Текст книги "Как мы стали людьми. Поиски истоков человечества"

А сейчас давайте вернемся в настоящее из нашего воображаемого путешествия в далекое прошлое. Хотя подобные мысленные эксперименты и помогают узнавать взаимосвязи и выстраивать гипотезы, в науке ценятся только факты. Поэтому несмотря на радость и воодушевление, которые нам принесли необычные находки, нам нужно было сначала ответить на вопрос, принадлежат ли они одному и тому же виду и соотносятся ли они с обнаруженными ранее окаменелыми останками.

Мы быстро выяснили, что эти кости не соответствуют ни одному из известных видов. Невероятная находка из региона Алльгой представляла собой останки еще не описанного вида и рода человекообразных обезьян. Так что вместе со своей командой я начала подыскивать подходящее научное название, однако долго раздумывать нам не пришлось, и мы выбрали имя Danuvius guggenmosi. Данувий – это имя одного из кельтских речных богов. Более 2000 лет назад кельтские племена проживали на территории современного региона Алльгой. Как раз от этого слова и происходят названия таких рек, как Дунай и Дон, а также латинское название города Кемптен [73]73
  Немецкий город, расположенный в регионе Алльгой. – Прим. перев.


[Закрыть]– Камбодунум. Видовое название guggenmosi мы взяли в честь недавно умершего Сигульфа Гуггенмоса, который первым обнаружил окаменелые останки на том глиняном раскопе.

Несмотря на то что данувий Гуггенмоса всего на 200–300 тысяч лет моложе трех видов человекообразных обезьян, найденных неподалеку от Барселоны, он заметно от них отличается.

Скуловая кость у него очень массивная, расположена значительно выше челюсти и характеризуется объемными придаточными пазухами носа. Высоко расположенное твердое нёбо и многочисленные особенности зубов также свидетельствуют о том, что в отличие от находок, сделанных в Каталонии, или дриопитека Ларте данувий принадлежит к другой, более развитой группе человекообразных обезьян[74]74
  Имеются в виду рудапитек (10 миллионов лет) из Венгрии и испанопитек (9,6 миллиона лет) из Испании.


[Закрыть]. По характерным чертам черепа он больше похож на значительно менее древних человекообразных обезьян из Европы и в особенности на современных человекообразных обезьян, обитающих в Африке, например на гориллу, шимпанзе и бонобо. Уникальным для данувия признаком является лицо, лишь немного выступающее вперед, и этим он напоминает скорее предчеловека, а не человекообразных обезьян.

Однако Удо, наш самец из рода данувиев, заметно меньше своих современных родственников из Африки. Рост у него достигает приблизительно одного метра, а вес – 30 килограммов[75]75
  Вычисление массы тела вымерших человекообразных обезьян основывается на четком соотношении между весом всего тела и размерами несущих костей, например бедра. Останки всех трех особей данувия включали в себя в том числе и бедренные кости, которые и были использованы для подсчетов.


[Закрыть]. Это более или менее соотносится с показателями, которые были получены при исследовании знаменитой Люси. Обе самки данувия весили еще меньше: 19 и 17 килограммов соответственно.

На примере скелета Удо можно очень хорошо изучить пропорции тела представителей рода данувиев. Как и у всех современных человекообразных обезьян (за исключением человека), руки у них длиннее ног. Соотношение длины предплечья и голени у них примерно такое же, как и у шимпанзе или бонобо, у которых передние конечности на 10–20 % длиннее задних. У горилл же и в особенности у орангутанов, напротив, длина рук значительно больше[76]76
  Данная особенность связана с характерной манерой передвижения, при которой обезьяны перепрыгивают с ветки на ветку лишь при помощи рук. При этом всю массу тела приходится выдерживать попеременно одной из рук. Более длинные передние конечности позволяют добиться большего ускорения при прыжке и двигаться быстрее. Однако более тяжелые гориллы этот способ передвижения практически не используют, потому что при более высокой массе тела на порядок увеличивается и центробежная сила. Так что у них руки «всего» на 30 % длиннее ног, в то время как у средних по весу орангутанов это соотношение составляет 50 %, а у очень легких гиббонов – 80 %.


