От сахелантропа до Homo sapiens Биолог Станислав Дробышевский о том, как происходила эволюция человека

Каким образом происходило расселение предков человека по Земному шару? Почему приматы, жившие на деревьях, спустились на землю и встали на две ноги, а чернокожее население Африки является единственными чистокровными Homo sapiens? На эти вопросы попытался ответить в своей лекции, прошедшей в парке Горького в рамках проекта «Открытая среда», кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, научный редактор портала Антропогенез.ру Станислав Дробышевский.

Происхождение человека можно отсчитывать с разных моментов — скажем, с появления приматов (около 65 миллионов лет назад), но проще всего делать это с момента прямохождения. Про появление прямохождения думали еще с XIX века, когда стало понятно, что человек, так или иначе, произошел от приматов, но промежуточные звенья эволюции, получетвероногие-полупрямоходящие, от исследователей долгое время ускользали.

От примата к человеку

Только буквально за последние десять лет появились находки костей этих существ. На данный момент самым древним из них является сахелантроп чадский, череп которого и нижние челюсти, а также зубы были найдены в республике Чад. Они имеют возраст около 7 миллионов лет.

Тогда на этой территории были саванны, озера и заросли кустарника. В это время происходило осушение климата, и приматы, которые жили в тропических лесах, покрывавших большую часть Африки, испытывали некоторые трудности.

У них было три варианта в этой ситуации. Во-первых, вымереть, потому что леса исчезали и деваться было некуда. Большая часть приматов благополучно последовала этой участи, и теперь у нас есть их кости. Второй вариант — остаться в лесах, ведь не все они исчезли (сейчас в Центральной и Западной Африке довольно много тропических лесов). Сегодня в них живут два вида шимпанзе и гориллы. Третий вариант заключался в том, чтобы приспособиться к новым условиям, что и сделали некоторые приматы.

Но на открытой местности возникала масса всевозможных проблем. Предки этих существ лазили по деревьям, а в саваннах деревьев уже нет. Появилась проблема терморегуляции, защиты от хищников, пришлось по-новому питаться. Все это и привело к тому, что они спустились на землю, встав на две ноги.

Конечно, это не единственный возможный вариант, потому что павианы примерно в это время тоже спустились с деревьев и продолжили ходить на четвереньках. Но наши предки были крупнее павианов, у них была преадаптация к вертикальному положению тела, и им оказалось проще встать на две ноги, освободив две руки.

Это, впрочем, не значит, что они начали этими руками тут же что-то полезное делать. В последующие несколько миллионов лет руки использовались для шелушения зерна, срывания плодов — не сильно интеллектуальных занятий. Эти первые прямоходящие существа (в том числе и сахелантроп) представляли собой, по сути, двуногих обезьян.

Голова у них была небольшого размера, мозга в ней помещалось где-то на 100 грамм меньше, чем у шимпанзе, а морда была очень крупной. Кроме прямохождения, у них было всего два прогрессивных признака: нижнее положение затылочного отверстия на черепе, соединяющего головной мозг со спинным, и маленькие клыки.

Небольшие клыки — очень важный признак, ведь он привел к тому, что они стали, грубо говоря, добрее. Большие клыки нужны обезьянам для того, чтобы кого-то пугать, так как они растительноядные и никого ими не грызут. Но если павиан скалит зубы, которые у него больше, чем у леопарда, то это впечатляет. Когда сахелантроп скалил зубы (которые у него были, конечно, больше, чем у нас, но сильно меньше, чем у шимпанзе) то это впечатляло не очень сильно.

В результате у него появились новые способы выражения своего «богатого внутреннего мира», чувств. Освобождение рук стало первым шагом на пути появления богатой жестикуляции, мимики и речи (на тот момент, понятно, никакой речи не возникло, но были первые предпосылки к ней).

Интересно, что, скорее всего, прямохождение возникало не один раз, а несколько. В чуть более позднее время, около 6 миллионов лет назад, в Восточной Африке обитал оррорин. Он был разрекламирован в популярной культуре как «человек тысячелетия» — millenium man, поскольку его нашли в 2000 году. От него не осталось целого черепа, только обломки, зато остались бедренные кости. Эта кость напрямую связана с типом передвижения, и она показывает, что оррорин был более-менее прямоходящим.

