Текст книги "Человек в лабиринте эволюции"

Автор книги: Леонид Вишняцкий

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 10 страниц)

Леонид Борисович Вишняцкий
Человек в лабиринте эволюции

Предисловие

В научно-популярной и учебной литературе ход эволюции человека изображается обычно в виде чётких и легко запоминающихся схем, в которых процесс смены одних видов наших предков другими предстаёт как простая линейная последовательность. Благодаря этому, всем известно, что сначала были австралопитеки, потом питекантропы, их сменили неандертальцы, а они впоследствии уступили место людям современного физического типа – Homo sapiens. Получается, что человек в своём развитии как будто просто поднимался вверх по лестнице, переходя в положенное время с одной ступеньки на другую и следуя при этом единственно возможным путём. Нельзя сказать, что подобные представления об антропогенезе абсолютно неверны. Этот процесс, действительно, развивался по восходящей, и на каждой его новой стадии появлялись существа, в чём-то превосходившие своих предшественников. Однако, при всей своей закономерности, тот вариант антропогенеза, который осуществился в реальности, всё же не был ни единственно возможным, ни фатально неизбежным. Наша состоявшаяся эволюционная история – это только один из многих потенциально существовавших её сценариев, который, в отличие от других, не остался запасным лишь в силу во многом случайного стечения мало связанных между собой обстоятельств.

Представим себе путника, идущего наугад по незнакомой местности. Он не знает конечной цели своего маршрута, но, тем не менее, упорно движется вперёд, преодолевая по мере сил встречающиеся препятствия. Там, где тропа разветвляется или требуется обогнуть внезапную преграду, путник сворачивает вправо или влево, выбирая путь, кажущийся ему наиболее удобным. Когда же он оглядывается на ходу, то видит сзади лишь небольшую часть пройденного – отрезок, отделяющий его от последнего поворота. Но вот дорога пошла в гору, шаг за шагом путешественник поднимается всё выше и выше и вдруг, оглянувшись в очередной раз, он обнаруживает у себя за спиной чудесным образом преобразившуюся картину. Теперь видна не только часть той тропинки, где остались следы его ног, но и множество других троп и дорог, которые, пересекаясь и расходясь, образуют сеть, покрывающую землю до самого горизонта. Некоторые из них ведут туда же, где путник находится, другие уходят в сторону. Тропа, ранее не привлёкшая внимания, видится сверху более короткой и удобной. Главное же – весь пройденный путь, ещё недавно представлявшийся довольно простым, кажется теперь проложенным в сложнейшем лабиринте, запутанном и таящем множество неизведанных возможностей.

Именно таким лабиринтом, со своими тупиками и выходами, бесчисленными поворотами и развилками, является развитие органического мира на нашей планете. Эволюция человека и его предков – одна из составляющих этого процесса, она – тоже лабиринт. И хотя люди, свыкшись со званием «венца творения», часто рисуют собственную эволюционную историю как движение по единственно возможному пути к единственно возможному финалу, на деле она представляет собой историю выбора – выбора одного варианта дальнейшего движения из многих, открывавшихся на разных этапах развития. Наш многомиллионолетний путь устлан поистине неисчислимым множеством отвергнутых альтернатив – незамеченных и, разумеется, не осознанных в качестве таковых. Лишь сейчас, когда с непрерывно растущей горы фактов, открывается всё более широкая панорама человеческого прошлого, начинаем мы понимать, что наша эволюционная история – это движение в лабиринте, что пройденный путь отнюдь не был единственно возможным и, наконец, что выбор того или иного поворота на этом пути часто определялся лишь случайным стечением случайных же обстоятельств.

В этой книге рассказывается о главных поворотных моментах в эволюции человека и его предков, начиная с появления приматов на рубеже мезозойской и кайнозойской эр и кончая расселением по Земле людей современного анатомического типа, завершившемся в основном в конце последнего ледникового периода. Накопившиеся за последние годы в антропологии, молекулярной биологии, археологии и ряде других наук факты заставляют пересмотреть многие традиционные представления о ходе этого процесса. Его узловые события в свете новых данных видятся не так, как ещё десять или даже пять лет назад, а старые вопросы – где? когда? как? почему? – требуют новых ответов. Книга построена в основном на материалах, которые пока не получили должного освещения в отечественной научно-популярной литературе.