[Закрыть]. Тем не менее одним из наиболее явных характерных признаков данувия являются большие пальцы на руках и ногах, отличающиеся особенно крупными размерами и массивной формой. Кости больших пальцев на ногах у них сильно вывернуты наружу, так что они могли располагаться перед остальными пальцами. Схожим образом действует хватательная функция нашей кисти, когда мы, например, держимся за перила, поднимаясь по лестнице. Таким образом, данувий мог крепко хвататься за окружающие предметы не только руками, но и ногами. Кроме того, в соотношении с массой тела у данувия большие пальцы на ногах длиннее, чем у шимпанзе, бонобо и даже нас, людей, хотя среди всех ныне существующих видов человекообразных обезьян мы обладаем самыми длинными большими пальцами на ногах. Направленность большого пальца ноги наружу характерна для всех обезьян, обитающих на деревьях[77]77
  У обезьян, которые преимущественно живут на земле (например, у павианов и горных горилл), кость большого пальца ноги в большей степени повернута внутрь. Благодаря этому достигается более эффективный контакт подошвы ноги с поверхностью.


[Закрыть], однако у человекообразных обезьян из Алльгоя этот признак выражен более явно, чем у любого другого вида современных или уже вымерших человекообразных обезьян.

Судя по всему, данувий был в состоянии сжать пальцы ноги в кулак. Благодаря способности отводить в сторону дистальную фалангу большого пальца ноги он мог крепко держать ногами даже маленькие и тонкие предметы, поэтому он был прекрасно подготовлен к жизни в лабиринте из небольших веток и лиан. Возможно, поэтому его излюбленной средой обитания было пространство между деревьями и различными уровнями веток, где преобладали вьющиеся растения. Там он был в безопасности от хищников, которые могли лазать по деревьям.

Особенно примечательно, что в скелете Удо было два грудных позвонка: верхний, располагавшийся на уровне ключицы, и нижний. По строению верхнего грудного позвонка мы поняли, что Удо обладал уже более широкой грудной клеткой. Нижний грудной позвонок с функциональной точки зрения выполнял уже роль поясничного позвонка. Это очень значимое наблюдение, ведь оно свидетельствует о том, что у Удо поясничный отдел позвоночника был удлинен в отличие от всех современных человекообразных обезьян. Благодаря более длинному поясничному отделу позвоночник у предлюдей мог изгибаться в форме буквы s, когда они передвигались в выпрямленном положении. Без этого было бы невозможно сохранять равновесие при прямохождении. Подобное строение позвоночника у представителей рода данувиев соотносится с особенностями строения бедра и большеберцовой кости, на которую, как нам удалось установить, приходилась нагрузка при выпрямлении тазобедренного и коленного суставов.

Выходит, наиболее удивительным характерным признаком этого нового вида была возможность сохранять равновесие в положении стоя при выпрямленных коленном и тазобедренном суставах и сгибать при этом поясничный отдел позвоночника. Когда сегодняшние человекообразные обезьяны становятся на две ноги, колени и таз у них все время остаются согнутыми[78]78
  Lovejoy, C. O., et al.: Spinopelvic pathways to bipedality: why no hominids ever relied on a bent-hip-bent-knee gait. Philosophical Transactions of the Royal Society, 27 October 2010, p. 3289–3299.


[Закрыть]. Поясничный отдел позвоночника у них слишком короткий, чтобы они могли стоять вертикально, выпрямив тазобедренный сустав. Даже когда они лазают по деревьям, они сгибают эти два сустава, а также голеностопный сустав. При этом наибольшая нагрузка приходится на их руки. Найденные нами кости представителя рода данувиев свидетельствуют о строении тела, совершенно отличном от шимпанзе, горилл и орангутанов. Когда Удо лазал по деревьям, основную работу выполняли его ноги, а руками он пользовался только, чтобы за что-нибудь держаться. Эти отличительные особенности делают данувия претендентом на звание последнего общего предка человека и человекообразных обезьян! Грубо говоря, сверху он похож на обезьяну, а снизу – на предчеловека.

Пока что нам неизвестно, спускались ли Удо и его сородичи на землю, чтобы переходить от одного дерева к другому. Чтобы выяснить это, нам нужно более подробно изучить строение его стопы. Возможно, они просто передвигались по растущим между деревьями вьющимся растениям. Лазая таким образом и используя лианы в качестве опоры, они могли доставать даже те плоды, которые росли на самых дальних ветках[79]79
  Рацион современных шимпанзе состоит главным образом из плодов фигового дерева. Эти фрукты растут либо непосредственно на стволе (данный феномен известен под названием куалифлории), либо на очень толстых ветках, поэтому с точки зрения пропитания наибольший интерес для шимпанзе представляют основные ветки фигового дерева и его ствол, а не более дальние участки кроны. Когда шимпанзе забираются на новое дерево, они карабкаются вверх по стволу и в большинстве случаев другие части не исследуют. А вот человекообразная обезьяна из австрийского региона Каринтия (дриопитек каринтский), напротив, предпочитала питаться такими плодами, как вишня, сливы и виноград, которые растут на труднодоступных, тонких концах веток или лианах. См. Fuss, J., et al.: Earliest evidence of caries lesion in hominids reveal sugar-rich diet for a Middle Miocene dryopithecine from Europe. In: PLoS ONE 13 (8), 2018.


