Существует два способа, с помощью которых популяция может эволюционировать таким образом, что индивиды сохраняют детские черты во взрослом состоянии (педоморфизм). Популяция может эволюционировать в сторону ускорения физического и полового созревания так, что индивиды становятся физически и сексуально зрелыми, когда они все еще детеныши (прогенез, например, у тритонов). Во втором случае популяция эволюционирует в сторону замедления или прекращения физического созревания, но возраст полового созревания остается приблизительно таким же, и индивиды, достигая половой зрелости, выглядят по-детски (неотения). Неотению (от греч.
Эволюция человека происходила путем целого ряда генетических изменений, но одним из наиболее важных явилась неотения. Человек является наиболее неотеничным из всех приматов. Обратите внимание на рисунок 6–1[72], где дается поразительное и важное сравнение взрослого шимпанзе и его детеныша. У детеныша шимпанзе более сходная с человеческим лицом намного более плоская морда, тогда как у взрослого шимпанзе нижняя челюсть очень сильно выступает вперед[73]. Поскольку у взрослого шимпанзе не сохраняются детские формы морды, шимпанзе не является неотеничным. Теперь давайте представим, что детеныш шимпанзе вырастет и станет половозрелым, но его морда не изменится. Тогда шимпанзе станет неотеничным и будет гораздо сильнее походить на человека.
Теперь, когда вы знаете, что такое неотения, нетрудно понять, что человек неотеничен. В действительности человек неотеничен настолько, что его даже описывают как «половозрелый плод»[74]. Многие наши неотеничные признаки жизненно важны для нашей эволюции. У большинства плодов млекопитающих, включая человека, большое затылочное отверстие (
); через которое спинной мозг проникает в череп, смещено к центру основания черепа. У четвероногих животных оно по мере взросления перемещается назад (Таблица 9–2), но у человека, передвигающегося на двух ногах, оно остается в младенческом положении (так, что глаза направлены перпендикулярно оси позвоночника). У эмбрионов млекопитающих вход во влагалище направлен вперед, а у взрослых женщин таким и остается (обеспечивая возможность соития лицом к лицу) и не перемещается назад (давая возможность соития в заднем положении) как у других млекопитающих. Наш большой палец на ногах остается параллельным другим пальцам (для ходьбы) и не отклоняется на 90° по отношению к ним (для захватывания) как у крупных человекообразных обезьян. К неотеничным признакам человека относится также более грацильный (т. е. менее мощный) скелет, более крупный (по отношению к размеру тела) и округлый, состоящий из более тонких костей череп, более плоское лицо с менее выступающей вперед нижней челюстью («прогнатизм»[75]), меньшие по размеру зубы, меньшая оволосенность тела, более короткие руки, ноги, пальцы и ступни, а кроме того, больший слой подкожного жира – все это признаки, свойственные детенышам приматов.
Телесный цвет кожи человека тоже может быть неотеничным признаком. Новорожденные у темнокожих родителей имеют более светлую кожу, темнеющую по мере взросления (Abner, 1998). Интересно отметить, что молодые шимпанзе имеют кожу телесного цвета, темнеющую или чернеющую на десятом – двенадцатом годах жизни (Baker, 1974, с. 112). Это предполагает, что наш последний общий предок с шимпанзе также мог иметь светлую кожу в юном возрасте (Jablonski, 2006). Имеются некоторые генетические свидетельства того, что «общие предки всех людей на земле имели белую кожу под темной шерстью – подобную по окраске коже и шерсти современных [молодых] шимпанзе»[76] (Rogers, 2004). Волосы у новорожденных также прямее, даже у негроидных младенцев, и плод имеет складку эпикантуса (жировая складка над верхним веком, частично прикрывающая и защищающая глаза, см. рис. 10–3 на стр. 141), так что эти признаки также являются неотеничными. Белая склера (глазного яблока) также может быть неотеничным признаком, поскольку: «У большинства млекопитающих склера темнеет с возрастом, [но] у человека склера остается белой в течение всей жизни» (Etcoff, 1999, с. 33).
Что послужило причиной человеческой неотении? Очевидный ответ состоит в том, что прежде, чем человек сделался неотеничным, индивиды слегка различались по степени своей неотеничности, как они различаются практически по всем признакам. Человек никогда бы не стал неотеничным, если бы не изменилась среда обитания. После ее изменения более неотеничные индивиды были репродуктивно успешнее индивидов, не имеющих аллелей, ответственных за неотению, и вся популяция стала более неотеничной.
Суть другого вопроса заключается в следующем: «Какие изменения среды могли сделать неотеничные признаки более благоприятными?» Меньшая по размеру и не выступающая вперед челюсть и меньшая массивность фигуры должны быть серьезным недостатком в схватке. Но если человек уже достаточно преуспел в разработке орудий труда и оружия, то эти признаки становятся необязательными, являясь расточительным использованием ресурсов организма и энергии, и снижают скорость и маневренность. Какие еще присущие младенцам признаки, обладай ими взрослые, могли бы увеличить шансы взрослых на выживание?
