Генетическая одиссея человека - Спенсер Уэллс

Когда я был ребенком, я часто со своими друзьями играл в игру-викторину: надо было задавать наводящие вопросы, чтобы твоя команда угадала то, что загадала команда соперников. Одним из любимых заданий было назвать самый большой остров на Земле. Как правило, все называли Австралию, что всегда вызывало гул неодобрения, так как негодующие знали, что Австралия — не просто большой остров, а часть Австралазии, включающей в себя Австралию, Новую Зеландию, Тасманию, Новую Гвинею и самые восточные индонезийские острова и образующей очень необычный континент.

Карта 1. Южная Азия

Современная Австралия — самый засушливый континент на Земле: более 90 % его территории получает менее 1000 мм осадков в год. Отчасти поэтому австралийцы — самая урбанизированная нация в современном мире, при этом 90 % ее населения проживают в городах, расположенных на побережье. Австралия может похвастаться самым протяженным коралловым рифом — впечатляющим Большим Барьерным рифом в 200 000 км. Однако, возможно, самое интересное в Австралии — ее фауна. Животные Австралии не похожи ни на каких других животных на Земле, за исключением Новой Гвинеи — также части Австралазии. Причина этой уникальности заключается в чрезвычайной изолированности Австралии. Любой, кто высидел двухдневный перелет из Лондона в Сидней, может засвидетельствовать, как трудно туда добраться. Из-за капризов тектонических плит в течение примерно 100 млн лет Австралия была отрезана от Евразии, Северной и Южной Америки и Африки — дольше всего она была соединена с Антарктидой! Эта изоляция привела к тому, что Австралия пропустила одну из главных линий эволюции млекопитающих с ее изобилием плацентарных видов. Отсутствие «нормальных», то есть плацентарных млекопитающих позволило эволюции сохранить во множестве такие странные создания, как утконос и кенгуру. Это означало также, что до недавнего времени в Австралии не было приматов — ни мартышек, ни человекообразных обезьян, ни даже лемуров. Люди являются единственным представителем приматов на этом континенте.

Отсутствие эволюционных предшественников означает, что поселиться в Австралии должны были люди из других мест. Но откуда они взялись? Они могли приплыть только по морю, даже с ближайшего континента. Если допустить, что колебания уровня моря были результатом изменения климата, то массив суши Сахул (включавший в себя кроме Австралии Новую Гвинею и Тасманию), который возник во время последнего ледникового максимума около 20 000 лет назад, все равно должен был находиться примерно в 100 км от Юго-Восточной Азии. Ответ на вопрос, как и когда Австралия была колонизирована людьми — один из ключевых в наших попытках решить головоломку о том, как люди современного типа заселили мир. Подробности, которые мы обнаружим при этом относительно человеческой истории, и методы анализа, которые помогут нам собрать их воедино, зададут характер остальной части нашего путешествия.

Озеро Мунго находится в Новом Южном Уэльсе, в 1000 км к западу от Сиднея. От ближайшего города, в котором есть аэропорт, Милдура — 120 км езды по грунтовой дороге через знойную покрытую скрабом[18] пустыню, которая составляет большую часть Австралии. Мунго уже не озеро — вода высохла более 10 000 лет назад, оставив после себя фантастические образования из песка и глины, напоминающие те, что на озере Моно в Северной Калифорнии. Однако 20 000–45 000 лет назад оно было частью пышного оазиса, известного как озерный район Уилландра. Озера питались водой реки Уилландра, которая южнее сливается с рекой Муррей и в конечном счете впадает в залив Энкаунтер рядом с современной Аделаидой. Благодаря найденным здесь останкам животных ясно, что в районе озера жили несколько ныне вымерших крупных видов сумчатых, в том числе зигоматурус размером с буйвола и 200-килограммовый короткомордый кенгуру прокоптодон. Все эти животные были травоядными и могли быть заманчивой добычей для людей.

Согласно недавно полученным данным где-то в конце этого периода здесь был захоронен человек, названный его первооткрывателем, Джимом Боулером, Мунго-3. Возраст этой находки по оценке 1974 года составлял 30 000 лет. Более поздние методы датировки увеличили ее возраст до 45 000 лет, а человеческие артефакты, найденные в осадочных слоях ниже тех, в которых был найден Мунго-3, дают основание снизить ее возраст до 60 000 лет. Если эта информация подтвердится, Мунго станет самым древним местом на земле за пределами Африки, которое было заселено людьми, анатомически похожими на современных.

Самые древние человеческие останки в Австралии, как и в других местах мира, были датированы методами, основанными на изотопном распаде. Этими методами измеряют соотношение изотопов различных атомов в образце. Это возможно сделать, поскольку почти все атомы имеют несколько разновидностей в зависимости от того, сколько субатомных строительных блоков (частиц, называемых нейтронами) у них есть. Со временем «тяжелые» атомы, как правило, испускают часть своих нейтронов, превращаясь при этом в более «легкие» атомы. Зная скорость, с которой происходит этот распад, и измеряя соотношение «тяжелых» и «легких» атомов, можно вычислить, как долго продолжается распад. Как и молекулярные часы из главы 2, эти атомные часы являются решающими при оценке возраста древних человеческих останков.

Наиболее широко применяемый метод изотопного датирования — так называемый радиоуглеродный метод, который измеряет в изучаемом образце соотношение углерода-14 (С-14) и углерода-12 (С-12.). В результате воздействия космических лучей на азот-14 (N-14) в верхних слоях атмосферы образуется тяжелый изотоп углерода С-14. Скорость распада зависит от так называемого периода полураспада С-14, который представляет собой количество времени, необходимое для распада в образце половины атомов С-14, и составляет около 5700 лет. Поскольку углерод используется для создания органических молекул, как растительных, так и животных, этот метод является потрясающим инструментом для определения возраста человеческих останков. Однако проблема в том, что при возрасте образца более 40 000 лет оценка соотношения С-14:С-12 не очень точна, поскольку большинство атомов С-14 уже распалось. Через 5700 лет останется только половина из атомов углерода С-14, первоначально включенных в ткани организма при его жизни, а через 11 400 лет — только их четверть. К тому времени, как мы доберемся до 40 000 лет, сохранится только один из шестидесяти четырех исходных атомов С-14 — менее 2 %. Это делает образец крайне чувствительным к загрязнению даже малыми количествами современного материала, поскольку в таком случае оценка возраста может быть занижена. По этой причине радиоуглеродное датирование подходит лишь для датировки останков моложе 30 000 лет. Этот метод используется для определения возраста археологических находок не старше 10 000 лет, где он чрезвычайно точен.

Однако как только мы выходим за предел в 40 000 лет, мы должны использовать изотопы, распадающиеся более медленными темпами. Два из них — атом калия-40 (К-40) и атом урана-238 (U-238) — имеют период полураспада 1,25 млрд и 4 млрд лет соответственно. Проблема с более стабильными изотопами состоит в том, что они обычно не встречаются непосредственно в камнях и костях, и поэтому они могут быть использованы только для датировки отложений, окружающих останки — как правило, вулканического пепла в случае К-40 и озерных отложениях в случае U-238. Таким образом, вам должно очень повезти при выборе места раскопок. К счастью, благодаря геологической активности африканской Рифтовой долины — и прослои пепла в раскопках этого района не редкость — там может быть широко применима датировка по атомам калия К-40.