Исследователи даже выдвинули предположение, что оррорины были более прямоходящими, чем более поздние австралопитеки. Это выглядело странно — получается, что сначала наши предки развились, потом деградировали, а потом опять развились. Совсем недавно, в 2014 году, было сделано новое исследование бедренных костей орроринов, которое показало, что, несмотря на прогрессивные признаки, большая часть признаков роднит их с более древними четвероногими приматами, скакавшими по деревьям 10 миллионов лет назад. Есть и зубы орорринов (зубы вообще хорошо сохраняются), и эти зубы хоть и чуть поменьше, чем у сахелантропа, но значительно крупнее, чем у нас.

Ардипитеки и австралопитеки

Через некоторое время появляются ардипитеки. В настоящее время известно два их вида: Ardipithecus ramidus (жил 4,5 миллиона лет назад) и Ardipithecus kadabba (более древний, жил более 5 миллионов лет назад). Более древние мало изучены из-за небольшого количества останков. Гораздо лучше изучен Ardipithecus ramidus, так как был найден почти полный скелет, о котором и пойдет речь. Этот скелет обнаружили в 1994 году, но вплоть до 2006-го научные работы по нему не публиковали, поскольку его нашли в очень поврежденном состоянии и все это время реконструировали.

Ardipithecus ramidus — это замечательный промежуточный этап между обезьяной и человеком. Фактически это то самое «недостающее звено», о котором мечтали со времен Дарвина, и вот его, наконец, нашли. Его признаки практически 50 на 50 принадлежат как обезьяне, так и человеку. Например, его руки практически до колен, а на стопе большой палец оттопырен, примерно как у нас на руке.

Вес его мозга составляет 400 граммов, как у шимпанзе (для сравнения, у современного человека — 1400). Строение его черепа такое же, как у обезьяны, и единственное, что его отличает от обезьяны, — маленькие клыки и комплекс прямохождения. Но вместе с этими примитивными чертами есть и продвинутые.

У него довольно развитый таз. Тазовые кости у человека низкие и широкие, приспособленные к хождению на двух ногах, а у обезьян они узкие и высокие, и все тело у них вытянутое. У ардипитека все строго посередке — высота с шириной у него примерно одинаковые. И нужно отметить совершенное строение его стопы. Хотя большой палец и оттопырен, у нее есть продольные и поперечные своды, которые ни для чего, кроме как для прямохождения, не нужны. При этом по деревьям ардипитек здорово лазил, скорее всего, мог бегать на четвереньках с опорой на ладонь и мог ходить на двух ногах.

После этого эволюция могла пойти куда угодно. Предки человека могли уйти обратно в леса, которые были рядом, могли оказаться в саванне, перемещаясь на четвереньках, как павианы, а могли на двух ногах, и, к счастью для нас, они вышли на двух ногах. Там, где жил Ardipithecus ramidus, существовало некое подобие парковых сообществ, когда кроны деревьев покрывают примерно 40 процентов территории. Нельзя скакать с ветки на ветки до бесконечности, надо иногда спускаться на землю. С другой стороны, деревья достаточно часто стоят, и на дерево можно залезть.

В более позднее время саванны расширялись, становились более открытыми, и в это время появилась группа австралопитеков. Все они жили в Африке, были полностью двуногими и ниже головы выглядели почти как люди. Почти, но не совсем, потому что на их стопе большой палец чуть-чуть, но отстоял от остальных. Кисть руки у них по пропорциям была примерно как у нас, но по строению отдельных костей больше напоминала обезьянью. Каменные орудия труда они не изготавливали.

Голова их была по большему счету обезьяньей. Масса головного мозга австралопитеков составляла 400-450 граммов, у самых одаренных — 500 граммов, то есть примерно как у шимпанзе. Рост большинства австралопитеков составлял от 1 до 1,5 метров, и если посчитать не абсолютный размер мозга, а относительный к массе тела, то получается, что они все-таки были умнее шимпанзе, но это, видимо, никак особо не проявлялось до какого-то времени.

Время пришло примерно 2,5 миллиона лет назад, когда климат стал еще суше и холоднее (стоит, впрочем, помнить, что это Африка, то есть холоднее по африканским меркам). Австралопитеки разделились на две ветви. Одну из них представляли парантропы, или массивные австралопитеки. Они отличались очень мощным жевательным аппаратом, огромными челюстями и зубами, и когда ученые нашли первого представителя, они назвали его «щелкунчиком».

Питались они, видимо, растительностью, то есть были вегетарианцами. Просуществовав миллион лет, они вымерли. Но в этот миллион лет они процветали, и на протяжении этого времени они представляли собой основной вид крупных приматов в саванне Африки. Их останки находятся в огромном количестве (на данный момент найдено уже несколько тысяч) — в разы больше чем, скажем, древних леопардов и львов, которые жили тогда же.

Первые люди

Синхронно с этими массивными австралопитеками появились первые люди — род Homo. Не стоит думать, что они выглядели как современный человек, поскольку Homo это лишь род. Homo Habilis, человек умелый, не сильно отличался по строению от австралопитека. Его рост составлял все те же 1,5 метра, оставалось очень много примитивного в строении кисти и стопы, мозг при этом хотя и не был запредельно большим, но его масса была существенно больше, чем у австралопитека, не 450-500 граммов, а 600-700 и даже больше.

Это уже много. Для современного человека это минимум — есть понятие «мозговой Рубикон», граница, по массе мозга отделяющая человека от обезьяны, и она составляет 750-800 граммов. Она же отличает австралопитеков от человека умелого и она же отличает современных психически нормальных людей от ненормальных, микроцефалов, у которых есть какие-то врожденные дефекты и мозг которых не вырастает. Например, у человека может быть мозг массой 300 граммов — меньше, чем у шимпанзе, и он жить будет, но думать при этом не сможет.

Что показательно, примерно 2,5 миллиона лет назад появились первые каменные орудия труда, которые мы находим в Африке. Самые древние из них найдены в месте Гона в Эфиопии, и буквально только что, месяц назад, пришла информация о том, что на месте раскопок Ломекви, тоже в Африке, найдены более древние орудия, возраст которых составляет 3,3 миллиона лет. Научной публикации относительно этой находки пока нет, так что достоверным можно считать срок в 2,5 миллиона.

Первые каменные орудия были весьма примитивны. Они представляли собой галечную культуру — гальку или любой большой булыжник раскалывали пополам и двумя-тремя ударами подравнивали. Но какими бы они ни были примитивными, сделать их сложно. Даже самое примитивное орудие человека умелого современный человек сделать не сможет. Я наблюдал, как археологи с огромным стажем пытались повторить орудия древних людей, и на тот момент достигли в этом деле уровня питекантропов.

Все это говорит о том, что координация движений к моменту появления человека умелого выросла, мозгов стало достаточно, чтобы спланировать свои действия — повторяемость типов орудий говорит о том, что у них был план, они знали, что хотели получить.

Прогресс не стоял на месте, и примерно 1,5 миллиона лет назад, опять же в Восточной Африке, появились первые свидетельства использования людьми огня. Еще раньше, 1 миллион 750 тысяч лет назад, появились первые жилища. Слово это звучит гордо, но на самом деле они представляли собой нечто вроде ветрового заслона, сделанного из веток, придавленных камнями. Нормальные жилища появились намного позже на севере, в Евразии.

Около 2 миллионов лет назад люди наконец-то вышли за пределы Африки. В настоящий момент самые древние известные люди за пределами Африки жили на территории современной Грузии. Понятно, что Грузия с Африкой не сообщается, люди туда не телепортировались, и их следы должны быть где-то по пути, но пока они не найдены. По уровню развития они были такими же, как в Африке, у них были каменные орудия, но они были очень примитивными, с небольшим мозгом (700-800 граммов), маленького роста (1,4 метра) и с крупным лицом, имеющим тяжелое надбровье.

Скорее всего, эти первые выходы из Африки заканчивались печально. Но примерно около 1,5-1,2 миллиона лет назад люди заселили всю тропическую зону: Африку, Средиземноморье и Азию — вплоть до Явы. По пути этого расселения они эволюционировали в новый вид — человек прямоходящий Homo Erectus. Конечно, прямохождение возникло гораздо раньше, но для Эжена Дюбуа, который в конце XIX века нашел первые кости этого вида на Яве, это был самый древний прямоходящий.

Этот вид более похож на человека, чем его предшественники. Масса их мозга составляет около 1 килограмма. У них сформировалась новая культура — ашельская (она появилась еще в Африке, а потом распространялась в другие места). Они делали каменные рубила — крупные орудия, обработанные со всех сторон. Более того, поздние каменные рубила имели весьма симметричную форму, даже слишком симметричную, поскольку в плане функционала это было не нужно.

Некоторые археологи считают, что это свидетельство зарождения искусства — когда камень красивый, на него приятно посмотреть, от этого получаешь эстетическое удовольствие. Есть находки рубил, в центре которых имелось включение красного цвета, и человек прямоходящий его не сбил, а оставил специально. Или в породе была ископаемая ракушка, и он ее не уничтожил, а оформил специально в рукоять.

Расселялись они сначала преимущественно по берегу Индийского океана, это были люди, собиравшие то, что выбросило море. Когда они шли из Африки, справа был океан, слева — по большей части пустыня. Впереди много всего вкусного, позади — голодные родственники. В такой ситуации они расселялись очень быстро. Расчеты показывают, что за 5 тысяч лет они могли «добежать» от Африки до Явы. С учетом погрешности методов датировки, которые у нас есть, мы видим, что они появились практически сразу и везде. То же самое потом происходило неоднократно, из Африки они выходили не один раз, а многократно.

Примерно 500 тысяч лет назад появился новый вид — Homo heidelbergensis, человек гейдельбергский (в честь немецкого города Гейдельберг, где первая челюсть представителя этого вида была найдена еще в начале XX века). Сейчас ясно, что они жили практически везде в Африке и в Евразии. Масса их мозга была сопоставима с нашей — 1300 граммов, а у некоторых и 1450, что сопоставимо с современным человеком.

Считается, что они были первыми, кто зашел в зону с умеренным климатом, где бывает зима. Впрочем, в 2014 году в Англии были найдены более ранние следы людей Homo antecessor, но насколько они там задержались — неясно. Homo heidelbergensis строили более-менее нормальные жилища в виде хижин, причем достаточно приличного размера — до девяти метров длиной и четырех метров шириной, иногда с несколькими камерами.

Около 300 тысяч лет назад люди часто начинают использовать огонь.

Коренные евразийцы

130 тысяч лет назад те Homo heidelbergensis, которые жили в Европе, постепенно превратились в неандертальцев. Границы между Homo heidelbergensis и Homo neanderthalensis, строго говоря, никакой нет, но классические неандертальцы, жившие 70 тысяч лет назад, отличаются от предшественников существенно. У них очень большой мозг — весом в среднем 1400 граммов, а то и 1500, то есть больше, чем в среднем у нас.

Их лицо было очень крупным и тяжелым, большой ширины нос и очень массивное телосложение: широкие плечи, мощная бочкообразная грудная клетка, немного укороченные руки-ноги. Это так называемые «гиперарктические» пропорции, приспособленные к холодному климату — в это время пошли чередования ледниковых и межледниковых периодов. В очень холодные места, правда, они не заходили, но и огонь не слишком часто использовали. Когда всю зиму минус 10 и нужно жить без огня — это не очень здорово, поэтому пропорции их тела были приспособлены для сохранения тепла. У современных людей то же самое. Если мы посмотрим на выходцев из Африки, то они все будут вытянуты как палки — так тело быстрее остывает. Те же, что на севере — эскимосы, чукчи, — будут, фактически, квадратными.

Неандертальцы появились в Европе — это ее коренное население. Оттуда они расселялись на Ближний Восток и дальше в Азию, примерно до Алтая. На Ближнем Востоке они встречались с Homo sapiens, человеком разумным, который возник в Африке (оттуда уходили не все, и те, кто оставался, постепенно превращались в людей разумных).

