Работы по строительству метеорологической станции группой Research Unit 2933 в Восточной Африке
Я нахожусь в Найроби и держу путь в западную часть страны, в Кисуму, что на озере Виктория. В Кению я прибыл для того, чтобы исследовать влияние климатических изменений на работоспособность местного населения. Эта работа – часть исследования, проводимого «Исследовательской командой 2933» (Research Unit 2933), работающей в рамках Немецкого научного объединения над темой «Изменение климата и здоровье». Эта работа, не в пример колониальным временам столетней давности, зиждется на сотрудничестве с африканскими партнерами из органов местного здравоохранения; мало того, это сотрудничество просто жизненно необходимо и не ограничено никакими рамками. Но давайте мы еще ненадолго задержимся на крытой веранде дома М’Богани и мысленно перенесемся в далекое прошлое, на несколько миллионов лет назад, чтобы увидеть, как здесь, в районе великого Восточноафриканского разлома, изменение климата сыграло решающую роль в развитии человека как биологического вида.
Изучение этой истории было начато в 1932 году, в Канаме, в непосредственной близости от Кисуму. Сначала палеоантрополог Луис Лики нашел там нижнюю челюсть, вызвавшую недоумение ученых своим возрастом и видом. Позднее Луис и его жена Мэри нашли множество примитивных орудий и остатков скелетов австралопитеков в Олдувайском ущелье в Танзании. Сегодня это ущелье длиной 50 км и глубиной 100 м, которое располагается в 20 км от кратера Нгоронгоро, а также открытые в семидесятые годы древние поселения в афарском треугольнике в Эфиопии, места раскопок в Малави, найденные в девяностые годы, и ранние раскопки в южноафриканской провинции Гаутенг, относят к «колыбели человечества». Кто же такие эти австралопитеки? Почему многие их виды вымерли? Когда и где возникли и развились Homo sapiens?
Палеоантропологи считают семейство австралопитеков так называемым парафилетическим таксоном, из которого возник парантроп, «дикое человекообразное существо», и представители рода Homo (человек). Но что такое парафилетический таксон? Такой таксон, то есть биологическая единица, содержащая определенную группу живых существ, не содержит всех потомков исходного вида, хотя принадлежащие к нему виды могут иметь общее происхождение. Australopithecus anamensis, Australopithecus afarensis, Australopithecus africanus, Australopithecus garhi и Australopithecus sediba считаются сегодня палеоантропологами общепризнанными видами рода австралопитеков. Однако их родство друг с другом, а в особенности с родами Paranthropus и Homo erectus, выяснено не вполне. Новейшие исследования, выполненные в 2020 году, позволяют, по крайней мере, предполагать, что в течение короткого периода в истории развития человека Paranthropus, Homo erectus и австралопитеки жили одновременно рядом друг с другом.
Самые известные находки ископаемых свидетельств истории развития человечества были сделаны в Южной Африке. Новые находки относятся к периоду от 1,95 до 2,04 миллиона лет назад, то есть происходят из той исторической эпохи, когда австралопитеки южные обезьяны отделились от Paranthropus robustus и Homo erectus. Отсюда, как предполагают ученые, современный человек в течение следующих 200 000 лет продвигался на север вдоль Восточноафриканского разлома.
Считается, что виды Australopithecus anamensis и Australopithecus afarensis образовались не в результате отщепления, а за счет медленного развития одного вида, который взял свое начало около 4 млн лет назад в Африке. В результате изменений климата в области Восточноафриканского разлома – так, во всяком случае, следует из гипотезы – около 2,5 млн лет назад возникли две различные адаптационные стратегии среди австралопитеков; одна стратегия «усилительная», вторая стратегия «утонченная»; этот процесс привел к разделению семейства австралопитеков на две соответствующие группы. Палеоклиматические исследования показывают, что в то время Южная Африка страдала от засухи и холода. Это привело к тому, что леса отступили и были заменены обширными пространствами саванн. В ходе этого процесса произошло уменьшение количества доступной пищи и ее разнообразия в сравнении с тропическими лесами. Вместо мягких и сочных плодов и листьев в распоряжении травоядных животных оказались жесткие травы, семена и коренья. «Сильные» австралопитеки (Paranthropus) специализировались именно на такой растительной пище с жесткими волокнами. У этих обезьян сильно развилась жевательная мускулатура и увеличилась жевательная поверхность коренных зубов. На основании этих признаков Paranthropus bosei получил неформальное название «человек-щелкунчик».
Когда миллион лет назад температура атмосферы снова повысилась, сильные австралопитеки вымерли, но линия «утонченных» австралопитеков выжила, и из них развился род Homo с его ранними ископаемыми представителями: Homo rudolfensis и Homo habilis. Многое при этом указывает на то, что именно утонченные австралопитеки стали первыми существами, начавшими использовать примитивные орудия, чтобы вскрывать жесткие оболочки новых источников питания, недоступных для них из-за отсутствия анатомической приспособленности (мощной жевательной мускулатуры, площади жевательной поверхности). Соответствующие первые первобытные каменные орудия были обнаружены Л. Лики и его женой Мэри в Олдувайском ущелье и известны сегодня под названием Олдувайской культуры.
