В ходе дальнейших исследований было показано, что обратная корреляция между размером мозга и длиной пищеварительного тракта выявляется только у животных с замедленным развитием, иначе говоря, с долгим детством. Долгое детство, по-видимому, является важным условием формирования крупного мозга.
Что касается наших предков, то у ранних эректусов, по мнению антропологов, как раз и произошло значительное замедление роста и созревания, сопровождавшееся увеличением продолжительности жизни. Это, в свою очередь, косвенно свидетельствует о существенных изменениях образа жизни и взаимоотношений с окружающей средой, поскольку замедленное развитие и долгое детство могут позволить себе только существа, имеющие очень хорошие шансы на выживание (низкую смертность) во взрослом состоянии (Gibbons, 2007).
Помимо энергетических затрат рост мозга имел еще один негативный побочный эффект: увеличение смертности при родах. Большеголовых детенышей трудно рожать. Проблема усугубляется двуногостью: антропологи утверждают, что изменения таза, которые могли бы облегчить рождение большеголовых детей, вступают в конфликт с нуждами двуногой локомоции. Если бы мозг начал расти у обезьян, передвигающихся на всех четырех, как гориллы и шимпанзе, решить эту проблему было бы легче. Но случилось так, что большой мозг "понадобился" как раз двуногим, а не четвероногим обезьянам. В качестве компенсирующей адаптации детеныши гоминид стали рождаться на более ранних стадиях развития по сравнению с другими человекообразными. Это позволило перенести большую часть роста мозга в постнатальный период.
Эволюция — это бесконечный поиск компромиссов, и в ней ничего не дается даром (см. главу "Жертвы эволюции", кн. 2).
Рождение недоразвитых детенышей повлекло за собой целую цепочку последствий, в том числе удлинение детства и рост нагрузки на родителей. Детеныши людей намного беспомощнее и требуют несравненно больше заботы, чем детеныши шимпанзе или горилл (Бутовская, 2004). Это в свою очередь должно было способствовать отбору на более сильную материнскую привязанность и любовь к детям. Выживаемость потомства стала еще сильнее, чем раньше, зависеть от МВП (мужского вклада в потомство). А значит, должен был усилиться отбор на способность отцов испытывать сильную эмоциональную привязанность к своему семейству. А еще — отбор на способность самок стимулировать формирование такой привязанности у партнера. Таким образом, увеличение мозга должно было способствовать эволюции любви (см. главу "Генетика души", кн. 2).
Антропологи пока не пришли к единому мнению по поводу того, на каком этапе своей эволюции гоминиды начали рожать детенышей с недоразвитым мозгом. Изучение единственного прилично сохранившегося черепа младенца Homo erectus, найденного на острове Ява ("ребенок из Моджокерто"), дало противоречивые результаты. Сначала было объявлено, что мозг у юных эректусов рос скорее по "обезьяньей", чем по "человеческой" траектории. Иными словами, эректусы, подобно шимпанзе и гориллам, рождались уже с довольно большим мозгом, а период постнатального роста мозга был выражен сравнительно слабо и продолжался недолго (что затрудняло развитие речи, культуры и способности к обучению). Однако другие эксперты, переизучив череп, оспорили выводы предшественников. Возможно, эректусы все-таки развивались уже по "человеческой" траектории, то есть имели недоразвитый мозг при рождении, долгий период интенсивного постнатального роста мозга и, как следствие, долгое детство, усиленную родительскую заботу и так далее (Leigh, 2006). Проблема в том, что материала по младенцам эректусов пока явно недостаточно для окончательных выводов.
Как мы уже знаем, в рационе эректусов выросла доля мясной пищи. Как им это удалось? Научились они охотиться на крупную дичь или, оставаясь падальщиками, стали успешнее конкурировать с другими падальщиками? На прошедшей в 2010 году в Париже конференции по археозоологии испанский антрополог Мануэль Домингес-Родриго доложил о результатах раскопок в местонахождении ВК (от слов Peter Bell's karongo, "овраг Питера Белла") в Олдувае. В общей сложности там было найдено более тысячи фрагментов костей животных возрастом около 1,3 млн лет, в том числе кости 30 ископаемых быков Pelorovis и двух сиватериев — ископаемых родичей жирафа. Эти животные весили не менее 400 кг. На 181 кости обнаружены царапины от каменных орудий, 172 кости раскалывались для извлечения мозга. При этом следов от зубов хищников обнаружено в общей сложности лишь 45.
