12.12.2013. - Что нам известно о собственной эволюции

Что нам известно о собственной эволюции

Расшифрованный геном человека возрастом в 400 тысяч лет заставляет учёных в который раз пересмотреть представление о происхождении нашего вида. От интеллигентных обезьян до межконтинентального инцеста – мы прослеживаем принятую на сегодняшний день эволюционную историю человека.

Шестой день творения

Около восьми миллионов лет назад тектонический сдвиг привёл к изменению климата в Африке. Тропические леса, простиравшиеся по экватору от Атлантического до Индийского океана, стали сменяться в восточной части континента более засушливой местностью, напоминающей саванну. Это разбило крупных африканских обезьян на две группы. Первая – западная группа, продолжившая существование в тропических условиях, стала предком, например, современных шимпанзе. Вторая же группа обезьян постепенно приспособилась к более открытой местности восточной и центральной Африки. Именно эта группа дала начало предкам человека.

В последующие пять-шесть миллионов лет «восточные» обезьяны многому научились. Во-первых, они встали на ноги. Самый древний прямоходящий предок человека, известный на сегодняшний день – Sahelanthropus tchadensis, живший порядка 7 миллионов лет назад. От него многие учёные ведут отсчёт «человекоподобности». А начиная с австралопитеков, к которым принадлежит знаменитая Люси, человекоподобные обезьяны, или гоминиды, уже уверенно стоят на ногах.

Во-вторых, гоминиды стали по-другому жить. Об этом нам известно прежде всего из структуры черепов и челюстей – поэтому питание занимает центральную часть наших описаний предков человека.

В течение всей эволюции гоминид клыки и резцы уменьшаются, всё меньше напоминая «собачью» челюсть. По-видимому, афарский австралопитек (к этому виду относят Люси) представлял собой внешне немного «очеловеченную» обезьяну ростом в метр-полтора, довольно прямо стоящую на двух ногах и постепенно осваивающую новые среды обитания от разреженных лесов до засушливых саванн. Руки у неё были немного покороче, чем у привычных нам обезьян, но всё равно заметно длиннее наших. По всей видимости, они всё ещё помогали раскачиваться и лазать по деревьям, хотя некоторые исследователи считают, что гориллоподобные руки у австралопитеков – это просто атавизм.

Около 3 млн лет назад, как считается, произошло разделение австралопитеков на две ветви. Часть из них решила, что в их интеллигентном – по обезьяньим меркам – образе есть много плюсов, и стала дальше работать над уменьшением челюстей и прочими характеристиками, в конечном счёте определившими появление рода Homo, то есть человека.

Другая часть австралопитеков не была настолько уверена в пользе своих скромных челюстей. Им больше импонировали храбрые обезьяны древности с их мощной нижней челюстью, закреплённой крупными мышцами на специальном гребне вверху черепа. Эта ветвь эволюции, выделяемая в род Paranthropus (парантропы), отличается развитием крупных моляров и премоляров, вторичным увеличением верхней и нижней челюстей и, по-видимому, довольно угрожающим внешним видом.

Итого, австралопитеки разделились на две группы: «интеллигентных» и «суровых». Первые сделали ставку на резкое развитие интеллекта – такой вывод мы делаем как на основании увеличения черепной коробки этих животных, так и исходя из данных об их образе жизни. Примерно в этот период, как предполагается, и произошло выделение в составе «интеллигентных австралопитеков» рода Homo.

Нельзя сказать, что парантропы – вторая, «суровая» ветвь астралопитеков – полностью отказались от интеллектуального развития: исходя из размеров их черепа, они были по крайней мере не глупее австралопитеков, хотя до сверхпрогрессивного рода Homo им было, по-видимому, далеко. С довольно большой вероятностью установлено, что парантропы использовали орудия, что раньше считалось исключительной привилегией людей. Всё это вместе указывает на то, что парантропы и люди, скорее всего, какое-то время сосуществовали на равных.

Что умел человек умелый и куда ходил человек прямоходящий

«Труд сделал человека» – исследователи начала-середины двадцатого века были влюблены в эту идею. Предполагалось, что создание орудий труда единовременно, однозначно и необратимо означало переход от животного к человеческому, от инстинктивного к разумному, от дикого к организованному – вспомните начало фильма «2001: Космическая одиссея» Стэнли Кубрика. Эта модель прекрасно ложилась в антропоцентрический дискурс XIX–XX вв.

