Большой рассказ о начале «очеловечивания» приматов и их пути к жизни на двух ногах.
Последний общий предок человека и шимпанзе жил около семи миллионов лет назад. Тогда неизвестная миру самка родила двух девочек, одна из которых устала потакать консервативной родне и решила пойти своим путём. В отличие от сестры, продолжившей род шимпанзе, она стала прародительницей новой эволюционной линии – человеческой.
Та группа обезьян, которая включает предков современного человека, но не включает шимпанзе, называется гоминидами. Ранним гоминидам, жившим 7-5 миллионов лет назад, до людей было ещё очень далеко, но первый шаг к этому (в прямом и переносном смысле) они сделали – стали передвигаться на двух ногах.
«Очеловечивание» началось именно с прямохождения. Из совокупности трёх признаков, характерных только для человека – двуногость, хватательная кисть и объемный, высокоразвитый мозг – прямохождение развилось первым и сыграло ключевую роль во всей дальнейшей истории гоминид.
Основные источники статьи:
- Вишняцкий Л.Б. «История одной случайности, или происхождение человека»;
- Дробышевский С.В. «Достающее звено. Кн. 1, 2»;
- Марков А.В. «Эволюция человека. Книга 1. Обезьяны, кости и гены»;
- Джереми Тейлор. «Здоровье по Дарвину: почему мы болеем и как это связано с эволюцией».
Парад первопроходцев
В течение последних 25-ти лет на территории Африки были найдены останки трёх древних гоминид, живших в период с семи до четырёх с половиной миллионов лет назад: Sahelanthropus tchadensis (Сахелянтроп), Orrorin tugenensis (Оррорин) и Ardipithecus ramidus (Ардипитек).
Эти находки удивили палеоантропологов со всего мира по нескольким причинам. Во-первых, до этого о предках человека, живших позже четырёх миллионов лет назад, ничего не было известно. Во-вторых, изучение останков троицы дало основание полагать, что все они уже ходили на двух ногах.
Палеоантропология – наука, изучающая эволюцию человека на основе ископаемых останков гоминид.
Конечно, передвигались древние гоминиды не так уверенно, как современные люди, да и от лазания по деревьям никто из них не думал отказываться – достоверно известно, что сахелянтроп, оррорин и ардипитек жили в смешанных ландшафтах, где лес чередовался с саваннами. Однако надо ведь с чего-то начинать.
В 2002 году французские археологи обнаружили в Северной Африке Сахелянтропа. Исследователям несказанно повезло – в их руки попал целый череп с нижней челюстью и отдельными зубами. Практически сразу сахелянтропа нарекли древнейшим и примитивнейшим предком человека.
Изучение химического состава отложений, найденных с останками Тумая (палеоантропологи любят давать своим находкам прозвища) позволило сделать вывод, что сахелянтроп жил 7-6 миллионов лет назад. Умом он не блистал, так как объём его мозга составлял всего 360 кубических сантиметров – меньше, чем у среднестатистического шимпанзе.
Но большой сообразительности от него никто и не требовал. Примечательно в черепе Тумая другое: затылочное отверстие, к которому крепится позвоночник, расположено у него не сзади, как у четвероногих обезьян (включая наших ближайших родственников – шимпанзе), а ближе к середине основания черепа. То есть позвоночник сахелянтропа крепился к голове скорее снизу.
Из этого следует, что Sahelanthropus tchadensis мог передвигаться на двух ногах. Вероятно, очень неуклюже, но факт остаётся фактом – зачатки прямохождения имели место быть.
В 2000 году в Кении обнаружились останки другого гоминида, получившего имя Orrorin tugenensis, или «Человек Тысячелетия». Его возраст – 5,7-5,8 миллионов лет. Вероятно, оррорин является прямым потомком сахелянтропа.
Тут археологам повезло меньше – все находки фрагментарны и немногочисленны. Тем не менее, удалось найти зубы и бедренные кости оррорина, которые много говорят об их образе жизни.
Прямизна бедренной кости и строение её шейки и головки указывает на то, что оррорин не только не отказался от привычки своих предков ходить на двух ногах, но и развил это умение.
Но самым интересным представителем ранних гоминид стал Ardipithecus ramidus, останки которого обнаружили в 1993 году в Эфиопии. Со временем палеоантропологи откопали огромное количество костей ардипитека, включая почти полный скелет (в том числе череп) самки, получившей прозвище «Арди».
Арди – девушка в возрасте, ей 4,4 миллиона лет. Несмотря на то, что объём мозга и строение верхних конечностей выдают в ней обезьянье прошлое, в своём облике Арди сочетает многие прогрессивные человеческие признаки.