Другой возможностью является более крупный мозг. В отношении к размеру тела мозг младенцев крупнее, чем у взрослых[77], и у более неотеничных взрослых мозг обычно крупнее, чем у менее неотеничных. Верно также и то, что существует умеренная корреляция[78] между уровнем интеллекта и размером мозга (r = 0,44, Lynn, 2006a, с. 214; см. также Witelson, 2006; McDaniel, 2005). Это не очень высокая корреляция – люди с большим мозгом могут все же быть глупыми, – но это все-таки значимая корреляция. Так что изменения среды обитания, вероятно, потребовали более высокого интеллекта для выживания, поэтому более неотеничные и, следовательно, имевшие более крупный мозг и более высокий интеллект индивиды должны были подвергаться положительному отбору. Если популяция мигрирует из тропиков, где сезонные изменения невелики, на Север, где существуют четыре отчетливо различающиеся сезона, включая долгую холодную зиму, более высокий интеллект становится важным преимуществом в планировании своих действий и добыче продовольствия зимой. Таким образом, сезонные изменения климата будут фактором отбора в сторону увеличения интеллекта и, следовательно, в сторону возрастания неотеничности индивидов.
Трудно оценить, насколько суровым должен был быть отбор по интеллекту. Небольшой мозг все же способен обеспечить пропитание зимой – белки способны к этому на протяжении всего года, обладая намного меньшим мозгом (в отношении к размеру тела), чем человек. Более того, мозг является наиболее затратным органом, так как требует больше энергии (на единицу массы), чем любой другой орган. Мозг взрослых людей, составляя 2 % (Leakey, 1994, с. 54) или 3 % (Foley, 1995, с. 170) от массы тела, использует тем не менее 20 % потребляемой организмом энергии[79], а у новорожденных, поразительно, на долю мозга приходится в среднем 75 % суточного потребления энергии. Более крупный мозг способен помогать решать больше проблем, но это дополнительный вес, который необходимо переносить, и дополнительное питание для поддержания его функционирования. Чтобы увидеть, как сместились выгоды и ущербы, необходимо рассмотреть, насколько в действительности возрос интеллект на Севере, что мы проанализируем в этой книге позднее.
Младенцы почти везде, за исключением, возможно, тропиков, должны сохранять тепло для предотвращения смерти от гипотермии. Вследствие своего малого размера (высокого отношения поверхности к массе тела) им необходимо сохранять тепло и минимизировать сжигание калорий. Они должны обладать многими признаками, помогающими им делать это. Эти признаки были бы полезны и для мигрировавших на Север взрослых, одним из таких признаков является младенческий жир. Младенцы обладают дополнительным подкожным жиром, равномерно распределенным по телу, который сохраняет энергию для их быстро растущего мозга, обеспечивает некоторую защиту от ударов и сохраняет тепло. Другие неотеничные признаки, полезные в холодном климате, включают складку эпикантуса и признаки, уменьшающие поверхность тела, например, уплощенное лицо, короткие руки и ноги (Baker, 1974, с. 307) и широкое тело. Все эти признаки характерны для популяций на севере Азии. Все это подсказывает, что мигрировавшие в зоны более холодного климата популяции могли подвергаться жесткому отбору в сторону неотении.
Наиболее неотеничными на нашей планете являются аборигены Восточной Азии, а среди них корейцы, обладающие наибольшим слоем подкожного жира, за ними следуют
Пока что невозможно полностью проанализировать ДНК каждого человека на планете[81] и сравнить его ДНК с ДНК любого другого человека для определения того, сколько у них общих аллелей, но существуют упрощенные методики, дающие примерно одинаковые результаты. Генетическое расстояние между отдельными людьми и популяциями может быть рассчитано на основании анализа образцов ДНК (Salter, 2003). Собирая образцы ДНК в разных регионах всего мира и рассчитывая число однонуклеотидных полиморфизмов, ученые определяют генетические расстояния между разными популяциями, этносами, расами и биологическими видами. Числа в верхней части рисунка 7–2 (Cavalli-Sforza, 1991) показывают в процентах генетические расстояния (умноженные на 10 000) между разными человеческими популяциями, вычисленные с помощью модифицированного метода Нея.
Что касается трех основных рас, то на рисунке 7–2 показано, что африканцы из тропической Африки и из любых других регионов состоят с остальными людьми в наименьшем родстве, а аборигены Севера Евразии и Юго-Восточной Азии занимают второе место по генетическому расстоянию между собой. Обратите внимание, что к европеоидам отнесены аборигены Северной Африки (обитающие вокруг Средиземного моря), Северо-Западной Азии (Ближнего Востока) и индусы. Также заметьте, что аборигены Северо-Восточной Азии и американские индейцы состоят в более тесном родстве с европеоидами, чем с аборигенами Юго-Восточной Азии.
На рисунке 7–3 отмечены положения 42 популяций человечества относительно двух осей, показывающих различия по двум высоко вариабельным участкам мтДНК (Cavalli-Sforza, 1994, с. 82). Оси первой и второй главных компонент делят данные на две половины, обуславливающие наибольшую и вторую по величине дисперсии, соответственно (см. Википедия, Метод главных компонент). Африканцы находятся на одном конце обеих осей, а все остальные на другом, потому что африканцы отличаются генетически от большинства других популяций. Так как некоторые популяции (аборигены Евразии) подверглись более значительной эволюции, чем остальные (африканцы), то точка, где пересекаются оси первый и второй главных компонент, не обязательно совпадает или близка к положению на графике последнего общего предка популяций.