Такая идея о совместном происхождении человека и орудий труда сохранилась в названии человека умелого, или Homo habilis, некогда считавшегося самым древним видом представителя рода Homo (сегодня обнаружены ещё более старые виды). Эта же парадигма использовалась и для объяснения двуногости – по логике «орудия труда-интеллект-прямохождение».

Сегодня очевидно, что использование орудий далеко не так однозначно связано с родом Homo. Упомянутые парантропы, например, тоже, по-видимому, неплохо управлялись с камнями и палками. На самом деле, использование орудий не уникально и для высших приматов в целом – среди ныне живущих животных есть масса примеров использования подручных средств с определённой целью.

Таким образом, в исходной логической цепочке ранних исследователей остаются только интеллект и прямохождение. Но данные, полученные в последние десятилетия, однозначно установили: прямохождение появилось раньше, чем начал увеличиваться мозг. Более того, по некоторым гипотезам, прямохождение напрямую предопределило развитие мозга.

Британский физиолог Пит Уилер, например, считает, что двуногость и прямая спина резко снизили площадь поверхности тела, открытой для обжигающего солнца саванны, что обеспечило более эффективный отвод тепла от головы. Мощный компьютер не может работать без мощной системы охлаждения – по такой же логике и мозг, один из самых метаболически активных органов тела, не может развиваться, если ему слишком жарко.

Гипотеза Уилера дополнительно подкрепляется и тем фактом, что система отвода крови от головы резко различается у ранних австралопитеков и их потомков из рода Homo, обеспечивая более эффективное охлаждение головы у людей.

Были ли орудия труда причиной или следствием прямохождения и увеличения мозга – их дальнейшая роль в эволюции человека очевидна в любом случае. Мало кто спорит, что в конечном итоге труд и орудия стимулировали дальнейшее развитие социальности и интеллекта.

Помимо чисто социальной роли этих факторов, они могли иметь и чисто биологическое значение для эволюции. В отсутствие массивных зубов орудия были наилучшим способом заполучить необходимый для развития белок: в убитой антилопе его куда больше, чем в растениях и даже в личинках насекомых. Поэтому вместе с возможностью обогатить диету орудия труда могли принести ранним Homo и «сырьё» для дальнейшего прогресса – скажем, для формирования крупного и энергоёмкого мозга.

О самом Homo habilis, вообще говоря, нам известно очень мало – книжная «популярность» этого вида объясняется скорее философской значимостью, которую на протяжении многих десятилетий в него вкладывали. Гораздо больше мы знаем о Homo erectus – человеке прямоходящем, который появился порядка 1,8 млн лет назад и то ли сосуществовал с Homo habilis, то ли напрямую от него произошёл.

Этот вид впервые напоминает современного человека больше, чем обезьяну, как пропорциями, так и ростом. Считается, что именно Homo erectus пришла в голову идея готовить еду на огне. Получается, что древние люди, на которых ориентируются энтузиасты сыроедения, жили по крайней мере за миллион-два лет от вида Homo sapiens.

Более-менее похожие останки человека прямоходящего (или группы видов, объединяемых под этим определением) обнаруживаются не только в Африке, но и на территории Евразии – от Грузии до Китая. Таким образом, по крайней мере 1.8 млн лет назад началось расселение Homo по миру. Однако ушедшие из африканских саванн представители Homo erectus, по-видимому, не участвовали в «создании» человека разумного – сегодня нет особых сомнений, что вид Homo sapiens впервые появился полтора миллиона лет спустя именно в Африке, отправной точке путешествий Homo erectus.

Разумные люди, «глупая» семья

Палеоантропология – по определению очень пристрастная область знания, так как любые археологические находки она интерпретирует с позиций эволюции современного человека. В этом проявляется главная слабость этой науки, которая до относительно недавнего времени делала какой-либо серьёзный анализ происхождения человека просто невозможным.

Если вы обнаружили окаменевший череп существа, похожего на человека и на обезьяну, то вы по умолчанию заключаете, что наткнулись на своего пра-пра-прадеда. На самом деле, для этого нет совершенно никаких оснований. Обнаруженный вами вид может быть одной из потенциально сотен тупиковых ветвей эволюции – тот факт, что наш вид на данный момент единственный в роде Homo, не означает, что так было всегда.

Чем ближе к современности, тем очевиднее становится этот факт. Останки обнаруживаются чаще, для многих из них удаётся даже сделать генетический анализ. Классический пример – неандерталец. Впервые обнаруженный в XIX веке Homo neanderthalensis (которому Геккель предлагал определить куда менее лестный латинский эпитет stupidus – «глупый») был изначально окрещён «древним человеком».

