Книга: Эволюция: Триумф идеи

Африканская догадка Дарвина

Разрабатывая свою теорию естественного отбора, Дарвин не мог не думать и о происхождении человека. У него не было возможности исследовать ручные рубила возрастом миллион лет — в то время они еще не были известны; более того, до конца 1850-х у ученых вообще не было достоверных останков древнего человека. Дарвин иногда записывал свои мысли на эту тему в дневнике, но опубликовать их он так и не решился. В 1857 г., за два года до выхода «Происхождения видов», Уоллес спросил Дарвина, будет ли в книге обсуждаться вопрос о происхождении человека. Дарвин ответил: «Думаю, что постараюсь обойти всю эту тему, слишком уж она окружена предрассудками, хотя я всем сердцем признаю, что для натуралиста это высочайшая и интереснейшая задача».

Его молчание объяснялось исключительно стратегическими соображениями. Должно быть, человек появился в результате эволюции, как любое другое животное. Но Дарвин не стал углубляться в эту часть своей теории в надежде, что так его книга будет встречена с меньшей предвзятостью. Но, несмотря на всю осторожность автора, многие читатели «Происхождения видов» сразу же задались вопросом о том, как в свете этой теории выглядит человек. Шимпанзе и гориллы, которых как раз в то время исследователи везли из африканских джунглей, делали этот вопрос еще более животрепещущим. Гексли и другие биологи изучили приматов и показали, что они еще больше похожи на человека, чем известные прежде орангутанги. В 1860 г. в письме Уоллесу Дарвин признался, что передумал: он напишет эссе о происхождении человека.

На выполнение этой задачи у Дарвина ушло 11 лет. Разумеется, все это время он занимался не только этим: много времени требовала подготовка новых изданий «Происхождения видов» и книга об орхидеях; небольшая, как планировалась, книга об одомашнивании животных и растений разрослась до размеров пухлого двухтомного чудовища; кроме того, Дарвин месяцами болел. Но, несмотря на все трудности, желание высказаться по вопросу о происхождении человека только росло. Разве мог естественный отбор разом сотворить человека во всем его великолепии, научить его говорить и рассуждать, любить и исследовать? Даже Уоллес сдался. Он решил, что возможности нашего огромного мозга гораздо больше, чем необходимо для выживания, — нам вполне хватило бы мозга чуть более совершенного, чем у обезьяны. Вывод: сотворение человека — плод божественного вмешательства.

Дарвин был не согласен с этим, и в 1871 г. наконец вышла книга «Происхождение человека и половой отбор», в которой он изложил свои представления об эволюции человека. Книга получилась очень неровной. В нескольких главах Дарвин представил читателю введение в теорию полового отбора, которой, как он считал, объяснялись различия между человеческими расами. (Даже у Дарвина случались проколы.) В труде, посвященном истории эволюции человека, он потратил сотни страниц на подробное объяснение принципов полового отбора на примере других животных. Тем не менее в книге содержались и свидетельства в пользу того, что человек в его нынешнем виде произошел путем эволюции от обезьяноподобных предков.

Когда Дарвин начинал работу над «Происхождением человека», у ученых практически не было данных о возрасте человека как вида; имелось всего несколько свидетельств, притом двусмысленных. Так, в 1856 г. шахтер из долины Неандер в Германии откопал в шахте части скелета существа, которое затем окрестили неандертальским человеком. У него был тяжелый низкий лоб; по особенностям черепа можно было задать вопрос: что это — отдельный вид или, как утверждал Гексли, предельный случай разновидности человека? Другие ученые находили в Англии и Франции не черепа, а орудия — кремневые лезвия и каменные скребки — вместе с окаменевшими костями давно вымерших в этих местах гиен. Пошли разговоры о древности человеческого рода, но, кроме самого факта, сказать в общем-то было нечего.

В то время окаменелые останки и орудия почти не пролили света на эволюцию человека, поэтому Дарвин предпочел не разбирать эти скудные свидетельства, а сравнить человека с высшими приматами. Что касается скелета, то здесь человек и примат почти полностью идентичны — кость за костью. Человеческий эмбрион во время внутриутробного развития проходит практически те же стадии, что зародыш гориллы или шимпанзе. Расхождение начинается относительно поздно, когда зародыши обретают разные пропорции. Дарвин утверждал, что такое сильное сходство — признак того, что люди и приматы произошли от какого-то древнего общего предка. После отделения от общего эволюционного ствола у наших предков постепенно развились все те черты, которые, собственно, и делают нас людьми. Поскольку больше всего похожи на человека горилла и шимпанзе, а обе эти обезьяны обитают в Африке, Дарвин высказал предположение о месте происхождения самого человека: «Несколько более вероятно, что наши пращуры жили на Африканском континенте, нежели где-то в другом месте».