Ардипитеки совершенно точно являлись прямоходящими существами. Затылочное отверстие, о котором заходила речь выше, у Арди сдвинуто к центру основания черепа более очевидно, чем у сахелянтропа. Бедренные кости схожи с таковыми у орроринов.
Таз Арди занимает строго промежуточное положение между обезьяньим и человеческим – он вытянут, как у четвероногих приматов, но и расширен, как у людей.
В пользу утверждения, что ардипитеки передвигались на своих двоих, говорит и строение их стоп. Большой палец Арди всё ещё был оттопырен в сторону для хватания за ветки деревьев, однако развитые продольный и поперечный своды стопы свидетельствуют о прямохождении.
В целом, Ардипитеки – это прекрасный пример переходного звена между обезьяной и человеком. Их потомками стали австралопитеки: существа чуть выше метра ростом, обладающие прямой осанкой и почти прямыми ногами со стопами, утратившими способность хвататься за ветки. Для них, благодаря предкам, прямохождение стало нормой.
Почему традиции предков остались в прошлом
Около семи миллионов лет назад далёкие предки современных людей решили, что передвигаться на двух задних конечностях – не такая уж плохая идея. Но что побудило их перейти к прямохождению?
Это – один из вечных вопросов антропологии и единственно правильного ответа на него не существует. Зато гипотез – множество, и почти каждая из них имеет свои недостатки.
Гипотеза о миоценовом похолодании
Последнее столетие одной из ведущих являлась гипотеза о миоценовом похолодании. Согласно этой концепции, к концу миоценового периода (6-5 миллионов лет назад) из-за глобального похолодания площадь тропических лесов резко сократилась, а на их месте появлялись саванны. Гоминиды встали перед выбором: вымереть, остаться выживать в лесах или приспособиться к наземному образу жизни на двух конечностях.
Они выбрали последнее (в то время как предки современных шимпанзе, орангутанов, горилл и гиббонов оказались более консервативными и избрали второй вариант). На вопрос, что мешало человекообразным передвигаться на карачках и по саванне, защитники данной концепции дают прямой ответ: высокая трава, препятствующая обзору.
Мало того, в ней водятся хищники, которых легко заметить, встав на задние конечности. Прямохождение стало жизненной необходимостью, а особи, понявшие это раньше остальных, чаще выживали и оставляли больше потомства.
Эта гипотеза являлась практически общепринятой, пока палеоантропологи не наткнулись на останки разобранных выше древних гоминид. Как выяснилось, сахелянтроп, оррорин и ардипитек жили в смешанных ландшафтах, в которых соотношение леса и саванны нередко составляло один к одному.
Более того, большое количество времени они проводили именно на деревьях, время от времени спускаясь на землю для пеших прогулок. Следовательно, переход к двуногости не мог быть связан с вынужденным приспособлением к жизни в открытой местности.
Многие критики указывают на павианов и мартышек-гусаров, которые живут в безлесных районах, но при этом остаются четвероногими. Шатким является и аргумент «о длинной траве»: полевые исследования шимпанзе и других обезьян показывают, что они очень редко встают на задние лапы для осмотра местности.
Наконец, предки современного человека, включая и более продвинутых австралопитеков, имели очень маленький рост и вес – бойцы из них никакие. Учитывая данное обстоятельство, насколько безопасно им было выпрямляться в саваннах, кишащих саблезубыми тиграми, гиенами и прочими хищниками?
Терморегуляционная и биоэнергетическая гипотезы
Очень тесно с гипотезой миоценового похолодания связана терморегуляционная гипотеза, которая гласит, что с переходом в жаркие саванны гоминиды были вынуждены встать на задние конечности, чтобы их тело не перегревалось. И ведь правда: у четвероногих животных площадь поверхности тела, подвергающаяся солнечным лучам, гораздо больше, чем у людей, рискующих только макушкой (солнечный удар никто не отменял).
Однако позже выяснилось, что миллионы лет ранние гоминиды блуждали по лесистым местностям, где найти тенёк не составляло особого труда.
Защитники биоэнергетической гипотезы утверждают, что переход к прямохождению обусловлен энергетической выгодой – существа, передвигающиеся на двух конечностях, экономят гораздо больше сил и энергии, чем четвероногие. Экспериментально доказано, что при одинаковых энергозатратах шимпанзе за день может преодолеть почти десять километров, в то время как человек – все семнадцать.
Безусловно, выгода очевидна, однако чтобы гоминиды её ощутили, переход к прямохождению должен был быть осуществлён моментально и сразу к идеальному, человеческому его варианту. В реальности же ранние гоминиды очень долгое время «ковыляли» как придётся, не ощущая никакой энергетической выгоды, скорее даже наоборот.
