Текст книги "Скелеты в шкафу. Драматичная эволюция человека"

Автор книги: Иэн Таттерсаль

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 20 страниц)

Новый синтез

Так что же это были за идеи, которые Вайденрайх отказывался принимать (и с которыми, видимо, не хотел даже знакомиться, учитывая, что тот случай был первым и последним их упоминанием в разговорах с Шеффером или в его работах)? На самом деле они стали результатом процесса, длившегося уже несколько десятков лет. Повторное открытие менделевских принципов генетики в начале XX века стало толчком к бурному движению в области эволюционной теории. Как мы уже знаем, самому Дарвину не обязательно было понимать, как работает наследственность, чтобы описать эволюцию как «наследование с изменениями». Разумеется, собственные представления Дарвина о механизмах наследования были очень далеки от истины. Но идея наследования начала витать в воздухе, а после того, как к ней прибавилось понятие мутации, многие ученые начали осознавать, что перед ними может быть ключ к объяснению эволюционных изменений. Поначалу исследовалась каждая возможность: от возможного влияния «мутационного давления» (частоты появления мутаций) на эволюционные процессы до понятия «счастливых уродов» (спонтанной крупной генетической реорганизации), от которых могли происходить целые виды. Лишь немногие из этих первых теорий эволюционных изменений были дарвинистскими по сути, то есть строились на понятии постепенного естественного отбора. Однако через некоторое время на передний план вышла технология математического моделирования поведения генов в популяции, и специалисты по генетике количественных признаков (такие как Сьюэл Райт в Америке и Рональд Фишер в Англии) начали понимать, как генетические фонды различных видов могут реагировать на внешние факторы отбора.

Возникновение этого нового подхода стало возможным благодаря изучению самих генов. Уже в начале XX века ученые начали представлять гены как бусины, нанизанные в определенной последовательности на хромосомы – волокнистые структуры, которые становятся заметными в клетках перед их делением. Гены располагались в хромосомах в строго определенных местах и имели альтернативные версии, называемые аллелями. Конъюгация двух хромосом (по одной от каждого родителя) объясняла существование явлений доминантности и рецессивности, отмеченное еще Менделем. Доминантный аллель, расположенный на определенном месте, подавлял влияние своего рецессивного двойника. Для проявления рецессивного фенотипа (строения тела) в потомстве оба родителя должны были иметь одинаковые аллели. Кроме того, почти сразу же стало очевидно, что большинство фенотипических характеристик кодируется более чем одним геном, а каждый ген отвечает более чем за одно свойство.

Наиболее убедительной из новых концепций, объясняющих влияние поведения генов в популяции на эволюционный процесс, была введенная Сьюэлом Райтом идея «адаптационного ландшафта». Генетический фонд одной популяции состоит из множества тысяч генов и, соответственно, имеет огромное количество аллелей. Райт предположил, что при определенном сочетании факторов внешней среды некоторые комбинации аллелей окажутся более выгодными, чем другие, и позволят своим «приспособленным» владельцам более эффективно выживать и размножаться по сравнению с менее одаренными природой собратьями. Он создал математические модели, похожие на топографические карты, в которых более приспособленные генотипы были собраны в кластеры на вершинах, а менее удачные населяли долины. Следуя этой аналогии, задачей каждого вида было максимизировать горную долю популяции и минимизировать количество жителей долин. Ключом к достижению этой цели был естественный отбор. Многие популяционные генетики не только признали концепцию Райта, но и начали развивать ее таким образом, которого сам автор не предполагал. Но главным ее результатом стало формирование четкой связи между частотой генов в популяции и естественным отбором. Эту теорию в 1930-х годах назвали новым эволюционным синтезом.