Глава 1. Человек как биологический вид

Биологическая эволюция и антропогенез

«Как похожа на нас безобразнейшая тварь, обезьяна» – печально констатировал когда-то античный поэт Энний, ещё не подозревавший о том, что говорит о собственных предках. Многие наши современники, видимо, разделяют эстетические вкусы пребывавшего в счастливом неведении о своей родословной римлянина, и потому упорно не желают признавать факт присутствия на генеалогическом древе человека столь несимпатичных им приматов. Впрочем, это и неудивительно. Когда речь идёт о таком специфическом и для всех нас небезразличном явлении, как происхождение человека, соблазн отыскать для него столь же специфическое, необычное объяснение, действительно, очень силён. Не кто иной, как сам Чарльз Дарвин, «выведший» обезьяну «в люди», признавался в одном из писем: «Никак не могу взирать на эту чудесную Вселенную и особенно на природу человека и довольствоваться заключением, что всё это – результат неразумной силы». И в начале XXI в. вопрос: «Вы действительно верите, что человек произошёл от обезьяны?» – можно услышать очень часто. Задают его обычно с искренним удивлением, а нередко и с иронией в адрес собеседника. Нелишним будет, поэтому, с самого начала объясниться с читателем на сей счёт и сказать несколько слов о том, что именно, по мнению автора, делает «обезьянью» теорию единственно правдоподобной из всех существующих.

Несмотря на чрезвычайное многообразие сценариев происхождения человека, которые встречаются в мифах, священных книгах, фантастических романах, а также в околонаучной и научной литературе, все когда-либо предлагавшиеся объяснения того, как на Земле появились люди, могут быть сведены к трём основным вариантам:

1) Люди – порождение высших, сверхъестественных сил (творение).

2) Люди прибыли на Землю с других планет, из иных миров (пришествие).

3) Люди – результат естественного развития земной природы (эволюция).

Две первые версии, столь легко захватывающие воображение любителей всего необычного и таинственного, переживают сейчас своего рода ренессанс. Кто только не выступает с заявлениями, а то и целыми теориями, о внеземных и – уж само собой разумеется – необезьяньих корнях человечества! Однако сколь бы ни привлекали многих из нас своей сенсационностью подобного рода «открытия», они, в лучшем случае, могут быть причислены к достижениям в области фантастики, но никак не в науке. Дело в том, что главным аргументом для их авторов неизменно служат не факты, которые можно было бы проверить и которые свидетельствовали бы о причастности, скажем, инопланетных визитёров к нашей биологической истории, а лишь откровенные и ни на чём не основанные вымыслы. К вымыслам изредка добавляются указания на отдельные слабые, или, точнее, недостаточно разработанные места, действительно, имеющиеся как в теориях эволюции и земного эволюционного происхождения человека, так и во всякой другой естественнонаучной теории.

Такой подход не выдерживает критики не только с позиций строгой исследовательской методологии, но даже и с позиций обыденного здравого смысла. Тем не менее, строго говоря, теоретически ни одна из перечисленных трёх возможностей не может быть опровергнута с абсолютной убедительностью, так, чтобы у её сторонников не осталось никаких спасительных логических лазеек. Решающее значение при выборе поэтому приобретает то обстоятельство, что если для первых двух версий – творения и пришествия (они могут и сочетаться между собой) – нет «железных» доказательств не только contra (против), но и pro (за), то в последнем случае дело обстоит иначе. Здесь мы имеем вполне зримые и осязаемые следы того процесса, который, как предполагается, привёл к появлению человека, т. е. следы эволюции. Во-первых, это очевидная биологическая близость людей к прочим обитателям Земли, свидетельствующая, что человек – органичная часть живой природы, а во-вторых, многочисленные ископаемые останки существ, занимающих в анатомическом отношении промежуточное положение между современными людьми и их животными предками.