[Закрыть].

Наверняка данувий мог и при помощи рук перепрыгивать с ветки на ветку. Однако, судя по его локтевому суставу и сравнительно слабо изогнутым костям пальцев, это не было его любимым способом передвижения. Предположительно, на «канатах» данувий висел достаточно редко, скорее он стоял в переплетении веток и лиан. Подобное поведение как результат приспособления к окружающей среде до сих пор не наблюдалось у человекообразных обезьян. Мы считаем, что это первое проявление манеры передвижения, из которой позднее разовьется постоянное прямохождение. Дело в том, что строение тела шимпанзе и горилл рассчитано на манеру передвижения, при которой во время ходьбы и лазания по деревьям руки играют решающую роль, и поэтому они не могут представлять собой отправную точку для появления прямохождения.

Следовательно, данувий является возможным предшественником последнего общего предка шимпанзе и человека, а с точки зрения его манеры передвижения – тем самым недостающим звеном между четвероногими человекообразными обезьянами и двуногими людьми. Поэтому человекообразная обезьяна, найденная в немецком регионе Алльгой, играет ключевую роль в понимании того, как «человек возвысился над царством животных».

Чуть менее 5 миллионов лет спустя после эпохи данувиев, то есть приблизительно 7,4 миллиона лет назад, обширные территории на полюсах земли обледенели, возвещая начало третьего этапа эволюции человекообразных обезьян. Тогда на всей западной части Антарктики образовался ледник, который теперь покрывал уже весь южный континент. Гренландия также скрылась под толстым ледяным панцирем. После полного оледенения полярных регионов мир стал таким, каким мы его сегодня знаем.

Это мир грекопитека Фрейберга, чьи останки возрастом в 7,2 миллиона лет были найдены в греческом Пиргосе и болгарском регионе Азмака.

Часть III
Колыбель человечества: Африка или Европа?

Глава десятая

В 2017 году я вместе со своими коллегами Николаем Спасовым, Дэвидом Беганом и Йохеном Фуссом опубликовала статью, в которой мы выдвинули гипотезу о том, что грекопитек, предположительно, является уже не человекообразной обезьяной, а древнейшим предчеловеком[80]80
  Fuss, J., et al.: Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. In: PLoS ONE 12 (5), 2017.


[Закрыть]. Аргументировали мы это тем, что особи этого вида, как мы уже поясняли, отличаются формой зубов, свойственной предлюдям. Наряду с прямохождением это одна из немногих характерных черт эволюционной линии человека (гоминины), в отношении которых научное сообщество смогло прийти к более или менее единой точке зрения.

В общественных кругах этот вопрос вызвал большой резонанс, а в научном мире, как и следовало ожидать, мнения по этому поводу разделились. Дело в том, что раскопы в Греции и Болгарии, на которых был обнаружен Эль Греко, никак не вписываются в общепринятую теорию о том, что человеческая эволюция разворачивалась исключительно в Африке.

К тому же географическое распространение вида не является значимым признаком с точки зрения истории его развития и поэтому никак не может дать ответ на вопрос о том, является ли Эль Греко предчеловеком или нет. Для установления происхождения важно только то, что скрывается в морфологии вида или генетическом коде его представителей. Однако невозможно провести подобное генетическое исследование ископаемых останков, возраст которых составляет много миллионов лет. При условии, что мы пока не обнаружили окаменелых следов грекопитека, изучение морфологического состава его останков – это единственная возможность найти ответ на вопрос, является ли он самым древним из известных нам предлюдей. Однако также очевидно, что нам потребуется больше находок, чтобы точнее установить его место в истории эволюции человека.

Говоря о месте Эль Греко в истории эволюции человека, главным образом необходимо ответить на вопрос о том, с кем грекопитек теснее связан: с шимпанзе или человеком. Или другими словами: является ли он еще обезьяной или уже стал предчеловеком. Однозначный ответ на этот вопрос найти не так уж и просто, и связано это прежде всего с тремя проблемами.

Первую ученые называют гомоплазией. Этим термином обозначают ситуацию, при которой в ходе независимых эволюционных процессов один и тот же характерный признак возникает дважды или даже чаще. Два следующих примера нагляднее проиллюстрируют этот феномен. Например, хобот как отличительная особенность присутствует и у слонов, и у тапиров, несмотря на то что родственной связи между ними нет. Хобот у этих животных появился независимо.