Одной из наиболее интересных, но маловероятных гипотез является «акватическая». Она гласит, что переход древних людей к прямохождению вызван их проживанием близ водоёмов, которые затруднительно пересекать на четвереньках.
Трудовая гипотеза Фридриха Энгельса
Эта гипотеза тоже долгое время оставалась популярной и особенно хорошо с ней знакомы советские школьники и студенты. Она гласит, что двуногость древним гоминидам понадобилась для освобождения рук, которые, в свою очередь, понадобились для изготовления орудий труда.
Но, как и гипотеза о миоценовом похолодании, трудовая концепция Энгельса также была разгромлена новыми находками. Со временем выяснилось, что изготовление первых орудий труда началось по самым оптимистичным прогнозам три миллиона лет назад (но вероятнее всего – 2,3-2,6 миллионов лет назад), в то время как к двуногости гоминиды перешли намного раньше. Поэтому, скорее прямохождение повлекло за собой освобождение рук и развитие трудовой деятельности, а не наоборот.
Кроме того, даже 2,5 миллиона лет назад орудия труда гоминиды делали скорее сидя, нежели стоя. Это вполне логично и проверено опытным путём: археологам, пытавшимся изготовить первобытные орудия из кости или камня, намного удобнее было делать это усевшись. Для получения необходимых сколов приходилось стучать камнем о камень, один из которых проще положить на землю перед собой.
Социальная концепция
Эту концепцию выдвинул американский палеоантрополог Оуэн Лавджой в 1980-х годах. Она предполагает, что прямохождение возникло из-за перехода ранних гоминид от полигамных сексуальных отношений к моногамным.
Лавджой утверждает, что древним гоминидам уже была присуща К-стратегия поведения, согласно которой репродуктивный успех зависит не столько от высокой плодовитости самцов, сколько от выживаемости небольшого числа их детёнышей. В итоге, «мужья» переставали гоняться за как можно большим числом половых партнёрш, сосредотачиваясь на заботе об одной-двух, с которыми и продолжали свой род.
Крупные клыки у самцов приматов – надёжный индикатор повышенной внутривидовой агрессии, вызванной необходимостью физической борьбы между самцами за как можно большее число самок.
У ранних гоминид, включая салехантропов, орроринов и ардипитеков, клыки стали маленькими, почти человеческими. Это может являться подтверждением догадки о том, что они были намного спокойнее своих сородичей-обезьян и предпочитали создавать моногамные брачные узы, а не гаремы.
Моногамные отношения представляли взаимовыгодное сотрудничество между самкой и самцом и функционировали по принципу «секс в обмен на пищу»: самец прокармливал самку, а та в ответ передавала его гены следующим поколениям. Забота о самке была выгодна и самцу, ведь от её благополучия зависела жизнь потомства. А потомство – это самое главное!
Причём тут прямохождение? Самцам, взявшим за правило носить лакомства своим самкам, стало легче делать это на двух ногах – ползая на четвереньках, много не унесёшь. Помимо этого, им время от времени приходилось защищать самок от хищников, бросаясь в них разными предметами. Это также легче делать, стоя на задних конечностях и орудуя обеими руками.
Самкам тоже приходилось нелегко: детёнышей необходимо переносить с места на место, а это не так уж и просто, когда передвигаешься на четырёх конечностях. Решение данной проблемы стало очередным толчком к развитию двуногости у гоминид.
Социальная концепция звучит складно – ведь мы действительно видим уменьшение клыков с самого начала становления прямохождения. Однако есть у данной гипотезы и свои минусы.
Например, её практически невозможно подтвердить на 100%, имея на руках лишь кости (в большинстве случаев крайне немногочисленные). Более того, гипотеза, вся гипотеза основана на изменении поведения гоминид в сторону моногамии, но при этом непонятно, что стало причиной этого изменения.
Современные древесные обезьяны легко справляются с переносом еды, не меняя при этом способа передвижения. То же касается борьбы с хищниками – шимпанзе, например, способны отпугнуть гепарда, размахивая колючими ветками.
Гипотеза Робина Кромптона
Наименее шаткой на данный момент является гипотеза профессора Ливерпульского университета Робина Кромптона, которая гласит, что прямохождение первоначально развилось как адаптация к жизни на деревьях.
Согласно Кромптону и его коллегам, по тонким и гибким ветвям некоторым обезьянам проще передвигаться на задних конечностях – так центр тяжести смещается вниз и вероятность упасть становится меньше. Руки в это время служат для поддержания равновесия, кормления и опоры на другие ветки для страховки.