К развитию новой синтетической теории эволюции приложили руку многие ученые, но одно имя следует выделить особо – Феодосий Добржанский. Его блестящий труд «Генетика и происхождение видов», опубликованный в 1937 году, стал первым полным описанием принципов нового эволюционного синтеза. Добржанский, натуралист старых взглядов и одновременно талантливый и оригинальный генетик, работал в Колумбийском университете как раз неподалеку от Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Несмотря на то что он был глубоко убежден в ключевой роли видов в природе и в важности дрейфа генов (красивое название для случайных мутационных погрешностей), он также не сомневался в преимущественной силе естественного отбора, проявившейся при формировании жизни на Земле. Он видел эволюцию как медленный, последовательный и долгий процесс, состоявший в основном из накапливания в поколениях организмов небольших генетических изменений и возникновения новых комбинаций уже существующих аллелей. Поступательные изменения, возникающие от одного поколения к другому, подчинялись безжалостному естественному отбору – слепому процессу, не направленному на получение конкретного результата, но происходившему, когда более приспособленные особи оставляли больше потомства, чем их чуть менее удачливые родичи.

С изменениями среды менялись и факторы, обеспечивающие определенным генотипам более эффективное размножение. Эволюция – это гибкий, но не прекращающийся процесс, постоянно оптимизирующий живые существа под среду их обитания. С такой точки зрения изменения в генеалогии казались неизбежными, потому что либо окружающие условия менялись сами по себе, либо конкуренция между особями выявляла тех, кто был адаптирован к среде наилучшим образом. Наконец, что самое важное, процессы, происходящие внутри вида, можно было экстраполировать для объяснения эволюционных явлений более высокого уровня, таких как появление новых видов и более крупных групп, например китов, летучих мышей или приматов.

В 1942 году орнитолог из Американского музея естественной истории Эрнст Майр выпустил еще одну великую книгу «Систематика и происхождение видов», которая дополнила работу Добржанского с систематической точки зрения. Он указал на то, что Дарвин в своем знаменитом труде 1859 года, по сути, вовсе не рассматривал происхождение видов. Майр подчеркивал важность естественных скачков, которые делают виды и «высшие таксоны» (семейства, отряды и т.д.), а также вводил понятие географического видообразования. Эта концепция предполагала, что новые виды могли возникать в результате разделения старого вида по географическому признаку, к примеру, когда изменившая течение река или поднявшийся уровень моря изолировали одну из популяций. Изоляция на уровне видов вела к инновации, особенно у сложных позвоночных, таких как млекопитающие. Но и в этом случае главной движущей силой был естественный отбор.

Еще через два года палеонтолог Джордж Гейлорд Симпсон, работавший все в том же музее, свел все открытия в своей дисциплине воедино в книге «Темпы и формы эволюции». Он утверждал, что «адаптационный ландшафт» Райта был скорее похож на бурное море. Это означало, что природе постоянно приходится поддерживать баланс между существами, находящимися на гребне волны и у ее основания. Кроме того, иногда волна могла разделиться надвое и разнести один вид в противоположных направлениях, создавая таким образом новые виды. Главная идея работы Симпсона (как и Дарвина и Ламарка до него) заключалась в том, что виды представляли собой динамичные структуры, которые возникали и исчезали с течением времени. Вид мог существовать в пространстве, но для времени он являлся лишь мимолетным воспоминанием, которое быстро стирала с лица Земли неумолимая сила естественного отбора.

Подобный подход, разумеется, создавал определенные трудности для палеонтологов. Ведь, если виды постоянно меняются, как выделять их из имеющихся в нашем распоряжении окаменелостей и как описывать прошлое на их основании? Но редукционизм нового эволюционного синтеза казался настолько привлекательным, что никто на тот момент даже не задумывался о подобных чисто практических проблемах. Более того, палеонтологам больше не нужно было жаловаться на прискорбную неполноту имеющихся в их распоряжении материалов, ведь новый эволюционный синтез специально оставлял в палеонтологической летописи удобные пробелы. Казалось, что проблемы, которые испытывали палеонтологи, пытаясь впихнуть новый вид в существующую иерархию, ушли в прошлое. Итак, благодаря усилиям Добржанского, Майра, Симпсона и многих других к концу 1940-х годов новая синтетическая теория стала в англоязычных странах доминирующей в эволюционной биологии – во всех ее дисциплинах, кроме палеоантропологии. На тот момент это была закрытая наука, которой в основном занимались анатомы и которая почти целиком состояла из авторитетных высказываний в полном теоретическом вакууме. Устаревшая и далеко не универсальная схема Вайденрайха была в палеоантропологии единственной более или менее достоверной попыткой описания человеческой эволюции.