Новейшие исследования множества младенческих и детских черепов, проведенные в Лейпцигском институте эволюционной антропологии имени Макса Планка, позволили обоснованно предположить, что существенно важные этапы развития мозга австралопитеков, как и у современного человека, происходили после рождения, что говорит о длительности фазы ухода со стороны родителей – эта фаза была более длинной, чем у современных шимпанзе и горилл. Эту длительную фазу можно было использовать для обучения изготовлению и методам работы с простыми орудиями из оббитой гальки – галечными орудиями, или чопперами. Эти простейшие каменные орудия изготавливали, очевидно, одним-двумя сильными, но целенаправленными скалывающими ударами; эти орудия никоим образом не могли образоваться естественным путем. Разумеется, иногда даже специалистам бывает трудно отличить такие орудия от природной гальки. Как бы то ни было, изготовление орудий предполагало наличие целого ряда когнитивных и ремесленных способностей. Так, изготовитель должен был знать свойства каменного материала, то есть различать, например, кремень, известняк или песчаник. Кроме того, нужно было оценить, по каким линиям следует раскалывать кусок камня, и рассудить, как держать каменную заготовку и с какой силой нанести удар. Вероятно, что первобытные ремесленники при обработке камней конкретно думали над тем, для какой цели будет использовано то или иное орудие – для отделения мяса от костей или раздробления костей, чтобы добыть вкусный и питательный костный мозг.
Понятно, что главная предпосылка для изготовления орудий – наличие свободных рук благодаря развитию прямохождения. При этом задние конечности должны были стать по отношению к передним более массивными, мускулистыми и длинными, так как, в отличие от наших ближайших сородичей, например шимпанзе, которые в основном передвигаются на четырех конечностях, в распоряжении наших предков для передвижения оставались только задние конечности. Фундамент такого развития был заложен уже у ранних австралопитеков, от 5 до 7 млн лет тому назад. Вертикальное хождение сделало для них возможной, за счет экономии энергии, более эффективную охоту в расширившихся вследствие изменения климата в плиоцене пространствах саванны Восточной Африки. С физиологической точки зрения прямохождение улучшило терморегуляцию, так как при вертикальном положении тела возникающее вследствие обменных процессов тепло быстрее и легче рассеивается в окружающей среде.
Но эволюционное развитие не происходит даром: преимущество, получаемое с одной стороны, с другой оборачивается недостатком. Так, прямохождение потребовало массивного преобразования строения тела, в особенности в области таза – как для обеспечения передвижения на двух ногах, так и в плане деторождения, в котором строение таза играет ключевую роль. Таз анатомически ограничивает ширину родовых путей, по которым должен пройти плод во время родов. Так как вход в малый таз у женщины имеет наибольший диаметр в поперечном направлении, а на выходе наибольший диаметр – продольный, то плоду и так достаточно в узком канале приходится при своем продвижении выполнить поворот. У большинства других приматов эти сложные повороты плода в родовых путях не необходимы, так как плод может покинуть родовой канал прямым путем. Но это только один аспект проблемы, и, вероятно, не самый важный. В ходе эволюции человеческий таз претерпел укорочение и превратился в массивное воронкообразное костное кольцо. Крестец стал более массивным, более широким, а у женщин – более коротким, чем у мужчин. Суставные впадины стали больше, чтобы создать лучшую опору и фиксацию головок бедренных костей. В результате всех этих изменений таз, совместно с мускулатурой тазового дна, возымел, наконец, способность выдерживать вес туловища.
Спустя значительное время после того, как была полностью усвоена вертикальная походка и была практически полностью завершена перестройка в области таза, наступил черед энцефализации, то есть непропорционально сильного развития головного мозга. Совершенно очевидно, что здесь эволюция столкнулась с весьма трудной проблемой, которой антропологи и акушеры дали меткое название «проблемы рождения». Головки младенцев становились все больше, а родовые пути матерей – в ходе той же эволюции – становились все уже. Эта проблема в развивающихся странах, где недоступно современное медицинское родовспоможение и где невозможно прибегнуть к кесареву сечению, приводит к высокой смертности рожениц и плодов. Надо также ожидать, что женщины с широким тазом обладают преимуществом в сравнении с женщинами, обладающими узким тазом, – первые в состоянии рожать младенцев с большим объемом головки, чем вторые. Именно это было недавно проверено и доказано в ходе масштабного исследования с применением методов трехмерной визуализации человеческого таза. Согласно результатам исследования, существует сложная связь между формой таза, размерами тела и обхватом головки. Размеры головки и ма