Наибольшее сходство с людьми по строению тела, а также по физиологическим и генетическим признакам демонстрируют высшие приматы – обезьяны. Палеонтологические находки, исчисляемые сегодня тысячами и позволяющие довольно чётко проследить основные вехи биологического становления человека, делают понятной причину этого сходства. Будучи расположены в хронологической последовательности, они показывают, какие изменения претерпевали наши предки на протяжении миллионов лет своей эволюции, как маленький растительноядный зверёк, привязанный поначалу к тропикам и не рисковавший покидать джунгли, превращался постепенно в крупное всеядное существо, обладающее необычайно развитым мозгом и способное обитать в любых ландшафтах и любых климатических зонах. Сейчас, можно сказать, уже не существует некогда столь волновавшей сторонников Дарвина и их оппонентов проблемы «недостающего звена» между обезьяной и человеком, ибо «палеонтологическая летопись», каждый год пополняемая новыми находками, слишком красноречива. Конечно, это не означает, что в ней вообще не осталось пробелов – пробелы есть, и они многочисленны, – но масштаб их таков, что может породить разногласия и споры только при обсуждении сравнительно узких, сугубо специальных вопросов, и не достаточен для того, чтобы вызвать сколько-нибудь серьёзные сомнения в прямой причастности обезьян к нашей генеалогии.

Суть современных научных представлений о характере биологической эволюции человека хорошо выразил английский антрополог Роберт Фоули, назвавший свою книгу об антропогенезе «Ещё один неповторимый вид». Этим названием он подчеркнул, что все биологические виды в равной мере уникальны и человек, как живое существо, ничуть не более своеобразен, чем другие животные. Следовательно, к нему в полной мере применимы эволюционные закономерности и механизмы, общие для всех других форм живого.

Ответ на вопрос о том, что это за закономерности, даёт так называемая синтетическая теория эволюции (СТЭ), сформировавшаяся в 20–30-е гг. прошлого века, благодаря синтезу данных генетики, популяционной биологии и учения о естественном отборе. За годы своего существования эта теория бессчётное количество раз объявлялась окончательно ниспровергнутой, но всё же и по сей день остаётся самой влиятельной и пока не имеет сколько-нибудь конкурентоспособных соперниц. Поскольку основные её положения восходят к разработанному Дарвином учению о естественном отборе, её часто называют «неодарвинизмом», «современным дарвинизмом» или «селектогенезом».

Согласно СТЭ, естественный отбор, работая как сито, через которое процеживаются особи, а, в конечном счёте, генетический материал, служит главной движущей силой эволюционного процесса. Вследствие неизбежных анатомических и поведенческих различий между членами любой группы организмов, одни из них размножаются более успешно, нежели другие, и имеют, таким образом, больше шансов «транслировать» свои гены в будущее. Это приводит к микроэволюции, т. е. постоянному изменению состава генофонда популяций и видов от поколения к поколению. Результатом того же процесса может быть и макроэволюция, т. е. появление новых видов или систематических групп более высокого ранга (родов, семейств, отрядов и т. д.), хотя здесь допустимо участие и ещё ряда факторов. Мутации – наследуемые изменения в структуре генов, часто отражающиеся на анатомии, физиологии, характере развития и на поведении живых существ – обеспечивают изменчивость и, стало быть, возможность появления новых признаков, а внешняя среда управляет «ситом» отбора: в нём удерживается лишь то, что она приемлет. Именно среда – фактор нестабильный, подверженный разного рода изменениям, иногда колебательным, а иногда идущим в одном направлении, диктует необходимость эволюционных преобразований и во многом влияет на их характер. Все виды живых существ – от простейших организмов до самых сложных – должны приспосабливаться к тем условиям, в которых им приходится существовать, а в случае изменения этих условий – приспосабливаться к новым. Поскольку же при этом живые организмы и сами являются неотъемлемой составляющей среды, то их изменения (появление новых черт в анатомии или в поведении, вымирание одних групп и размножение других) тоже служат важным компонентом её нестабильности и одной из главных сил, обеспечивающих бесперебойную работу «вечного двигателя» эволюции.