В 1871 г. читатели Дарвина могли подумать, что это предположение — выстрел наугад, в науке такое тоже случается. Но 130 лет спустя Дарвин был отомщен: доказательств появилось больше чем достаточно. Теперь исследователи знают, что генетическое сходство человека и африканских приматов не менее поразительно, чем их анатомическое сходство. В 1999 г. международная группа ученых опубликовала эволюционное древо человека, построенное на базе самого подробного исследования наших генов. Человечество на этом древе образует небольшой пучок веточек, примостившийся высоко на линии шимпанзе. Древо наглядно демонстрирует, что генетически мы, по существу, представляем собой подвид этой человекообразной обезьяны.

Измерив скорость, с которой мутируют наши гены, ученые определили, что последний общий предок шимпанзе и человека жил примерно 5 млн лет назад. Со времен Дарвина палеоантропологам удалось найти немало окаменелостей древнего человека — и десятка других человекообразных видов (известных как гоминиды). Окаменелости показывают, что в эволюции человека было пять крупных, принципиальных изменений. Первое изменение, начавшееся около 5 млн лет назад, постепенно оттеснило наших предков из леса на просторы африканских саванн. Второе связано с изобретением первых каменных орудий около 2,5 млн лет назад, а третье произошло на миллион лет позже, когда грубые режущие кромки на расколотых камнях сменились массивными каменными рубилами, уже вполне оформленными. Полмиллиона лет назад наши предки пережили четвертое изменение — овладели огнем и научились более тщательно изготавливать копья и другие орудия. И наконец 50 000 лет назад человек начал оставлять после себя признаки поистине современного сознания — рисунки на стенах пещер, резные украшения, сложное оружие и ритуальные захоронения.

Древнейшие и наиболее близкие к шимпанзе останки гоминид были обнаружены в начале 1990-х гг. командой ученых, работавших в Эфиопии. Там была найдена целая коллекция зубов, кусочки черепа и несколько костей руки; возраст всего этого составляет 4,4 млн лет. Вообще, окаменелости очень похожи на останки высших приматов, но в некоторых отношениях они все же ближе к человеку, чем к шимпанзе. Когда рот этого существа закрывался, некоторые зубы верхней и нижней челюстей сходились совсем по-человечески. Позвоночник, как и у нас, прикреплялся к черепу в самой нижней его части. (У шимпанзе и других приматов точка присоединения позвоночника располагается ближе к задней части черепа.) В то же время некоторые черты существа из Эфиопии были определенно обезьяньими. Массивные клыки, как у шимпанзе, покрывал лишь тонкий слой зубной эмали. Это существо не смогло бы есть много мяса или жестких растений; скорее всего, оно питалось только мягкими плодами и нежными листьями, как сегодняшние шимпанзе.

Мы уже встречали подобное необычное сочетание признаков — у ходячих китов, рыб с ногами и пальцами, беспозвоночных с зачатками мозга, характерного для позвоночных животных. Эфиопское создание, известное как Ardipithecus ramidus, — это не недостающее звено между человеком и шимпанзе, но небольшая веточка эволюционного древа неподалеку от развилки, на которой разошлись пути наших предков и обезьян.

Хотя эфиопский A. ramidus остается представителем древнейших известных гоминид, ученые нашли окаменелости нескольких других видов гоминид, возраст которых намного превышает 3 млн лет. Все они найдены в Восточной Африке. На берегах озера Туркана в Кении палеоантрополог Мэв Лики обнаружила останки гоминид возрастом 4,2 млн лет; она назвала свою находку Australopithecus anamensis. В Эфиопии, Кении и Танзании несколько групп ученых откопали останки вида A. afarensis, обитавшего там примерно от 3,9 до 3 млн лет назад. Это, пожалуй, самый знаменитый из ранних гоминид, именно к этому виду принадлежит образец по имени Люси — почти полный скелет самки A. afarensis, найденный Дональдом Йохансоном. В этом же регионе Африки найдены и останки других древних гоминид, которые тоже могут оказаться самостоятельными видами.

Ранние гоминиды жили в неспокойные времена. Глобальное похолодание превращало сплошной ковер джунглей в Африке южнее Сахары в рваные островки леса среди открытых саванн. Судя по всему, шимпанзе и гоминиды приспособились к переменам очень по-разному. Шимпанзе держались за уцелевшие кусочки густых лесов Центральной и Западной Африки, пережившие изменение климата. Тем временем гоминиды приспосабливались к более открытым местам обитания Восточной Африки.

По мере похолодания менялись и тела наших предков. Пальцы на ногах стали меньше походить на пальцы на руках. Ноги удлинились. Голову и спину они начали держать прямее. Кевин Хант из Индианского университета высказал предположение о том, что все эти изменения были связаны с переходом на другую диету. Возможно, живя в джунглях, древние гоминиды залезали на деревья в поисках пищи, точно так же, как это делают сегодняшние шимпанзе. Но когда леса начали редеть, считает Хант, наши предки начали собирать плоды с низких деревьев и кустов. Они могли стоять на двух ногах, придерживаясь одной рукой за ветви деревьев, а второй собирая плоды. С изменением диеты изменилась и походка гоминид. Первые гоминиды, вероятно, медленно передвигались на четырех конечностях, опираясь на землю костяшками пальцев и поддерживая таким образом свой вес (сегодняшние шимпанзе ходят точно так же). Но обзаведясь длинными ногами, они начали ходить на двух ногах и перестали опираться на руки.

Переход к прямохождению стал одним из величайших изменений, пережитых нашими предками, но первые двуногие гоминиды вряд ли могли свободно ходить, как сегодня это делаем мы. При их коротких ногах гоминидам пришлось бы бежать, чтобы поспеть за нами. Они вынуждены были передвигаться куда медленнее и в результате проходили за день лишь небольшое расстояние. Возможно, ранние гоминиды ходили только от дерева к дереву, иногда протягивая руку за растущим особенно низко плодом, а чаще лазили по деревьям при помощи своих длинных рук и загнутых пальцев, которыми было так удобно хвататься за ветки. (Вероятно, им приходилось также спасаться на деревьях от саблезубых тигров и других хищников.)

Тысячелетие следовало за тысячелетием, и гоминиды распространялись по большей территории. Появлялись новые виды, останки которых сегодня можно обнаружить на севере до самого Чада, а на юге вплоть до Южной Африки. А уже 2,5 млн лет назад гоминиды начали оставлять после себя нечто совершенно новое в палеонтологической летописи: каменные орудия.

Гоминиды изготавливали орудия, стуча одним камнем по другому и откалывая у него с края маленькие кусочки. В результате получались примитивные режущие кромки, которыми можно было рубить или скрести. Гоминиды — не единственные приматы, способные делать и использовать орудия. Орангутанги знают, как отломить с дерева ветку и очистить ее от побегов и листьев, чтобы этой веткой можно было искать в дуплах деревьев мед или термитов. Шимпанзе еще более изобретательны: они умеют пользоваться палками как зондами; могут положить орех в выемку на камне и разбить скорлупу другим камнем (так кузнец стучит молотком по наковальне). Они умеют использовать листья как губки, впитывающие воду, или как зонтики во время дождя, или как сухое сиденье в мокрую погоду. Но орудия, изобретенные гоминидами 2,5 млн лет назад, намного превосходили возможности их родичей-приматов.

Пределы возможностей шимпанзе продемонстрировал в начале 1990-х Николас Тот из Индианского университета. Он начал учить сообразительного бонобо по кличке Канзи, пойманного в дикой природе, делать каменные орудия. Несколько месяцев Канзи стучал камнями друг о друга, но без особого успеха. Отчасти его беда заключалась в том, что большие пальцы бонобо не имеют такой свободы движений, какой можем похвастать мы и некоторые другие приматы. Поэтому он не мог наносить по камню точные удары и не получал желаемой формы. Кроме того — и это не менее важно, — его мозг был не в состоянии учесть все переменные, задействованные в этом процессе: с какой силой бить, в каком точно месте нанести удар и т. д. Однако 2,5 млн лет назад наши предки сумели во всем этом разобраться.

Изготовление орудий, как и двуногость, могло возникнуть у предков человека в связи с климатическими переменами. Между 3 и 2 млн лет назад климат Южной Африки постепенно стал более сухим, чем прежде, и на месте бесконечных лесов появились столь же бесконечные травянистые равнины. Переселившись в саванну, гоминиды эволюционировали к еще более вертикальной осанке. Возможно, таким образом они приспособились к жизни на жарких открытых пространствах — ведь стоящее вертикально тело подставляет немилосердным лучам солнца минимальную площадь, да и ветерок лучше обдувает тело в таком положении. Антилопы и газели, хорошо приспособленные к условиям нового места обитания, быстро распространились по саванне: некоторые окаменелости свидетельствуют о том, что с костей этих животных соскребали мясо, а сами кости раскалывали. Возможно, гоминиды распространились по равнине вслед за этими млекопитающими и питались их мясом; либо довольствуясь остатками трапез львов и других крупных хищников, либо отгоняя хищников от добычи и завладевая ею.

