Древние предки человека

Специалисты, пытающиеся восстановить прошлое живых существ, вынуждены основывать свои предположения на косвенных доказательствах, а то и вовсе только на логических доводах. Такие основания даже самим авторам порой кажутся сомнительными.

Иногда палеонтологам все же удается отыскать "правильные" останки и закрыть некоторые бреши в эволюционных теориях. Например, в 1974 году ученые, работавшие в долине реки Омо в Эфиопии, обнаружили наполовину сохранившийся скелет, получивший имя Люси. Возраст Люси оказался равным 3,2 миллиона лет и она была признана самым старым из известных предков рода Homo. Однако недостаточно старым, чтобы окончательно проследить, как произошло расхождение эволюционных путей человека и шимпанзе. Считается, что ветви шимпанзе и человека начали развиваться независимо друг от друга около шести миллионов лет назад. Эта цифра была получена после сравнения последовательностей ДНК современных представителей этих групп живых существ.

Как говорит мой коллега Лавджой, чтобы восстановить эволюцию гоминидов, вам нужно принять правила, которые применяются к бобрам и использовать их для создания человека. Другими словами, вы должны посмотреть на «правила» для фуража. Мы не первые исследователи.

К счастью, экологи уже давно компилируют эти правила в области исследований, которые называются оптимальной теорией кормления. Одно предсказание - своего рода «золотое правило» для кормления - заключается в том, что когда прибыльные продукты обильны, животное должно специализироваться на них, но когда их мало, животное должно расширить свою диету.

Люси родилась спустя три миллиона лет после этого исторического момента (впрочем, слово "момент" выбрано не совсем верно: разделение, скорее всего, происходило не в один этап и заняло достаточно много времени). Она относится к виду Australopithecus afarensis (австралопитеки) и по своим характеристикам уже очень сильно отличается от обезьян. Чуть позже палеонтологи обнаружили останки другого вида австралопитеков - Australopithecus anamensis. Их возраст был оценен в четыре миллиона лет. Как именно "очеловечивались" предки A. anamensis, ученым было неизвестно, так как все обнаруженные окаменелости были либо сильно старше, либо намного моложе Люси. Найти кости, попадавшие в промежуток от шести до четырех миллионов лет назад, исследователям не удавалось.

Гималайские серые лангуры в начале осени, когда живое сравнительно легко, и нет необходимости отступать на «нерентабельные» продукты. Данные из живых организмов, столь же разнородные, как насекомые и современные люди, в целом согласуются с такими предсказаниями. Например, в Непале, Гималаях, серые серые лангурские обезьяны избегают кожистых зрелых вечнозеленых листьев и некоторых типов корней и коры - все недостатки калорий и высокие волокна и время обработки - в течение большей части года. Но в бесплодную зиму, когда лучшие продукты питания редки или недоступны, они будут жадно пожирать их.

Новый предок
В начале 1990-х годов группа палеонтологов работала в пустыне Афар в Эфиопии в районе Арамис (Aramis). Место дислокации экспедиции находилось всего в 74 километрах от региона, где была обнаружена Люси. В 1994 году ученые обнаружили кости существа, очевидно относящегося к гоминидам (семейству, включающему в себя наиболее продвинутых приматов). Радиоактивная датировка показала, что возраст останков составляет 4,4 миллиона лет. То есть, они больше чем на миллион лет старше Люси, а значит, на миллион лет ближе к загадочному общему предку человека и шимпанзе.

Но несколько храбрых душ углубились в более отдаленную историю диеты человека. Это знаменитый «Человек-Щелкунчик», который жил в Восточной Африке около 2 миллионов лет назад. Исследование предлагает широкий спектр потенциальных продуктов питания, сильно варьирующие модели движения - на основе таких характеристик, как среда обитания или использование копающих палочек, - и сезонное значение определенных ресурсов, таких как корни и клубни, для удовлетворения предполагаемых потребностей в калориях.

Если вы наблюдали за этими животными кормами, вы знаете, что они будут есть почти все: клубни, фрукты, листовые материалы и веточки, беспозвоночные, мед и позвоночные животные, будь то мусор или охота. