Homo erectus не было повода обращаться к стоматологу.
А вот понять, какие изменения в мягких тканях вызвали эволюционные несоответствия, не так просто. Если бы не какой-нибудь удивительно счастливый случай вроде находки в вечной мерзлоте быстрозамороженного тела неандертальца, то совершенно невозможно точно сказать, как со временем изменялись наши мышцы, мозг, жировые отложения и органы. О львиной доле биологических особенностей наших древних предков антропологам и биологам остается только догадываться.
Во время ледникового периода, когда ледники простирались гораздо южнее, чем сейчас, неандертальцы обитали по всей Европе. Жившие далеко от наших приспособленных к жизни на деревьях человекообразных предков, они создали сложную культуру, хоронили мертвых, с помощью декоративных бусин отделывали одежду и мастерили украшения.
Хотя недолговечные предметы их материальной культуры не сохранились, большинство антропологов полагают, что в период расцвета их технологического мастерства неандертальцы, должно быть, использовали толстые шкуры и строили в своем роде капитальные жилища, которые можно было бы отапливать огнем. Однако даже наличие таких технологических преимуществ не объясняет, как этот вид просуществовал более 200 000 лет в таком холодном климате.
В 2002 году профессор антропологии Тулейнского университета в Новом Орлеане, уже подумывая о грядущей пенсии, написал в журнал Journal of Human Biology статью, в которой предложил совершенно новый взгляд на то, почему выжили неандертальцы. Стигман рассуждал, что для выживания в холодном климате неандертальцы, должно быть, использовали множество разных биологических стратегий. Он взялся изучить научную литературу и отыскивал даже самые невразумительные исследования в области анатомии современного человека. Он искал подсказки в физиологии человека — это помогло бы ему определить, из чего могли состоять мягкие ткани тела неандертальцев. Измеряя скелетные структуры разных образцов, он определил приблизительный объем мышечной массы у неандертальцев. Стигман отметил, что благодаря более коротким конечностям и большей общей массе тела их внутренние органы были естественным образом защищены от суровых погодных условий. Это замечание не было принципиально новым и осталось бы незамеченным, но вместе с тем он предположил, что сохранять тепло неандертальцам помогала бурая жировая ткань, или, проще говоря, бурый жир.
Бурый жир — основная ткань в организме млекопитающих. Одно время большинство полагали, что благодаря этой ткани грызуны сохраняют тепло во время спячки. Эта пористая ткань очень похожа на обычный белый жир, с помощью которого большинство млекопитающих запасают избыток тепловой энергии. Но тогда как белый жир служит теплоизолятором, бурый жир играет активную роль в сжигании белого жира для выработки тепла в организме. Это — ткань, характерная только для млекопитающих. Ее единственная цель — выработка тепла, или, говоря научным языком, термогенез. Однако считалось, что бурый жир у человека необходим только младенцам. Самое первое испытание для человека при рождении — непрерывная борьба за поддержание постоянной температуры тела. У младенцев сравнительно высокое соотношение площади поверхности тела к его массе, поэтому они теряют тепло гораздо быстрее, чем взрослые.
Потому-то многие недоношенные дети первые недели жизни проводят в кувезах. Взрослые же, чтобы побыстрее повысить центральную температуру тела, начинают дрожать. Благодаря работе мышц вырабатывается достаточное количество тепла, это побочный эффект движения. У младенцев, едва выбравшихся из утробы, недостаточно мускулатуры, чтобы согреться дрожью. Но у них при рождении обычно имеется слой пухлых складочек из теплоизолирующего белого жира. Когда центральная температура начинает падать, в работу включается бурая жировая ткань: она поглощает белый жир из организма, постепенно высвобождая тепловую энергию.
По мере того как младенец становится ребенком и его мышцы начинают укрепляться, белый детский жир исчезает вместе с бурой жировой тканью. К тому времени как дети взрослеют, в их организме остается совсем мало бурой жировой ткани. На самом деле у людей сохраняется небольшая прослойка этой ткани вдоль позвоночника и плеч, по объему равная всего паре чайных ложек. Большинство врачей считают, что бурая жировая ткань для взрослого попросту не имеет особого значения. На самом же деле у большинства взрослых бурой жировой ткани так мало, что до 1970-х годов анатомы даже не знали о ее наличии. Однако Стигман утверждает, что неандертальцы могли использовать те же стратегии для согревания, что и младенцы. Для того чтобы доказать это, он проштудировал неизученную литературу по физиологии.