Взаимодействием перечисленных факторов и объясняются в основном те превращения, которые претерпела за миллионы лет своего существования жизнь на планете Земля. Люди на протяжении почти всей своей истории были подвержены их влиянию точно так же, как любые другие виды животных или растений. Это, однако, не означает, что антропогенез как биологический процесс вообще лишён какой бы то ни было специфики. Есть по крайней мере одно весьма существенное отличие эволюции человека от эволюции всех других групп организмов. Оно заключается в том, что нашим предкам приходилось приспосабливаться не только, а с известного момента и не столько к естественной среде, сколько к создаваемой ими среде искусственной, которая сама возникла и развивалась как средство адаптации, приспособления. Эта искусственная среда называется культурой, и именно ей человек обязан не только своим существованием, но и своим появлением. Крупный и сложный мозг, способные к многообразным манипуляциям верхние конечности и ряд других свойственных только людям анатомических признаков – всё это результат действия отбора в направлении, диктовавшемся культурой, которая, таким образом, будучи созданием человека, была в то же время и его «творцом».

Место человека в системе живых организмов

Любое из живых существ, обитающих на нашей планете, может быть отнесено к тому или иному таксону. Этим термином именуют значимые для биологической систематики группы организмов. Таксоны высшего ранга, несводимые в более крупные объединения, – это надцарства. Их всего два. Одно включает прокариот, представляющих собой клетки без ядра, а другое – эукариот, клетки которых имеют ядро. К первому из этих надцарств относятся только бактерии, а ко второму все остальные организмы. За надцарствами следуют царства живой природы (например, царство животных, царство растений, царство грибов и др.), а на самой нижней ступени иерархии таксонов находятся виды, или подвиды, неделимые уже далее ни на какие подгруппы. Между видами и царствами существует несколько промежуточных уровней – роды, семейства, отряды, классы, типы, и, таким образом, каждое животное или растение является одновременно членом множества таксонов разного ранга. Это в полной мере относится и к человеку.

Место человека в системе живых организмов может быть представлено в следующем виде:

Надцарство – эукариоты (Eukaryota)

Царство – животные (Animalia)

Подцарство – многоклеточные (Metazoa)

Тип – хордовые (Chordata)

Подтип – позвоночные (Vertebrata)

Класс – млекопитающие (Mammalia)

Подкласс – живородящие (Theria)

Инфракласс – плацентарные (Eutheria)

Отряд – приматы (Primates)

Подотряд – обезьяны (Anthropoidea)

Инфраотряд (секция) – узконосые (Catarrhini)

Надсемейство – гоминоиды (Hominoidea)

Семейство – гоминиды (Hominidae)

Род – человек (Homo)

Вид – разумный (sapiens)

Таким образом, сколь бы разительно ни отличались люди по своему внешнему облику и особенно по поведению от прочих обитателей Земли, с точки зрения биологической систематики вид человек разумный (Homo sapiens), к которому принадлежит всё современное человечество, представляет собой всего лишь один из таксонов внутри отряда приматов (Primates), равноценный другим таксонам низшего (видового) уровня. Для обозначения таких таксонов биологи традиционно используют латинские наименования, составленные из двух частей. Первая часть имени, пишущаяся всегда с большой буквы, указывает при этом на родовую принадлежность (например, в названии нашего вида первое слово обозначает его принадлежность к роду Homo), а вторая определяет собственно вид. В тех случаях, когда, как это часто бывает, в составе вида выделяются ещё и подвиды, они обозначаются трёхчастными названиями. Так, например, некоторые антропологи, считающие, что люди современного физического типа и неандертальцы должны рассматриваться как подвиды одного вида Homo sapiens, обозначают эти подвиды, соответственно, Homo sapiens sapiens и Homo sapiens neanderthalensis. Если строго следовать правилам биологической номенклатуры, то к названию таксона нужно добавлять ещё имя выделившего его исследователя и год когда это было сделано, например, Homo sapiens Linnaeus, 1758. Но на практике в большинстве случаев обходятся без таких подробностей, и лишь в справочной литературе (каталоги, определители) все формальные требования обязательно соблюдаются.