Далее у рыб, ихтиозавров, китов и многих других подводных позвоночных животных в процессе приспособления к жизни в этой среде обитания возникли жабры, хотя история эволюции у них разная.

Оба этих примера никаких вопросов не вызывают, однако во многих случаях чрезвычайно сложно понять, что речь идет о параллельном развитии анатомических особенностей. А при изучении истории эволюции приматов, как показывает практика, подобные гомоплазии подстерегают исследователей буквально на каждом шагу и могут привести к ошибочным результатам.

Вторая проблема заключается в большом сходстве между представителями двух эволюционных линий в тот момент, когда они начинают расходиться. Сегодня целый ряд характерных признаков позволяет четко и безошибочно отличить человека от шимпанзе. Однако когда наши последние предки разделились, образовав две отдельные популяции, – а произошло это явно раньше семи миллионов лет назад – представители обеих групп внешне все еще выглядели совершенно одинаково. Лишь после длительного существования в изоляции друг от друга, а также в результате случайных генетических изменений и различий в среде обитания обе популяции все больше и больше отдалялись друг от друга по своим характерным признакам. И только после этого можно четко отличить одну группу от другой. Тем не менее даже по прошествии многих миллионов лет после разделения представители обеих эволюционных линий были еще очень похожи друг на друга и могли пересекаться. Современные явные отличия между шимпанзе и человеком являются результатом независимой эволюции обоих родов, которая продлилась как минимум семь миллионов лет.

Третья проблема связана с очевидной неполнотой «палеонтологической летописи». Так на профессиональном языке называется совокупность всех имеющихся, научно задокументированных окаменелых останков вместе с описанием их временных, геологических и географических характеристик. От большинства ископаемых млекопитающих сохранились лишь зубы, и только от совсем немногих вымерших видов человекообразных обезьян до нас дошли черепа, кости таза или фрагменты позвоночника, а о целом позвоночном столбе даже и говорить не приходится. Так уж сложилось у исследователей-копателей, что практически всегда им приходится работать, не имея важных деталей. Кроме того, очень редко удается получить сведения о мягких тканях организма, например о жировых отложениях. Поэтому палеонтологам надо уметь мастерски разгадывать ребусы, в которых часть элементов так и остается неизвестной.

В случае с Эль Греко возникают следующие спорные вопросы.

• Отличительные черты, характерные для людей, могли сформироваться у грекопитека отдельно от эволюционной линии человека. Хоть это и маловероятно, но все же возможно, поэтому мы говорили, что он «предположительно» является предчеловеком.

• Если грекопитек был ранним предчеловеком, он лишь незначительно отличался от предков шимпанзе. Однако до сих пор мы не знаем, как они выглядели.

• Две единственные принадлежащие грекопитеку находки (нижняя челюсть и верхний жевательный зуб), которые были описаны на настоящий момент, позволяют нам составить лишь очень неполное представление об этом виде.

Прямохождение, пожалуй, является наиболее важной особенностью, которая характерна для всех представителей человеческой эволюционной линии и, согласно современному уровню знаний, возникла не параллельно. Передвижение на двух ногах, или бипедия, как его также называют, стало настоящей революцией в начале процесса развития человека. Поэтому свидетельства прямохождения представляют собой необходимое предварительное условие для того, чтобы ту или иную находку можно было причислить к группе предлюдей. Наиболее очевидным свидетельством такого рода являются окаменевшие следы, однако они попадаются крайне редко. Тем не менее в случае многих вымерших видов предлюдей весьма ценные сведения можно почерпнуть, исследуя строение их ступней и ног, потому что развитие прямохождения повлекло за собой дальнейшие изменения, затронувшие как координацию движений в целом, так и различные части опорно-двигательного аппарата: скелет, мышцы, сухожилия.

Несмотря на то что некоторые обезьяны и большинство человекообразных обезьян могут на короткое время вставать на задние ноги[81]81
  Шимпанзе на двух ногах переходят вброд водоемы, гиббоны и сиаманги преодолевают на двух ногах короткие расстояние между деревьями (долго они так ходить не могут, потому что у них слишком длинные руки), самцы горилл встают на задние ноги, чтобы принять более воинственную позу, орангутаны ходят на двух ногах по веткам деревьев. Ряд других обезьян также могут «вставать», чтобы дотянуться до высоких веток.


[Закрыть], только человек способен долгое время находиться в таком состоянии. Мы можем преодолевать значительные расстояния, передвигаясь исключительно на двух ногах, в то время как обезьянам нужно прилагать немалые усилия, чтобы пройти всего несколько метров в выпрямленном положении. Так и нам нелегко передвигаться на четвереньках.