Позднее стало понятно, что неандертальцы не были предками современных людей, а жили параллельно с ними довольно длительное время. По-видимому, общим предком обоих видов был Homo heidelbergensis (гейдельбергский человек) – потомок Homo erectus, оставшийся в Африке. «Неандертальская линия» отделилась от ветви, ведущей к человеку разумному (сам Homo sapiens появился позже) около 300–500 тысяч лет назад в зависимости от метода анализа.

Этот «раскол» произошёл в Африке. Часть потомков гейдельбергского человека осталась на Чёрном континенте и постепенно стала развиваться в сторону, знакомую нам сегодня. Другая часть мигрировала в Европу и частично Азию, дав начало неандертальцам.

Вымерли же неандертальцы не раньше 30–20 тысяч лет назад, что означает, что большую часть своей истории они сосуществовали с современными людьми. Последние, по разным оценкам, впервые появились из гейдельбергского человека 200–160 тысяч лет назад. Но параллельное существование ещё не означает, что виды встречались: неандертальцы изначально появились за пределами Африки, а человек разумный жил там большую часть своей истории, выйдя «в мир» по археологическим меркам совсем недавно.

Эволюционный инцест

Так существовало ли какое-то взаимодействие между «африканским» Homo sapiens и «европейским» неандертальцем? И если да, то был ли это просто «культурный обмен» или существовали взаимодействия и более интимного характера?

Для ответа на такие вопросы исследователи используют генетическую информацию, которую современные методы позволяют извлечь из сохранившихся остатков ДНК древних людей. В 2010-м году был расшифрован геном неандертальца. На основании анализа полученных данных был сделан вывод: от 1 до 4% генома современного европейского человека получено от неандертальца, а не от африканского предка.

Это означает, что между популяциями Homo sapiens и Homo neanderthalensis за пределами Африки существовал обмен генами. В принципе, это можно рассматривать как доказательство того, что два вида на самом деле представляют собой один – многие учёные действительно придерживаются такой точки зрения, выделяя современных людей и неандертальцев в два подвида Homo sapiens. Но тогда приходится считать тем же видом и общего предка неандертальцев и современных людей, жившего аж полмиллиона лет назад – а это уже серьёзное допущение. В общем, вопрос о границах видов в палеоантропологии размыт и запутан.

Запутанность эта только выросла с обнаружением в 2008-м году ещё одного «кузена» современного человека – приятного русскому уху денисовца. Анализ ДНК останков, найденных российскими учёными на Алтае, показал, что в Азии денисовский человек, как и неандерталец в Европе, скрещивался с Homo sapiens.

«Следы» денисовцев особенно сильно выражены в ДНК меланезийцев Папуа Новой Гвинеи, у которых они составляют 3–5% генома. Предполагается, что потомки людей, скрещивавшихся с денисовцами, мигрировали на острова Тихого океана, где просуществовали в относительной изоляции до наших дней, сохранив таким образом выраженный «отпечаток» своих древних предков.

Получается, что денисовцы – это своеобразный азиатский вариант неандертальцев. Некоторое время выстраивалась довольно стройная картина. Гейдельбергский человек в Африке даёт начало трём ветвям. Неандертальцы переселяются в Европу, денисовцы – в Азию, оставшиеся в Африке люди эволюционируют в человека разумного и идут гулять по миру, «подцепляя» на западе и востоке соответствующие гены от уже живущих там «кузенов».

Но наука не любит стройных картин. Учёные из Института эволюционной антропологии в Лейпциге умудрились расшифровать часть генома человека возрастом 400 тысяч лет – раньше такая древность для генетиков была просто невообразимой. Останки были обнаружены в Испании. Предполагается, что в руках учёных оказался образец того самого общего предка, Homo heidelbergensis, но уже ступившего на европейскую почву – а вместе с ней на путь «неандертализации». Каково же было удивление учёных, когда обнаруженная ДНК оказалась гораздо ближе к геному денисовца – как раньше считалось, далёкого азиатского родственника неандертальцев!

Приходится заключить, что мы окончательно запутались в собственном прошлом. Чтобы восстановить последовательность событий, которая в конечном итоге привела к формированию современного человека, придётся изрядно покопаться – в прямом и переносном смысле.

http://ria.ru/studies/20131211/983214750.html