Когда впервые были вытесаны каменные орудия, в Африке обитало по крайней мере четыре вида гоминид. Самые вероятные кандидаты на роль мастеров — первые представители нашего собственного рода, Homo. Древнейший известный Homo впервые появился в палеонтологической летописи около 2,5 млн лет назад, примерно в одно время с древнейшими каменными орудиями. Отличия Homo от других гоминид в некоторых отношениях просто поразительны. Их большие пальцы противопоставлены остальным, а мозг заметно крупнее. Судя по объему черепа, размер мозга по отношению к величине у древнего Homo был на 50% больше, чем у древнейших гоминид.

Хотя у гоминид не было ни челюстей гиены, ни львиных когтей, каменные орудия позволили им значительно обогатить свой рацион мясом. Большой мозг начал быстро эволюционировать, и всего через несколько сотен тысяч лет мозг гоминид уже вдвое превосходил по размеру мозг шимпанзе. Располагался такой громадный мозг в длинноногом теле, рост которого мог достигать 180 см. Исчезли всякие признаки лазания по деревьям. Этих гоминид, известных как Homo ergaster, первыми в истории можно назвать человеческими существами. Подобно человеку современного типа, Homo ergaster испытывали неодолимую тягу к странствиям и вскоре навсегда покинули Африку. 1,7 млн лет назад они добрались до Каспийского побережья и сегодняшней Грузии, где после них остались черепа и орудия.

Но орудиям этих обитателей Грузии — обычные оббитые кремни, которыми гоминиды пользовались уже в течение 800 000 лет, — суждено было очень скоро уйти в историю. Около 1,5 млн лет назад оставшиеся в Африке гоминиды совершили очередной технологический скачок и изобрели ручное рубило. Для изготовления этих новых орудий требовалось гораздо большее мастерство, чем для прежних моделей. Чтобы сделать такое рубило, надо было обколоть подходящий камень с обеих сторон, что придавало кромке гораздо большую остроту. Тот, кто этим занимался, не просто стучал камнем по камню, пытаясь получить хоть какую-то режущую кромку. Теперь мастер уже точно знал, что и как собирается сделать.

Изобретение ручного рубила и других новых каменных орудий позволило африканским гоминидам обеспечить свой растущий, постоянно голодный мозг достаточным питанием. Ткани мозга требуется в 22 раза больше энергии, чем такому же участку мышечной ткани в покое, а гоминиды теперь должны были кормить просто гигантский мозг. Возможно, теперь, вооружившись новыми инструментами, гоминиды могли добыть больше мяса — разделывая более крупных животных с крепкой шкурой, но если судить по современным племенам охотников и собирателей, древние гоминиды питались не только мясом.

Даже сегодня охотники-собиратели, владеющие гораздо более совершенным оружием (к примеру, отравленными стрелами), не в состоянии поймать достаточно дичи, чтобы прокормить свои семьи. Антрополог из Университета Юты Кристен Хокс изучила рацион питания народа хадза, и сегодня живущего в саваннах Восточной Африки. Конечно, время от времени хадза едят мясо газели или какого-нибудь другого крупного животного, но куда более надежным источником калорий для них служат корни и клубни растений. Хокс предположила, что 1,5 млн лет назад женщины древних Homo начали использовать импровизированные каменные инструменты для изготовления палок-копалок, при помощи которых можно было выкапывать из твердой земли корни.

Прошло совсем немного времени после изобретения новых орудий, и из Африки хлынули новые волны мигрирующих гоминид. Около миллиона лет назад гоминиды начали переселяться в Азию и Европу, куда вместе с ними пришли и их орудия. Уже 800 000 лет назад гоминиды практически освоили Старый Свет, от Испании на западе до Индонезии на востоке. Но севернее 50-й параллели, то есть примерно южной оконечности Англии, эти гоминиды не заходили. Пройдет еще не одна сотня тысяч лет, прежде чем их потомки двинутся дальше на север. Как указала Хокс, 50-я параллель представляет собой естественную границу, севернее которой корнеплоды растут плохо из-за слишком холодного климата. Если сравнить гоминид с армией, которой движет желудок, то этот барьер стал для нее непреодолимым.