Приматы – один из восемнадцати отрядов, выделяемых обычно в составе класса млекопитающих, если не считать его вымерших членов. Название отряда, данное ему в 1758 г. основоположником биологической систематики Карлом Линнеем, происходит от латинского слова primas, означающего «один из первых». Этим названием Линней хотел подчеркнуть особое положение группы, включающей человека, среди прочих организмов. Из ныне существующих животных в состав отряда приматов входят обезьяны, лемуры и долгопяты (рис. 1), и каждая из этих групп, которым может придаваться статус подотрядов, включает множество подразделений более низкого ранга: семейств, родов и видов. Когда перечисленных уровней классификации оказывается недостаточно, их количество увеличивается с помощью приставок над– и под– (например, надсемейство, подсемейство, подрод и т. д.). Кроме того, между подотрядом и надсемейством иногда выделяют ещё уровень инфраотрядов или секций, а между подсемейством и родом уровень триб. Следует иметь в виду, что общепринятый подход к определению состава отряда приматов пока не выработан и нередко к их числу, помимо названных выше животных, относят ещё и тупайю (иногда же этого зверька причисляют не к приматам, а к насекомоядным). Нет и единства во мнениях относительно количества и соотношения основных систематических единиц внутри отряда. Часто его делят не на три подотряда, а на два, причём в последнем случае это могут быть либо полуобезьяны (лемуры, лори, долгопяты) и собственно обезьяны, либо стрепсирины (лемуры, лори) и гаплорины (долгопяты, обезьяны). Множество вариантов классификации существует и для более низких таксономических уровней.

Рис. 1. Приматы: обезьяна (А), лемур (Б), долгопят (В), тупайя (Г)

Хотя возможные варианты систематики приматов весьма многообразны, как и предлагаемые разными исследователями реконструкции их филогенеза, т. е. происхождения и генеалогических взаимоотношений разных групп, нас здесь будет интересовать лишь то, что имеет прямое отношение к эволюционной истории линии, ведущей к человеку. Таким образом, основные «шаги» эволюции, рассматриваемые в последующих главах, – это появление самого отряда приматов, выделение в его составе подотряда высших приматов или, иначе говоря, обезьян (Anthropoidea), дифференциация их на секции широконосых (Platyrrhini) и узконосых (Catarrhini), а последних на надсемейства церкопитекоидов (Cercopithecoidea) и гоминоидов, т. е. человекообразных (Hominoidea) и, наконец, происхождение семейства гоминид (Hominidae), рода человек (Homo) и вида человек разумный (Homo sapiens) (см. рис. 2).

Рис. 2. Геохронологическая шкала кайнозойской эры. Звёздочками отмечено предположительное время основных событий в эволюционной истории приматов

Глава 2. На дальних подступах: приматы, обезьяны, гоминоиды

Происхождение приматов

Появление на эволюционной арене первых приматов приходится на рубеж мезозойской и кайнозойской эр, и это не случайно. Дело в том, что в конце мелового периода, завершающего мезозой, с лица земли исчезли господствовавшие дотоле на суше и в воде гигантские рептилии (динозавры, ихтиозавры, плезиозавры и т. д.), и в результате освободилось множество местообитаний и экологических ниш. Млекопитающие, скромно прозябавшие в течение десятков миллионов лет в тени пресмыкающихся, наконец, вышли на «оперативный простор» и начали активно заполнять образовавшиеся пустоты. Освоение разных экологических ниш вело к тому, что в поведении, физиологии и анатомии даже близкородственных групп накапливалось всё больше специфических черт, и их эволюционные пути в итоге расходились всё дальше. Следствием этого процесса, именуемого на языке биологов адаптивной радиацией, стало формирование в конце мелового периода и в начале палеогена множества новых видов, родов, семейств и отрядов животных.