Особенно это видно на примере орангутанов, которые по толстым и устойчивым веткам передвигаются на четырёх конечностях, а по тонким и гибким на двух. При этом, их походка очень похожа на человеческую – они полностью выпрямляют ноги.
Последний общий предок орангутанов, горилл, шимпанзе и людей жил около 15 миллионов лет назад. Исследователи полагают, что двуногое перемещение по тонким ветвям было присуще тем самым далёким предкам всех человекообразных обезьян.
Первыми отделились от общего эволюционного древа орангутаны, которые сохранили умение передвигаться на двух конечностях и пользуются им до сих пор. Гориллы и шимпанзе поступили иначе и сделали упор на четвероногость с опорой на костяшки пальцев. И они иногда поднимаются на задние лапы, но происходит это редко.
Гоминиды, отделившись от шимпанзе, последовали примеру орангутанов и продолжили практиковать прямохождение сначала в лесистых джунглях, а затем в саваннах. Миоценовое похолодание не застало их врасплох: к этому времени они уже были преадаптированны к жизни в открытой местности.
Кромптон сделал вывод, что орангутаны и гоминиды сохранили двуногую походку своих далёких древесных предков, в то время как гориллы и шимпанзе её утратили.
Эта гипотеза объясняет то, что другие объяснить не могут. Например, становится понятно, почему жившие в лесистой местности древние гоминиды (сахелянтроп, оррорин и ардипитек) практиковали прямохождение. Перестаёт казаться загадочным и наличие у них чисто обезьяньих черт наряду с двуногостью – по концепции Кромптона, эти качества долгое время сосуществовали и дополняли друг друга.
Некоторые учёные-палеоантропологи ставят под сомнение саму мысль, что появление прямохождения было обусловлено какой-то выгодой. Они считают, что двуногость могла возникнуть как нейтральный признак, изначально не имеющий никакого приспособительного значения.
Плата за двуногость
Может и не моментально, но прямохождение стало для древних гоминид настоящим благом, являясь первым и основным этапом «очеловечивания». Однако за всё приходится платить, и за возможность ходить на двух ногах мы расплачиваемся до сих пор.
Изменение строения нижней части скелета в связи с переходом к прямохождению сделало процесс родов для женщин затруднительным и невероятно болезненным. Развитие двуногости привело к тому, что таз и бёдра стали намного уже, а родовые каналы – запутанней. Деторождение превратилось в пытку.
Другая патология, присущая только прямоходящим – сколиоз, или боковое искривление позвоночника, ставшее следствием его S-образной формы. Вполне вероятно, это связано с силой тяжести, которая при вертикальном положении позвоночника усиливает любую асимметричность в структуре позвонков, дисков и мускулатуры.
Поясничные боли также могут являться следствием развития прямохождения. Нагрузка на поясничный отдел очень высока, а нижние поясничные позвонки отличаются меньшей плотностью, чем верхние.
Значительный вес имеют наши внутренние органы, под давлением которых при вертикальном положении тела создаётся риск образования позвоночных грыж. Высокое расположение сердца над землёй заставляет венозную кровь преодолевать силу притяжения, чтобы добраться от ног до грудной клетки, что приводит к возникновению варикоза.
Но несправедливо винить во всём двуногость. Например, за боль в пояснице очень часто несёт ответственность не позвоночник, а какая-нибудь мышца или связка, функционирующая неправильным образом.
Мышечное сжатие позвоночника у четвероногих животных ничуть не меньше, чем у людей. Особенно это касается хищников: необходимость регулярной погони за добычей держит их мышцы торса в постоянном напряжении, что ведёт к огромным нагрузкам на позвоночник и болезненным спазмам.
Практически все люди при ходьбе неконтролируемо размахивают руками взад-вперёд. Кто-то скажет, что они болтаются просто так, и окажется неправ: это наш мозг всё ещё отрабатывает четвероногий бег.
Не стоит забывать и о плюсах, ведь эволюция дала нам пластичную костно-мышечную систему, способную перестраиваться в зависимости от обстоятельств. Именно благодаря этому боли в спине не являются проблемой для людей, регулярно таскающих тяжести – со временем их спина адаптируется к новым условиям, чтобы справляться с нагрузками.
В конце концов, в связи с развитием цифровых технологий современные люди ведут малоподвижный образ жизни, чем сами лишают свой позвоночник гибкости. Регулярная разминка позволяет держать его в тонусе и снизить риск заболеваний: диски при постоянных нагрузках остаются упругими и эластичными и их гораздо тяжелее повредить.
Эта статья создана участником Лиги авторов. О том, как она работает и как туда вступить, рассказано в этом материале.
