Бесконечное число самых прекрасных форм - Шон Кэрролл

Кроме того, артефакты, обнаруженные вместе с ископаемыми остатками, такие как орудия труда древних людей, отражают умения и особенности поведения отдельных видов, а также стадию эволюции когнитивных и моторных функций. Явные признаки использования орудий труда появились уже два с половиной миллиона лет назад у Homo habilis.

В общем, более поздние виды отличаются большим размером тела, большим относительным объемом мозга, большей длиной ног по отношению к длине туловища и более мелкими зубами, тогда как более ранние виды — телом и мозгом меньшего размера, относительно короткими ногами и более крупными зубами. Важно обратить внимание на то, в каких временных рамках и у какого числа видов происходили эти изменения, а также каков был их масштаб. Вне зависимости от того, какова точная картина ветвления у эволюционного древа гоминин, изменения происходили в течение долгого времени и у многих видов. Нельзя забывать, что время развития нашего с вами вида составляет лишь малую долю (около 3%) от общего периода эволюции гоминин. Эволюция интересующих нас физических признаков человека в основном закончилась еще до появления Н. Sapiens.

Некоторые из наших главных отличий представляют собой не отдельные изменения, а результат комплексной эволюции скелета и мускулатуры. Например, эволюция передвижения на двух ногах потребовала изменений позвоночника, таза, ступни и пропорций конечностей и освободила руки, благодаря чему они стали гораздо более умелыми. Если нужно, шимпанзе могут ходить на двух ногах, но у них совсем другая походка и они не могут распрямить коленный сустав и вытянуть ногу.

Доказательством двуногости первых гоминин является морфология их скелета. Самые удивительные доказательства были обнаружены в 1976 году при раскопках в Лаэтоли (Танзания). Палеоантрополог Эндрю Хилл, занятый обычным для приматов делом, а именно, кидавший в своего коллегу слоновьим навозом, вдруг наткнулся на цепочку человеческих следов протяженностью примерно в двадцать метров, впечатанную в застывший вулканический пепел (рис. 10.4). Эти удивительные следы были оставлены двумя существами — большим и маленьким, которые прогуливались по свежему пеплу 3,6 млн лет назад. Следы скрывались под слоем почвы, пока их не нашел Хилл, а группа Мэри Лики не начала на этом месте раскопки. Единственным известным видом гоминин, обитавшим в это время в этих местах, был Australopithecus afarensis — прямоходящее существо с небольшим мозгом, о котором впервые заговорили после открытия Дональдом Джохансоном в Эфиопии знаменитого скелета "Люси".

Рис. 10.4. Отпечатки ног древнего человека. Эти следы на пепле двухафарских астралопитеков, большого и маленького, были обнаружены в 1976 году в Литоли, Танзания. Фотографии предоставлены Питером Джонсом и Тимом Уайтом, Калифорнийский университет в Беркли.

Двуногость и связанные с ней особенности скелета эволюционировали в нашей линии достаточно рано, а вот размер мозга увеличился значительно позже. Мозг таких австралопитеков, как Аи. afarensis и Аи. africanus, имел объем около 400-500 см3, примерно как у шимпанзе (400 см3). Размеры туловища и мозга у рода Homo значительно увеличились за последние два миллиона лет (рис. 10.5), но эти изменения не были поступательными. Абсолютный размер мозга увеличился в два приема: сначала в начале плейстоцена (1,8 млн лет назад) и затем в середине плейстоцена (600 000-150 000 лет назад), а в промежутке на протяжении миллиона лет объем мозга практически не менялся.

Рис. 10.5. Общая тенденция увеличения размеров тела и головного мозга от более древних к более современным видам. Ископаемые остатки скелетов или полные черепа обнаружены не у всех видов (н/о).

Почему наш мозг так сильно увеличился за эти периоды времени? На этот счет существует множество гипотез. Я приведу лишь одну — об адаптации к изменениям климата, поскольку она отражает набирающую все большую популярность идею о зависимости эволюции от внешних условий. Примерно 2,3 млн лет назад температура и влажность на Земле начали постепенно снижаться. Африканские леса уступили место саваннам. Дождевые леса, где жили человекообразные обезьяны, пострадали меньше, а вот предкам человека пришлось адаптироваться к совсем иным условиям. После периода относительной стабильности, примерно 700 000 лет назад, температура на Земле упала ниже, чем когда-либо со времен исчезновения динозавров 65 млн лет назад. Резкие скачки температуры повторялись многократно, причем некоторые наиболее значительные изменения происходили всего за несколько лет. Изменение климата и его влияние на количество пищи и воды, а также на миграцию популяций могло стать тем фактором, который способствовал отбору более адаптированных к постоянным переменам гоминин. В этих условиях за миллион лет, на протяжении которых сменилось около 50 000 поколений гоминин, размер их мозга увеличился примерно вдвое. Это произошло действительно быстро, но не мгновенно.

Интересно, что тело и мозг неандертальцев были еще крупнее, чем у современного человека. Нет никакой очевидной причины, по которой мы преуспели, а наши родственники неандертальцы исчезли около 30 000 лет назад, не оставив потомков. Наши линии разошлись задолго до появления Н. sapiens — примерно 500 000 лет назад. Вид Н. neanderthalensis не был предшественником Н. sapiens. Это окончательно доказано в замечательном исследовании, ставшем одним из блестящих примеров вклада генетики в палеоантропологию. Сванте Паабо и его коллеги, работавшие в Университете Мюнхена, смогли секвенировать ДНК, выделенную из костей неандертальца, и анализ полученных данных доказал, что неандертальцы — мертвая ветвь на эволюционном древе человека.

Н. sapiens и неандертальцы действительно сосуществовали: раскопки показали, что в некоторых местах оба вида присутствовали в одно и то же время. Оба вида использовали орудия труда, добывали огонь, владели речью и обладали самосознанием, но сохранился лишь один из них. Каковы бы ни были интеллектуальные преимущества современных людей над неандертальцами, это, скорее всего, тончайшие различия в области нейроанатомии, выявить которые будет нелегко. Гораздо проще проследить более общую картину развития и эволюции головного мозга гоминин в сравнении с человекообразными обезьянами.

Заметное увеличение размера головного мозга в поздней истории гоминин можно считать лишь приблизительным индикатором расширения когнитивных способностей. Абсолютный размер мозга не обязательно указывает на его мощь. Правильнее полагаться на увеличение объема мозга по отношению к массе всего тела. Головной мозг — очень расточительный орган, потребляющий до 25% энергии в организме взрослого человека (и 60% в организме ребенка). Увеличение относительного размера головного мозга гоминин в эпоху плейстоцена представляет собой серьезное отклонение от обычных соотношений, характерных для всех млекопитающих, включая приматов. Хотя мозг китов и слонов гораздо крупнее нашего, вес нашего мозга в процентном отношении к весу тела в 15-20 раз больше, чем у этих животных. Задача нейроанатомов состоит в том, чтобы определить, увеличение каких отделов мозга отвечает за расширение способностей человека.