А вот в Восточной Азии не очень понятно кто жил. Буквально несколько лет назад был сделан анализ останков человека, найденного на Алтае в Денисовой пещере. Оказалось, что его ДНК (из зубов и фаланги пальца) отличается и от ДНК современного человека, и от ДНК неандертальца, которую расшифровали в 2001 году. Получилось, что в Восточной Азии жили некие денисовцы.

Большинство ископаемых людей мы знаем по их скелетам, а не по их ДНК, а вот денисовцев мы знаем по ДНК, но не знаем, на кого они были похожи, ведь для изучения имеются только два их зуба и фаланга пальца. Зубы у этого человека были большие, фаланга толстая, и на основе этого можно предположить, что они были крупными, хотя размеры зубов не сильно связаны с размерами тела.

Впрочем, как ДНК транслируется во внешность, ученым частично известно. Как в ней кодируется нос или губы, нам неизвестно, но мы знаем, что у денисовцев была темная кожа, темные волосы и темные глаза. Эти гены были рассмотрены и в случае с неандертальцами. Оказалось, что кожа у них была светлая, волосы были и темные, и светлые, и глаза тоже были светлые. Интересно, что у неандертальцев волосы были светлыми по-другому, чем у нас. Этот признак может обеспечиваться разными мутациями — гены, кодирующие темный пигмент можно по-разному «поломать». У европейского человека разумного они «поломаны» одним способом, у неандертальцев — другим, а, скажем, у современных меланезийцев — третьим.

Неандертальцы использовали орудия мустьерской и микокской культур (были и другие, но эти самые главные). Эти культуры были более продвинутыми по сравнению с ашельской, культурой питекантропов и людей прямоходящих. Орудия в них изготавливались путем отбивания отщепов. Брали камень-заготовку, от него отбивали осколки, которые затем подравнивали. Разнообразие и количество орудий выросло, а трудозатраты на их изготовление уменьшились. Если раньше из одной заготовки можно было сделать одно рубило, то теперь из нее делалась куча отщепов, а значит и множество инструментов — остроконечники, скребла и разные другие.

Тем не менее неандертальцы были довольно отсталыми по сравнению с нами. До недавнего времени их отсталость, видимо, даже преувеличивалась. Считалось, что они были практически полностью хищниками, но несколько лет назад был проведен анализ зубного камня с зуба неандертальца, и выяснилось, что они питались и растительной пищей.

Самое интересное заключается в том, что у бельгийских неандертальцев были найдены крупицы крахмала специфической формы — судя по всему, они варили кашу из ячменя. Как они ее варили — не очень понятно, ведь керамики у них не было, но этнография показывает, как это можно сделать. Например, в яме, в корзине, в кожаном мешке, желудке бизона — если налить в него воду и бросить раскаленные камни, вода быстро закипает и кашу сварить можно. Многие народы до XIX века так и делали.

Более того, на зубах одной женщины из пещеры Сидрон в Испании были найдены частицы ромашки и тысячелистника. Просто так жевать эти растения мало кому в голову придет, поскольку они горькие, это говорит о том, что у них существовала медицина, так как эти растения — лекарственные. Другое свидетельство такого рода — из пещеры Шанидар в Ираке. Когда захоронение древнего человека в ней начали анализировать, оказалось, что споры пыльцы растения в могиле лежат кучками (то есть, это были именно цветы, брошенные в нее), и все это — исключительно лекарственные растения.

Homo heidelbergensis начали пользоваться так называемыми «санитарными погребениями». Когда человек умирает и лежит под ногами, это неприятно, поэтому они его брали, тащили метров 500 и бросали в глубокую яму. Есть скала с 16-метровой трещиной, в которую накидали кучу народа, и теперь у нас есть такой замечательный слоеный «пирог» из костей, который копают с 70-х годов и до сих пор еще не закончили. Уже найдено около двух тысяч костей.