Самое главное, что следы от каменных орудий распределены довольно равномерно по всем частям скелета (в особенности это относится к скелетам быков). Если бы эректусам доставались лишь объедки со стола крупных хищников, а не целые туши, то царапины на костях распределялись бы иначе. Следовательно, эректусы умели охотиться на крупную дичь (Balter, 2010).
Впрочем, остается еще и такой вариант: люди могли научиться отгонять хищников от убитой ими добычи и таким образом завладевать целыми тушами, даже не умея охотиться на крупных травоядных. Особенно если 1,3 млн лет назад они уже владели огнем (что, как мы помним, вполне возможно, хотя и не доказано окончательно). Не очень понятно, как эректусы могли бы завалить быка или сиватерия своими ручными рубилами (нет данных, указывающих на наличие у них копий с наконечниками или тем более луков), но ведь они могли использовать какие-нибудь западни, ловушки, деревянные колья.
Хотя вопрос о времени перехода людей к активной охоте на крупную дичь остается открытым, новые находки показывают, что мясо крупных животных вошло в рацион наших предков уже 3,4 млн лет назад, а два миллиона лет спустя люди уже были в состоянии добывать целые бычьи туши.
У Homo erectus была походка Homo sapiens
В 1978—79 гг. на берегу озера Туркана (в прошлом Рудольф) в Кении были найдены следы древних людей возрастом 1,43 млн лет (то есть на 2,2 млн лет моложе открытых Мэри Лики следов австралопитеков в Лаэтоли). В 2009 году там нашли еще три цепочки следов: две последовательности больших отпечатков — одна из семи, другая из двух следов и одна поменьше. Кроме того, ученые нашли и одиночные отпечатки. Цепочка из маленьких следов (два следа) находилась ниже по геологическому разрезу, этим следам примерно 1,53—1,52 млн лет. Другие две цепочки из более крупных следов немного моложе по геологическому возрасту: 1,52—1,51 млн лет. Хорошая сохранность следов позволила оценить рост, походку и особенности телосложения оставивших их людей.
Походка Homo sapiens резко отличается по своей механике от четвероногого хождения других млекопитающих. Она должна способствовать амортизации толчков при шагах, увеличению подвижности тела при поворотах, ускорению бега. Амортизация толчков достигается перераспределением нагрузки на изгибы позвоночника и арки стопы; увеличение степеней свободы при движении — это результат изменения строения суставов ног. Механика шага суммирует все эти изменения, добавляя к этому увеличение эффективности движения при ходьбе и беге.
Животные делают шаг, ступая на пальцы ног, затем вес тела переносится на плюсну. Человек делает все наоборот: сначала он ступает на пятку, затем максимальное давление переносит на наружный край стопы, затем на первую и пятую кости плюсны, а потом на пальцы ног. Пальцами ног человек отталкивается, делая следующий шаг. В связи с этим распределение давления при четвероногом и двуногом хождении совершенно различно. Это хорошо видно по глубине вмятин в разных частях следов. Оказалось, что походка людей, приходивших к берегу озера Туркана полтора миллиона лет назад, напоминала походку современного человека. К такому заключению ученые пришли, изучив распределение вмятин по площади следа.
Размер больших следов составляет около 28 см, длина шага — от 43 до 53 см. По длине ступни можно оценить рост человека (использовались соотношения для австралийских аборигенов). Если бы такие следы оставил австралийский абориген, то он имел бы рост 1,75 ± 0,26 м. Вероятнее всего, древний пешеход принадлежал к виду Homo erectus. Следы поменьше принадлежали человеческому существу ростом около метра.
Морфология следа представляет собой промежуточный вариант между австралопитеком и современным человеком. Большой палец прижат к остальным пальцам больше, чем у австралопитека, но все же меньше, чем у современного человека (угол между осью стопы и осью большого пальца у австралопитеков, эректусов с озера Туркана и современного человека соответственно 24, 14 и 8 градусов). Свод стопы уже имеется, но не настолько хорошо развит, как у современного человека. Это показывает постепенное совершенствование эффективности двуногой ходьбы и бега в линии от австралопитеков к человеку разумному. Человек, имевший такую походку и рост, как древние пешеходы с озера Туркана, мог преодолевать большие расстояния и носить тяжести. Вот так постепенно, из мельчайших деталей, и складывается реальный портрет нашего предка — человека прямоходящего (Bennett et al., 2009).
