так и не удалось{102}102
  Фрэнсис Тэккерей выдвинул предположение, что голова частичного скелета Sts 14 на самом деле принадлежит «миссис Плес» (каталожный номер Sts 5). Он также предположил, что «миссис Плес» – это неполовозрелый самец. Francis Thackeray, Dominique Gommery, and Jose Braga, «Australopithecine Postcrania (Sts 14) from the Sterkfontein Caves, South Africa: The Skeleton of 'Mrs Ples'?» South African Journal of Science 98, no. 5–6 (2002), 211–212. Однако см. также: Alejandro Bonmatí, Juan-Luis Arsuaga, and Carlos Lorenzo, «Revisiting the Developmental Stage and Age-at-Death of the 'Mrs. Ples' (Sts 5) and Sts 14 Specimens from Sterkfontein (South Africa): Do They Belong to the Same Individual?» Anatomical Record 291, no. 12 (2008), 1707–1722.


[Закрыть].

Окаменелые черепа, обнаруженные в этих южноафриканских пещерах, принадлежали гомининам с объемом мозга примерно как у гориллы. Все выглядело так, словно прямохождение предшествовало началу увеличения головного мозга, но до Люси у нас не было ни одного скелета древнего гоминина, от которого бы сохранились и голова, и тело.

Люси оказалась именно такой – австралопитеком с маленьким, как у человекообразной обезьяны, мозгом и телом, похожим на человеческое. Дюбуа и Буль ошибались. Сгорбленный предок, передвигавшийся наполовину по-человечески, наполовину по-обезьяньи и имевший мозг промежуточного размера между обезьяньим и человеческим, никогда не существовал. Все как раз наоборот, наш большой мозг сформировался относительно поздно, а прямохождение возникло рано.

Но насколько рано?

Теолог XVII в. Джеймс Ашер полагал, что Земля появилась в шесть часов пополудни в субботу, 22 октября 4004 г. до Рождества Христова, – поразительно точная дата! Однако, исходя из всего того, что узнала о мире современная наука, чудовищно далекая от истины. Часто приходится идти на компромисс между точностью и достоверностью{103}103
  Эту идею мне подал мой коллега из Бостонского университета геолог Энди Курс, с которым я имел удовольствие общаться зимой 2015 г.


[Закрыть]. Геологи предпочли последнее.

Люси жила и умерла предположительно около 3,18 млн лет назад. По сравнению с расчетами Ашера, эта оценка достоверная, но очень неточная. Как бы мне ни хотелось иметь возможность написать, что Люси скончалась в 8:10 утра 11 июля 3 181 824 года назад, я не могу этого сделать. Наши методы датирования окаменелостей дают приблизительные, округленные цифры, если повезет, с точностью до 10 000 лет. Чтобы понять, почему это так, придется еще раз углубиться в химию.

Вулкан при извержении выбрасывает расплавленные горные породы и пепел. В этом ядовитом вареве, излившемся из вязкой мантии Земли, содержится изотоп химического элемента калия (К). Бóльшая часть калия на Земле представлена изотопом ³⁹К, но изотоп, помогающий нам датировать окаменелости, имеет в атоме лишний нейтрон, превращающий его в ⁴⁰К. При распаде он преобразуется в другой элемент, аргон (⁴⁰Ar), – безобидный инертный газ, испаряющийся из камня в атмосферу{104}104
  В этом разделе я пишу о калии и аргоне, но исследователи нашли способ повысить точность результатов применения этого метода, речь о так называемом аргон-аргоновом (⁴⁰Ar/³⁹Ar) методе датирования.


[Закрыть]. К счастью для нас, испаряется не весь аргон.

Горные породы и пепел, созданные в адской топке извергающегося вулкана, часто содержат кристаллы полевого шпата, в которых также присутствует радиоактивный калий. Однако аргон, образующийся при распаде этого калия, оказывается запертым в кристаллах. Со временем в них накапливается все больше аргона, и это происходит с постоянной скоростью, характеризуемой так называемым периодом полураспада. По мере своего исчезновения распадающиеся изотопы калия ведут отсчет времени, обеспечивая нам калий-аргоновый метод датировки с характерным названием «каменные часы». Датировка радиоуглеродным методом основана примерно на том же принципе, но применима лишь для объектов не старше 50 000 лет. Для более старых находок, таких как скелет Люси, нам нужны изотопы, подобные ⁴⁰К.

Чтобы понять, как это работает, представьте себе кружку пива. Когда бармен наливает Guinness, образуется много пены. Пена медленно «распадается» и превращается в пиво. Это происходит с равномерной скоростью. Половина пены превращается в пиво примерно за одну минуту. Второй половине нужна еще одна минута, и так до тех пор, пока не останется лишь тонкая пленочка пены. Если перед нами кружка, где полно пены, значит, ее только что налили. Очевидно, что кружка без пены была налита раньше. То же самое происходит с ⁴⁰К и ⁴⁰Ar. Камень, содержащий много радиоактивного калия, относительно молод. Камень, где много аргона, старше. Измерив, в каком количестве содержится каждый элемент, можно определить, насколько второй камень старше первого.