У неандертальцев уже были настоящие погребения. Их специфика заключается в том, что в одну могилу никогда не укладывалось больше одного человека, всегда в одинаковой позе — тело скорчено, на боку, для того, чтобы меньше копать. Присыпали труп буквально 20 сантиметрами земли, чтобы снаружи не торчало. Самое главное, в могилах никогда не находят погребальный инвентарь, нет украшений, тело не посыпано охрой, никаких костей животных — просто тело, и все. При этом неандертальцы знали, что рядом похоронен кто-то предыдущий — могилы ориентированы взаимно, идут одна за другой, параллельно.

Но постулат об отсутствии у этих людей фантазии в последнее время также подвергнут сомнению. Найдены свидетельства искусства неандертальцев — в этом году опубликована информация об исследовании когтей птиц со стоянки Крапина в Хорватии. Там были обнаружены когти хищных птиц, вроде орлана-белохвоста, затертые и лежащие в характерном порядке в кучке — видимо, это было ожерелье из когтей. Еще раньше были найдены подвески из зубов и другие подобные вещи. Но все равно в этом плане неандертальцы катастрофически отстают от людей разумных.

Человек разумный

Homo sapiens появился в Африке в интервале от 200 до 50 тысяч лет назад. В этом интервале есть находки останков вроде бы человека разумного, но в то же время и не совсем. Если одного такого товарища посадить рядом с современными людьми, кто-то, возможно, заметит нечто странное, но если группу современных людей посадить напротив группы древних людей, то различия будут явными. Например, не у всех протосапиенсов есть подбородок, надбровье у них мощное, голова большая. И вот, в интервале от 200 до 50 тысяч лет тому назад все это приходило в более-менее современное состояние.

Около 50 тысяч лет назад они от нас уже почти не отличались. Это не значит, что эволюция, как некоторые представляют, остановилась. Просто за такое время эволюционные изменения просто не могли проявиться. Они шли, зубы уменьшались, надбровье уменьшалось, кости черепа утончались, но эти различия очень небольшие. Если мы возьмем питекантропов, которые жили 400 тысяч лет назад и 450 тысяч лет назад, то между ними разница тоже будет не ахти какая.

В это время люди в очередной раз вышли за пределы Африки. Насчет того, почему это произошло, есть много гипотез, в том числе и катастрофическая, приписывающая решающую роль извержению вулкана Тоба на Суматре. Оно могло уничтожить население Азии, в результате чего людям разумным стало легче заселять безлюдные территории. Но под новый год была опубликована информация о находке, сделанной в Израиле. Там нашли самого древнего человека совершенно сапиентного строения.

Поскольку они расселялись тем же путем, по берегу Индийского океана, и только потом уходили вглубь материка, то к 40 тысячам лет назад люди разумные были уже везде. То есть, вот, их вроде бы нигде не было и — бац! — они уже везде сразу. Люди разумные отличались продвинутостью, их европейская и азиатская культура называется «верхний палеолит». У них была развита фантазия, возросло количество типов орудий, появилось искусство, музыка — недавно в Германии нашли флейты из птичьих костей и бивней мамонта, на которых хоть сейчас можно играть. Примерно 40 тысяч лет назад появилась наскальная живопись.

Между 50 и 40 тысячами лет назад люди оказались в Австралии, не позже 12,4 тысяч лет назад они появились в Америке (по последним данным — 20 тысяч лет назад). На этом заселение планеты завершилось. Около 28 тысяч лет назад неандертальцы исчезли, в Азии денисовцы исчезли еще раньше, но и те, и другие сделали генетический вклад в нас, так что единственные чистокровные Homo sapiens — это негры в Африке.

Единственный вид человека, который продержался дольше неандертальцев и денисовцев, это так называемые «хоббиты» на острове Флорис в Восточной Индонезии. Их предки заселились туда около миллиона лет назад. За последующее время они измельчали и превратились в людей около метра ростом с мозгом массой 400 грамм, очень странного телосложения со странными пропорциями. Исчезли они 17 тысяч лет назад, когда везде были люди разумные. Но есть свидетельства местных жителей о неких мохнатых человечках, живущих в горах, которых они, впрочем, загнали в пещеру и спалили, так что, возможно, «хоббиты» и дожили и до XVI века.