Возвращение к раскопкам

Ни одно из этих событий не помешало поискам останков древних гоминидов. За 10 лет после того, как научное сообщество (пускай и неохотно) признало Australopithecus africanus, Реймонд Дарт не сделал ничего, чтобы подкрепить свою находку новыми фактами. Но в 1936 году врач и палеонтолог Роберт Брум объявил о найденном им довольно деформированном черепе взрослого человека примерно того же типа. Череп был обнаружен в еще одном известняковом карьере, на этот раз в пещерах Стеркфонтейн, располагавшихся куда ближе к Йоханнесбургу, чем Таунг. Брум полагал, что кости животных, найденные рядом с черепом, указывали на более раннее происхождение, чем у австралопитека, и поэтому дал своей находке собственное имя – А. transvaalensis, в честь Трансвааля, провинции, в которой она была раскопана. Однако вскоре он изменил свое мнение и отнес владельца черепа к новому виду, назвав его плезиантропом («близким к человеку»). Как бы там ни было, Брум верил, что у него в руках находится подтверждение идей Дарта. Он удвоил свои усилия по поиску окаменелостей и в 1938 году обнаружил еще один частично сохранившийся череп – на этот раз в Кромдрае, рядом со Стеркфонтейном. Этот образец отличался от предыдущих находок крупными зубами и массивным лицом. Находка была названа Paranthropus robustus (массивный парантроп).

Находка из Кромдрая совпала по времени с визитом в Южную Африку американского палеонтолога, сотрудника Американского музея естественной истории Уильяма Кинга Грегори и его коллеги-стоматолога Мило Хеллмана. Эти нейтральные наблюдатели ни секунды не сомневались в значимости находок, сделанных Брумом и Дартом, и на местном собрании объявили, что древние обладатели обнаруженных останков «в структурном и генетическом смысле являлись двоюродными родственниками современного человека». Иными словами, это были древние предки человека, промежуточное звено между ископаемыми обезьянами миоцена (эпохи перед плиоценом) и современными людьми. В работе, выпущенной в 1939 году, Грегори и Хеллман формально отнесли их к семейству гоминидов. Эта работа послужила удобным основанием для публикации Брумом в 1946 году собственной монографии, содержащей выводы относительно найденных им останков (к этому моменту его коллекция пополнилась несколькими посткраниальными костями, частями черепа и зубами). Брум уверенно заявлял, что его австралопиты (как их иногда называют и сегодня) ходили на двух ногах и, несмотря на крупные лица и большие зубы, имели вполне современную зубочелюстную систему. Что еще важнее, у них имелись укороченные клыки, такие же, как те, которые пытался подделать создатель пилтдаунского человека. Их мозг был небольшим, но зато почти человеческие кисти рук указывали на возможность создания орудий. Проведя анализ костей, Брум заключил, что австралопитеки жили на открытой местности в эпоху плиоцена. Этот вывод более или менее подтверждается современной датировкой, в соответствии с которой возраст массивного парантропа из Кромдрая составляет чуть менее 2 миллионов лет. «Грацильный» австралопитек из Стеркфонтейна, обладавший не таким мощным телосложением, жил еще раньше.

Но британские светила палеоантропологии по-прежнему не были впечатлены этими достижениями, по крайней мере до тех пор, пока в 1947 году Южную Африку не посетила восходящая звезда их дисциплины, профессор анатомии Оксфордского университета Уилфрид Ле Грос Кларк. Сначала он скептически относился к доводам Брума, но тому удалось довольно быстро его переубедить. Вернувшись в Англию, Кларк успешно доказал своим коллегам (кроме анатома Солли Цукермана, бывшего по иронии судьбы выходцем из ЮАР), что австралопитеки на самом деле являлись ранними гоминидами. Однако единственное исключение оказалось достаточно существенным. Цукерман, который использовал свои знания по человеческой анатомии в основном для разработки бомб, позволявших как можно быстрее и эффективнее разрывать людей на кусочки, много лет работал научным консультантом британского правительства. Когда в 1960-х годах я пришел в палеоантропологию, она еще не отошла от губительного влияния Солли Цукермана.