Он привел данные финского исследования, проведенного в 1981 году, в ходе которого специалист в области анатомии сравнивал результаты аутопсии чернорабочих. Рабочие относились к двух разным группам: те, кто круглый год работал в помещении, и те, кто трудился под открытым небом. Известно, что зимы в Финляндии суровые, условия совпадают с теми, в которых зимой жили неандертальцы. В рамках исследования сравнивалась концентрация бурой жировой ткани у двух групп рабочих — оказалось, что у тех, кто большую часть времени находился на улице, ее запасы были значительно больше. У них было столько бурого жира, что его запасы пропорционально соответствовали тем объемам, которыми обладают дикие млекопитающие. Единственным исключением был один рабочий, умерший летом. Опираясь на эти данные, Стигман сделал вывод о том, что содержание бурой жировой ткани зависит от сезона и что если регулярно подвергать себя воздействиям окружающей среды, то в холодных условиях запасы бурой жировой ткани нарастают, уменьшаясь, когда становится тепло. Стигман признавал, что в промышленно развитых странах люди живут в условиях, которые никак не способствуют наращиванию запасов бурого жира.
Дело вовсе не в том, что содержание бурой жировой ткани естественным образом сокращается по мере взросления человека, а в том, что организму нет смысла расходовать энергию на накапливание бурого жира, если он проживает там, где постоянно царит лето. Хотя неандертальцы кое-чего достигли в технологическом отношении, они все же зависели от погоды, и вполне логично, что в результате почти постоянного воздействия холода у них повышалось содержание бурой жировой ткани.
Как и многие новаторские научные работы, исследование Стигмана намного опередило свое время, поэтому в ученых кругах на него не обратили почти никакого внимания. По крайней мере, отчасти это было связано с тем, что определить содержание бурого жира у живого человека — невероятно сложная задача, а в то время, когда Стигман писал свою статью, даже невыполнимая.
Тем не менее Стигман не первый, кто попытался разгадать секрет тепла, образующегося в организме. Уже с 1930-х годов антропологи проводили масштабные исследования в области адаптации к холоду у коренных народов по всему миру. В то время техники проведения исследований были примитивны и зачастую состояли в том, что обгоревший исследователь в тропическом шлеме пытался убедить какого-нибудь доверчивого аборигена постоять на холоде или прыгнуть в ледяную воду, вставив себе ректальный термометр. Можно вообразить себе, как выглядела эта сцена. Однако все это проделывалось во имя науки, и как бы ни выглядело их общение с аборигенами, исследователи выявили на удивление много биологических стратегий, используемых туземцами для сохранения тепла.
В норвежской части Лапландии, за Полярным кругом, один ученый обнаружил, что у местных оленеводов в ответ на холод происходит невероятно мощный сосудистый спазм, при этом, когда они ночуют на снегу, центральная температура у них выраженно понижается. По-видимому, саами нашли способ не беспокоиться о том, что замерзнут, ведь порог наступления гипотермии у них гораздо выше. Однако оказалось, что народности, проживающие за Полярным кругом, используют разные стратегии выживания в арктическом климате. В ходе такого же испытания у эскимосов, живущих в Северной Канаде, наблюдалась значительная потеря тепла. В результате чего ученые предположили, что эскимосы способны пассивно ускорять обмен веществ.
Кроме того, во время погружения в холодную воду руки у эскимосов оставались теплыми, а значит, у них замедленная сосудосуживающая реакция. Такая стратегия адаптации подразумевает, что благодаря понижению центральной температуры руки более подвижны.
Антрополог Г. Т. Хаммел, в 1950-х годах изучавший аборигенов центральной австралийской пустыни, заметил, что члены племени, хотя и были без одежды, спали под открытым небом всю зиму, когда температура по ночам опускается ниже нуля. Спали они на голой земле, а от воющих ветров их защищали лишь кусты. Пока аборигены спали, Хаммел измерил у них температуру кожи — на ощупь они были холоднее европейских исследователей, которые их изучали. У аборигенов была не только более сильная сосудосуживающая реакция, но и тела их почему-то (загадочным образом) теряли меньше тепла, чем у контрольной группы европейцев. Между тем у бушменов Калахари, живущих в Африке в поразительно сходных условиях, не наблюдалось ни дрожи, ни каких-либо признаков сужения сосудов, а значит, всю ночь у них сохранялась нормальная температура кожи.
Исследования эскимосов, саамов, калахари и австралийских аборигенов показали, что человеческое тело, чтобы справиться с условиями окружающей среды, не ограничивается одной-единственной стратегией, а для противостояния экстремальным погодным условиям берет на вооружение один из множества вариантов.
Хотя некоторые антропологи были бы только рады провести всю свою жизнь, ощупывая и обшаривая туземцев по всему миру — ведь они кладезь информации, — к 1960-м годам золотой век биологических исследований завершился. К тому времени почти не осталось первобытных народов — они были либо завоеваны, либо попросту прельстились благами западной цивилизации. И получить достоверные данные о возможных биологических особенностях первобытных людей было невозможно. Кроме того, когда было обнаружено, что у коренных народов наблюдается повышенная метаболическая активность, ее точные причины нельзя было определить без позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии.