Странная обезьяна. Куда делась шерсть и почему люди разного цвета - Александр Соколов

По данным этнографов, такой же способ охоты используют индейцы Северной Америки, преследуя оленей и антилоп, или аборигены северо-запада Австралии, когда гоняются за кенгуру{26}.

Но что, если ранние представители рода Homo были не гордыми охотниками, а всего лишь презренными падальщиками? В таком случае умение хорошо бегать пригодилось бы им, чтобы, завидев кружащих в небе стервятников, стремглав мчаться к свежей туше животного, пока до нее не добрались гиены и другие конкуренты.

Наконец нашелся ученый, который проверил сформулированные выше идеи с помощью цифр. Таким молодцом оказался английский биолог Питер Уилер, посвятивший теме терморегуляции серию статей в 80–90-е годы прошлого века.

Сначала Уилер решил оценить выгоды прямохождения. Для этого он провел забавный эксперимент{1}. Ученый изготовил маленькую модель гоминида с конечностями на шарнирах, которую ставил в четырехногую и двуногую позиции и фотографировал под разными углами — как бы с «точки зрения» движущегося по небу солнца. А затем измерял площадь, которую фигурка занимала на фотографиях. При этом получалось, что когда солнце невысоко над горизонтом, двуногий гоминид подставляет солнечным лучам слегка бóльшую площадь, чем четвероногий. Зато когда солнце в зените и, следовательно, жарит сильнее всего, облучаемая поверхность тела прямоходящего существа становилась меньше на 60 %, чем у его собрата на четвереньках. Если же голову, да еще и плечи двуногого примата покрывали волосы, то выигрыш становился еще значительнее, так как волосами закрывалось более 70 % площади, облучаемой солнцем. В качестве аналогии Уилер вспоминал бородавочников, также живущих в жаркой саванне, — их тело покрыто редкой щетиной, однако вдоль хребта тянется густая грива, вероятно, выполняющая ту же функцию, что и шапка волос на нашей голове{2}.

Кроме того, при вертикальной позе можно быть долговязым, с длинными руками и ногами — площадь облучения от этого не растет, зато увеличивается поверхность охлаждения. Наконец, на высоте 1,5–2 м температура воздуха бывает на пару градусов ниже, чем у поверхности, а ветер сильнее.

Уилер на этом не остановился. Он решил подсчитать общий тепловой «бюджет» в нескольких температурных режимах для разных вариантов гоминида: четвероногого и двуногого, покрытого шерстью и голого{4}, {5}. Ученый рассмотрел даже два варианта теплопроводности шерсти, не забыв о том, что у «бесшерстного» примата сохранились волосы на голове. Сколько тепла получает каждый из вариантов гоминида с шести утра до шести вечера? И сколько способен рассеять с помощью потения? Ученый постарался учесть как можно больше параметров, в том числе скорость ветра, разницу температур на разном расстоянии от земной поверхности, долю прямого и отраженного теплового излучения, получаемого гоминидом, а также вырабатываемое животным внутреннее тепло.

Расчеты снова показали выгоды прямохождения: тепловая нагрузка для двуногих была заметно ниже. А вот с отсутствием шерсти все получилось не так радужно (и об этом почему-то мало пишут). Выходило, что в самые жаркие часы голый гоминид, что двуногий, что четвероногий, нагревался сильнее, чем его волосатый близнец. А в начале и в конце дня безволосый примат быстрее остывал. Если расчеты Уилера верны, то исчезновение природной изоляции — шерсти — привело к тому, что древние гоминиды стали и получать, и терять больше тепловой энергии. Днем перегреваться, а утром и вечером мерзнуть.

Однако, рассуждал ученый, потеря изоляции компенсировалась многократно (в пять раз!) возросшей эффективностью потения. Там, где волосатый гоминид получал тепловой удар, голый за счет испарения с кожи продолжал чувствовать себя комфортно.

Более того, расчеты Уилера показали, что при максимальной температуре воздуха до 35 °C голый гоминид расходовал меньше воды, чем покрытый шерстью. За счет чего? В утренние и вечерние часы, когда солнце невысоко, активно движущееся животное все равно должно охлаждаться — избавляться от излишков внутреннего тепла. Вот это охлаждение у безволосого примата происходило быстрее, и таким образом, согласно Уилеру, экономилась жидкость. Но только в случае двуногого гоминида! Четвероногий таких выгод не получал. Поэтому, считал ученый, потеря шерсти у наших предков могла произойти только после того, как они встали на две ноги.

В 1996 году выкладки Уилера подвергла жесткой критике Лиа Кейрозду Амарал (Lia Queiroz do Amaral), бразильский физик{6}. К чему городить огород! Из расчетов Уилера напрямую следует, что шерсть в саванне выгодна и днем, когда защищает от солнца, и ночью, когда согревает, ведь в саванне ночами температура падает до –11 °C или даже ниже. Животным в таких условиях нужно усиливать изоляцию, а не уменьшать ее. Недаром у саванных обезьян плотная шерсть! Мартышки-гусары вовсе не голые, но при этом потеют почти как человек. Значит, шерсть потению не мешает. Амарал повторяла выводы Ньюмэна: скорее всего, потеря волос на теле произошла не в саванне, а в лесистой местности, где и температура пониже, и прямых солнечных лучей нет. И это вполне согласуется с новыми реконструкциями среды обитания австралопитеков: не саванна, а мозаичный ландшафт, редколесье.

Уилер ответил на критику едкой статьей, из которой следовало, что Амарал недопоняла и совершенно превратно истолковала результаты автора{7}. Больше Уилер к теме теплообмена гоминид не возвращался. Это сделали другие ученые.

В 2011 году к модели Уилера обратились биологи Грэм Ракстон и Дэвид Уилкинсон{8}, {9}. По мнению авторов, недочет модели в том, что расчеты производились для неподвижно стоящего гоминида. Но ведь мы говорим о древнем человеке, который гнался за добычей! Зачем стоять столбом под палящим солнцем? Лучше уж добежать до укрытия и отдыхать в тени.

Модель модифицировали на случай примата, движущегося со скоростью 3 м/с. Вспомним, что при беге вырабатывается гораздо больше внутреннего тепла, кроме того, нужно учесть конвекцию — тело бегуна обдувается воздухом. Как и Уилер, авторы рассмотрели четыре случая — прямоходящий и четвероногий примат, голый или покрытый шерстью.