Пара слов о влиянии климата
Если честно, я недолюбливаю "климатические" гипотезы, объясняющие эволюционные события переменами погоды. Мне было бы приятнее думать, что естественный отбор гордо и уверенно вел гоминид по пути очеловечивания без оглядки на такие пустяки, как колебания среднегодовой температуры и количество осадков. Но я вынужден пойти наперекор своим эстетическим предпочтениям, потому что факты с ними не согласуются. Конечно, изменения климата не были первопричиной появления человека. Утверждать, как это делали раньше некоторые авторы, что "появление человека было следствием наступления ледникового периода", — это уж слишком.
И все же погодные условия влияли, и еще как влияли, на направленность отбора, действовавшего на древних гоминид. В других климатических условиях все могло сложиться иначе.
Реальность такова, что восходящая еще к Дарвину идея о роли климатических изменений в эволюции предков человека не только подтверждается новейшими данными, но и обрастает важными новыми подробностями. Прогресс в этой области обеспечивается, с одной стороны, успехами палеоантропологии, благодаря которым эволюционная история африканских гоминид известна сегодня гораздо лучше, чем 15-20 лет назад, с другой — появлением более надежных палеоклиматических реконструкций (deMenocal, 2011).
Антропологи давно предполагали, что наши предки вышли из лесов в саванну и научились ходить на двух ногах в связи с аридизацией (ростом засушливости) климата, сокращением площади лесов и распространением открытых саванных ландшафтов. Сегодня мы знаем, что уже самые древние из известных гоминид (сахелянтроп, оррорин, ардипитек), жившие от 7 до 4,4 млн лет назад, по-видимому, передвигались преимущественно на задних конечностях, хотя жили вовсе не в открытой саванне, а в негустых лесах или на смешанных ландшафтах, где лесные участки чередовались с открытыми. Переход из густых лесов на открытые пространства, так же как и совершенствование двуногой походки, происходили постепенно. Начались эти процессы, по-видимому, задолго до периода быстрой аридизации климата, распространения саванн и сокращения лесов.
Этот период начался позже, 3—2,5 млн лет назад, когда гоминиды были уже вполне сформировавшейся и процветающей группой двуногих человекообразных обезьян. Об этом свидетельствуют следующие факты.
ИСКОПАЕМАЯ ЛЕТОПИСЬ ПОЛОРОГИХ (BOVIDAE). К этому обширному семейству парнокопытных относятся всевозможные буйволы, быки, антилопы, газели, козлы и бараны. Полорогие составляют около трети всех находок ископаемых африканских млекопитающих (гоминиды — менее 1 %). За последние 6 млн лет в эволюции африканских полорогих было два периода наиболее быстрой смены видового состава: около 2,8 и 1,8 млн лет назад. В обоих случаях появилось много новых видов с высококоронковыми (гипсодонтными) коренными зубами, приспособленными для пережевывания жесткой саванной растительности. Доля таких видов среди африканских полорогих начала расти около 3 млн лет назад и достигла максимума 1,5 млн лет назад. По-видимому, это указывает на распространение саванных ландшафтов в этот период и на активное их освоение полорогими.
Оба этапа быстрого изменения видового состава полорогих совпадают с важными событиями в эволюции гоминид. Около 2,9 млн лет назад исчезает из палеонтологической летописи вид Australopithecus afarensis (к которому относится Люси), около 2,6 млн лет назад появляются первые каменные орудия олдувайского типа, около 2,5 млн лет назад на эволюционной сцене появляются парантропы со своими необычайно мощными зубами и челюстями. Второй период смены видового состава полорогих (около 1,8 млн лет назад) примерно совпадает с появлением Homo erectus/ergaster, у которых вскоре стал быстро увеличиваться мозг. Немного позже (1,7—1,6 млн лет назад) эректусы изобрели более сложную — ашельскую технологию изготовления каменных орудий. Все эти изменения можно интерпретировать как поэтапную адаптацию гоминид к жизни в открытой саванне, сопровождавшуюся включением в рацион жесткой растительной пищи (парантропы) или мяса крупных травоядных (Homo).