Наиболее значимые характерные особенности прямохождения можно обобщить следующим образом. У представителей человеческой эволюционной линии вся масса тела направлена исключительно на две ноги. При передвижении руки больше не выполняют опорную функцию, и поэтому они значительно короче. Длинные ноги главным образом являются результатом увеличения большеберцовой кости. Голова располагается непосредственно над шеей и больше не удерживается мощными мышцами. Поэтому большое затылочное отверстие, через которое череп соединяется с шейным позвонком, расположено у основания черепа, а не на его задней оконечности. В результате того, что передние конечности перестали ограничивать грудную область, как это происходит у четвероногих животных, грудная клетка у человека увеличилась в объеме. Лопатки с боковой области переместились назад и теперь располагались на спине. Для смягчения вертикальных толчков позвоночник в двух местах имеет изгиб в форме буквы s. Таз короткий и широкий, обе тазовые кости образуют блюдцевидную конструкцию. За счет этого сокращается расстояние между крестцовой костью и тазобедренным суставом, что придает большую стабильность всей тазовой области. Чтобы разгибать тазобедренный сустав и стоять в выпрямленном положении, люди наделены крупными ягодичными мышцами. На ногах мышцы также стали массивнее, что в совокупности с более длинными, а значит, тяжелыми костями приводит к смещению центра тяжести тела по направлению к земле. Еще более устойчивое положение достигается за счет физиологического искривления коленей, в результате чего они находятся непосредственно под центром тяжести тела.

В процессе эволюции от обезьяны к человеку строение стопы также претерпело радикальные изменения. Представители подсемейства гомининов больше не используют стопы, чтобы хвататься за ветки деревьев. Они им служат для поддержания стабильного положения на двух ногах и в особенности для того, чтобы ловко и быстро передвигаться, сохраняя при этом равновесие. Поэтому в отличие от обезьян у человека большие пальцы на ногах не отведены в сторону, а напротив, смещены вперед и расположены параллельно остальным пальцам, которые по сравнению с ними значительно короче. В основании массивных больших пальцев на стопе сформировались особые подушечки, которые при ходьбе выполняют чрезвычайно важную функцию: вместе с большими пальцами, которые последними из всех касаются земли, они толкают человека вперед.

Прямохождение

Сравнение стопы шимпанзе и человека

На более поздних этапах эволюции, а именно у доисторический людей, например у человека прямоходящего, сформировался свод стопы, чтобы лучше защитить ее от повреждений, которые могли возникнуть в результате частого и интенсивного контакта с землей. Это было необходимо в первую очередь потому, что за счет образа жизни доисторических людей возможность пробегать значительные расстояния играла для них все более важную роль по сравнению с предлюдьми (см. главу 20).

Изменение формы стопы в процессе эволюции от человекообразных обезьян к человеку

Несмотря на большое количество особенностей, позволяющих идентифицировать прямохождение, исследователи сталкиваются со значительными трудностями при попытке обнаружить его истоки. Даже вокруг подробно описанных останков, как, например, Люси (австралопитек афарский), разгорались жаркие научные споры[82]82
  Stern, J. T.: Climbing to the Top: A Personal Memoir of Australopithecus afarensis. In: Evolutionary Anthropology, Vol. 9, 2000, p. 113–133.


[Закрыть]. Главным образом мнения расходились в вопросе о том, можно ли в случае данного вида предлюдей говорить о наличии, так сказать, современного прямохождения или же Люси все еще жила преимущественно на деревьях.

У многих находок, которые стоят в начале человеческой эволюционной линии, отсутствуют значимые анатомические области. В других случаях исследователи обнаруживали лишь отдельные характерные свидетельства, например фрагмент большой берцовой кости (австралопитек анамский), обломок бедра (оррорин тугенский) или косточку ноги (ардипитек кадабба). Однако ввиду того, что при передвижении на двух ногах задействованы различные области тела, образующие сложный механизм, часто столь скудные доказательства не могут дать однозначного ответа.

Как уже упоминалось ранее, наиболее явным признаком прямохождения являются окаменевшие отпечатки ног. Они представляют собой одно из наиболее ценных свидетельств своей эпохи, однако подобная удача улыбается палеоантропологам крайне редко. В случае предлюдей такая находка вплоть до недавнего времени была сделана только один раз: в танзанской местности под названием Лаэтоли. Эти свидетельствующие о прямохождении следы, возраст которых составляет 3,6 миллиона лет, сыграли решающую роль в разрешении споров о манере передвижения Люси. Теперь же неожиданно обнаружились и другие таинственные следы нашего прямоходящего предка, возраст которых насчитывает миллионы лет, а произошло это на Крите.