Очень интересен вопрос о том, как сложилась бы дальнейшая история жизни на Земле, если бы не массовое вымирание биоты на рубеже двух последних геологических эр. Этот вопрос не столь уж бессмыслен, как может показаться на первый взгляд, поскольку не исключено, что вымирание объясняется во многом случайными причинами, а среди тех, кого оно затронуло, могли быть и претенденты на продвижение в категорию мыслящих существ. Согласно широко известной и неплохо обоснованной гипотезе, исчезновение динозавров в конце мелового периода было вызвано катастрофой космического происхождения, т. е. падением крупного метеорита, повлёкшим за собой резкое изменение климата (его сравнивают иногда с эффектом «ядерной зимы»). Некоторые исследователи допускают, что не произойди этот катаклизм, нарушивший естественный, органичный ход развития земной природы, то нашей планетой сейчас владели бы ящеры, и разум появился бы не в своей нынешней материальной оболочке, а в мозгу каких-то из этих животных, например, целурозавров.[1][1]
  См., например: Татаринов Л. П. Очерки по теории эволюции. М., 1987. С. 186–188; Будыко М. И. Путешествие во времени. М., 1990. С. 16.


[Закрыть] Конечно, это не более чем гипотеза, к тому же гипотеза непроверяемая, но в принципе в ней нет ничего невероятного, и она хорошо иллюстрирует идею потенциальной многовариантности эволюционного процесса.

Вернёмся, однако, к нашим приматам. Согласно некоторым расчётам, основанным на количестве известных их видов (современных и ископаемых) и средней продолжительности «жизни» вида (1 миллион лет), первые представители отряда должны были существовать уже 80 млн лет назад, но большинству специалистов такая древность кажется маловероятной, поскольку значительно превышает возраст всех имеющихся ископаемых находок. Самые ранние из этих находок происходят из палеоценовых отложений и попадают в хронологический диапазон от 55 до 60 млн лет назад (см. рис. 2).

Начальные стадии эволюции приматов изучены ещё недостаточно, и проблема происхождения отряда далека от окончательного разрешения. Ни его генеалогические корни, ни место появления пока точно не выявлены. Правда, практически не вызывает сомнений, что предками приматов были какие-то представители отряда насекомоядных (Insectivora), но, вместе с тем, среди имеющихся сейчас ископаемых находок нет таких, которые с полной уверенностью могли бы рассматриваться в качестве звена, связующего две эти группы животных. Обычно в качестве исходной предковой группы, промежуточной между насекомоядными, с одной стороны, и приматами, с другой, рассматривают род пургаториус (Purgatorius), известный по немногочисленным костям, происходящим из позднемеловых отложений Северной Америки. Ископаемые останки представителей этого рода и некоторых других, близких им, форм позволяют более или менее уверенно судить об облике и некоторых особенностях поведения древнейших приматов. Согласно существующим реконструкциям, это были мелкие (от приблизительно ста граммов до нескольких килограммов весом) насекомоядные и частично, по-видимому, растительноядные зверьки. Они вели преимущественно древесный образ жизни и, в отличие от своих предков, уже имели приспособленные к захвату конечности с относительно длинными фалангами пальцев и плоскими ногтями вместо когтей. За вычетом последней особенности внешне они, возможно, больше всего походили на современных тропических белок, и лишь благодаря специфическому строению зубов опознаются сейчас как приматы.

Судя по географии находок, в палеоцене (65–54 млн лет назад) представители нового отряда обитали, главным образом, в Северной Америке и Западной Европе, соединённых в то время широкой полосой суши (рис. 3). Кроме того, отдельные ископаемые сопоставимой древности были обнаружены в Южной и Восточной Азии и в Африке, которые в начале кайнозойской эры также имели несколько иные очертания, нежели сейчас.

Рис. 3. Расположение материков в начале кайнозойской эры