МУССОННЫЕ ЦИКЛЫ. Африканский климат в течение последних 5 млн лет многократно менялся с засушливого на влажный и обратно. Одной из причин этих изменений является прецессия (изменение наклона) земной оси с периодом около 25 тыс. лет. Наклон оси влияет на интенсивность муссонов, от которых зависит количество дождей, проливающихся на Африку. В дождливые периоды в Средиземном море возле дельты Нила откладываются слои сапропеля — богатого органикой ила. В последовательности из сотен таких слоев, образовавшихся за миллионы лет, прослеживается более крупномасштабная периодичность — 100- и 412-тысячелетние циклы, связанные с изменением эксцентриситета земной орбиты. Некоторые (хотя и не все) периоды более интенсивного отложения сапропеля совпадают с увеличением глубины больших восточноафриканских озер, о чем свидетельствуют глубоководные озерные отложения. Один из периодов максимальной глубины озер совпадает с появлением олдувайских орудий, а следующий такой период приходится на момент перехода к ашелю. Возможно, кратковременные дождливые периоды на фоне общего нарастания аридизации стимулировали эволюцию гоминид.
Изменения африканского климата и эволюция гоминид. По вертикальной оси — время в млн лет назад. Двумя темными горизонтальными полосами обозначены этапы "сгущения" важных событий в эволюции гоминид (А). Олдувайская обработанная галька и ашельское рубило маркируют моменты появления соответствующих каменных индустрий. Б — изменения содержания изотопа 13С в компонентах растительного воска (по результатам подводного бурения в Аденском заливе); рост этой величины свидетельствует о распространении саванной растительности. В — процент видов ископаемых полорогих, приспособленных к питанию саванной растительностью. По рисунку из deMenocal, 2011.
РАСШИРЕНИЕ САВАНН. На фоне циклических колебаний влажности происходил также и направленный сдвиг в сторону аридизации климата в Восточной Африке. Его причиной было развитие периодических оледенений в высоких широтах (то самое "наступление ледникового периода"), а результатом — расширение площади саванн и сокращение лесов. Помимо эволюции полорогих, о которой говорилось выше, на усиливающуюся аридизацию указывает рост количества пыли, сдуваемой ветром с африканского континента в океан. Судя по этому показателю, аридизация началась около 2,8 и достигла максимума 1,8—1,6 млн. лет назад (deMenocal, 2004).
Еще один источник данных о палеоклимате восточной Африки — соотношение стабильных изотопов углерода 13С и 12С в ископаемых растительных остатках. Саванная растительность из-за особенностей биохимических систем фотосинтеза содержит больше изотопа 13С, чем лесная. Анализ изотопного состава растительных остатков в древних почвах и в морских отложениях Аденского залива (это ближайшее к области распространения древних гоминид место, где проводилось подводное бурение) показал значительный рост содержания 13С начиная с 3—2,5 млн лет назад; максимум был достигнут около 1,5 млн лет назад. Таким образом, несколько независимых источников данных подтверждают аридизацию и распространение саванн в этот период.
Все эти факты свидетельствуют о том, что климатические изменения, по-видимому, действительно оказали существенное влияние на эволюцию африканских гоминид. Значит ли это, что древние афарские австралопитеки и близкие к ним формы так и не дали бы начала ни парантропам, ни людям, если бы з млн лет назад климат в Африке не начал становиться более засушливым? Точного ответа на этот вопрос никто не знает (одним из аргументов против, на мой взгляд, являются приведенные в начале главы данные об использовании австралопитеками каменных орудий уже 3,4 млн лет назад). Но вряд ли можно сомневаться в том, что в иной климатической обстановке эволюция гоминид (а также бовид и других африканских животных) протекала бы иначе.
Покорение Евразии
Ранние эректусы были первыми гоминидами, сумевшими выбраться за пределы родного африканского континента и освоить просторы Евразии. Причем произошло это уже вскоре после их появления, о чем свидетельствуют, в частности, находки грузинских археологов.
Обнаружение останков "людей из Дманиси" стало одной из самых громких сенсаций в палеоантропологии конца XX века. Впервые кости древних людей, обитавших на территории Грузии 1,77 млн лет назад, были найдены в 1991 году, и с тех пор грузинские археологи, возглавляемые Давидом Лордкипанидзе, то и дело выкапывают там что-то новенькое. Сначала больше везло на черепа: их найдено и описано уже четыре. Особенно интересен один из них, принадлежащий глубокому старику (или, может быть, старухе). Обладатель этого черепа лишился почти всех зубов задолго до смерти. Находка показывает, что люди из Дманиси заботились о своих стариках. Впоследствии были опубликованы и описания посткраниального скелета.