Сам Кларк был интересной фигурой и одним из немногих анатомов, занимавшихся пароантропологией, которых интересовало не только то, чем они занимались, но и как именно они это делали. Кларк понимал, что, анализируя ископаемые останки, анатом считал себя обязанным дать полную характеристику вида, с которым он имел дело, а уже затем выявить его взаимосвязь с другими видами.

Тем не менее для этой проблемы Кларк предлагал решение, лежащее исключительно в плоскости анатомии. Он считал, что аналитик не должен излишне увлекаться индивидуальными характеристиками того или иного ископаемого объекта, но вместо этого обязан рассматривать его «общий морфологический паттерн». Это звучало бы очень разумно, если бы хоть кто-то во времена Кларка (да если уж на то пошло, и в наше время) знал, что этот паттерн означает. В понятии общего морфологического паттерна нет ни одного признака, который можно охарактеризовать, рассчитать или сравнить с чем-то еще. На практике морфологический паттерн сводится к общему впечатлению, которое находка производит на исследователя. Но анатомия всегда придерживалась подобного modus operandi – оставить экспертам лишь их собственное мнение и дать возможность описывать его с высоты научного авторитета.

Еще четыре человеческие окаменелости. Слева сверху, череп ребенка из Таунга, ЮАР, принадлежащий виду Australopithecus africanus. Справа сверху, череп взрослого A. Transvaalensis из Стеркфонтейна, ЮАР. Слева снизу, череп XII из Чжоукоудяня, Китай, принадлежащий виду Homo erectus. Справа снизу, часть черепа Paranthropus robustus из Сварткранса, ЮАР. В масштабе. Иллюстрации Дона Макгрэнэгана. Рисунок снизу слева выполнен Дианой Саллес

Разумеется, к концу 1940-х годов подобные субъективные суждения продвинули палеоантроплогию (и палеонтологию в целом) далеко вперед. Новые находки в Стеркфонтейне быстро укрепили Брума в мнении о том, что перед ним были останки «древнего человека, лишь немногим более примитивного, чем питекантроп». Более того, в расположенном поблизости Сварткрансе обнаружилось еще больше костей массивных парантропов, которых Брум в честь их крупных зубов окрестил Paranthropus crassidens. К 1949 году в Сварткрансе нашли несколько челюстей гоминидов более легкого сложения. Брум и его коллега Джон Робинсон назвали их древних обладателей Telanthropus capensis («людьми с мыса») и предположили, что этот новый род может означать «непосредственный переход от человекообразных обезьян к истинному человеку», так как он, предположительно, жил раньше европейского Homo heidelbergensis.

Новые окаменелости, виды и названия в буквальном смысле вырастали как грибы в известняковых пещерах вокруг Йоханнесбурга, и вскоре сам Дарт заинтересовался останками, найденными в шахте в районе Макапансгат к северу от города. Проведенная в 1946-1947 годах проверка показала, что отвалы горных пород, оставшиеся после добычи известняка, содержали фрагментарные останки нескольких гоминидов с более изящным строением тела. Дарт назвал их Australopithecus prometheus, так как по ошибке посчитал, что почернение многих костей означает следы огня. Более того, он пошел еще дальше. Сломанные кости австралопитеков и других млекопитающих напомнили ему раздробленные черепа из Чжоукоудяня, которые Вайденрайх считал остатками каннибалистических пиршеств. И тут Дарт отдался на волю воображения. По его мнению, обломки костей были свидетельством того, что на этом месте австралопитеки убивали, разделывали и готовили себе подобных. Он приписал австралопитам «остеодонтокератическую» (то есть основанную на костях, зубах и рогах) культуру, в которой эти материалы использовались для создания орудий (костяных топоров, пил из зубов и ножей с лезвиями из рога). Для австралопитеков, видимо, уже были характерны некоторые базовые принципы человеческой природы, так как «хотя человечество и дополнило остеодонтокератическую культуру с ее физиологической направленностью камнем и металлом, мы так и не сумели полностью освободиться... от влияния костей, зубов и рогов». В этот момент и родился образ, перенесенный Робертом Ардри на страницы книги, а Стэнли Кубриком – на киноэкран; образ древних гоминидов как размахивающих дубинами «убийц и пожирателей плоти» (по мнению Дарта), чья неукротимая жестокость «залила первые страницы истории человечества кровью и яростью».

У этого сценария есть только один недостаток: в нем нет ничего, кроме драматичной фантазии. При ближайшем рассмотрении следы огня исчезают, кости оказываются сломанными в результате естественных процессов, а наиболее правдоподобным объяснением для концентрации костей в Макапансгате является деятельность дикобразов, которые иногда питаются падалью и могли затаскивать кости мертвых гоминидов в свои гнезда. На самом деле гоминиды вряд ли могли быть кровожадными убийцами. Это были небольшие и в основном беззащитные существа с короткими зубами, куда чаще сами становившиеся жертвами хищников, вероятно в основном леопардов, что доказывает череп молодого австралопитека из Сварткранса с двумя аккуратными круглыми дырочками – как раз такими, которые могли оставить нижние клыки крупной кошки.

За пределами Африки

Новые теории появлялись и исчезали, но окаменелости оставались неизменными. Благодаря находкам, сделанным в Южной Африке, к середине XX века палеонтологическая летопись человечества начала принимать ту форму, которая существует и по сей день. Ранние двуногие с небольшим объемом мозга и крупными лицами проживали в Африке в эпоху плиоцена. Китайские и яванские формы, превышавшие их по росту и размеру мозга, развились позднее. Обладавшие крупным мозгом неандертальцы (и жившие чуть ранее обладатели черепов, найденных в английском Суонскомбе и немецком Штайнхайме) сосуществовали в Европе с первыми современными людьми. Правда, вскоре на ближайшем к современности конце этой временной шкалы обнаружились неясности. В начале 1930-х годов английский археологом Дороти Гаррод было найдено некоторое количество ископаемых останков гоминидов в пещерах Схул и Табун, расположенных рядом друг с другом на обращенной к морю стороне горы Кармель, в то время принадлежавшей Палестине. Обе пещеры сформировались в период последнего межледниковья, и в обеих были обнаружены каменные орудия культур ллевалуа и мустье, аналогичные тем, которые примерно в то же время производились неандертальцами в Европе. Женский скелет и фрагмент массивной челюсти из пещеры Табун выглядели вполне по-неандертальски, но вот несколько гоминидов из захоронения в Схуле имели совершенно иной внешний вид. Их черепные коробки были более высокими и округлыми, чем у неандертальцев, они имели уникальную структуру надбровных дуг, а их лица, хотя и вытянутые вперед, не имели типичной для неандертальцев раздутой средней части.

Гоминиды из обеих пещер были описаны в 1939 году антропологом из Беркли Теодором Маккауном совместно с анатомом сэром Артуром Китом. Из их совершенно противоречивых выводов очевидно, что оба ученых по-разному оценивали находки, но в конце концов сошлись на их принадлежности к одному весьма вариативному виду, которому они дали имя Palaeoanthropus palestinensis. Забираясь все дальше и дальше в дебри собственных рассуждений, они заявляли, что совершенно невероятная степень вариативности кармельской популяции могла объясняться «эволюционной агонией», в ходе которой «генетический состав гоминидов оставался нестабильным и пластичным». В качестве еще одного объяснения предлагалась «гибридность, то есть слияние двух отличных друг от друга народностей или рас». Эти две версии до сих пор остаются основными при обсуждении гоминидов из Схула (и иногда из Табуна). Однако расхождения во мнении между Маккауном и Китом подтверждают, как важно учитывать при анализе окаменелостей и другие факторы, помимо анатомических (в данном случае в роли таких факторов выступили каменные орудия). Казалось бы, ученые должны были усвоить этот важный урок, однако многие палеоантропологи до сих пор о нем забывают.

Еще три человеческие окаменелости. Слева сверху: череп из Штайнхайма, Германия. Слева снизу: череп неандертальца из пещеры Табун, Израиль. Справа: череп V из пещеры Схул, Израиль. В масштабе. Иллюстрации Дона Макгрэнэгана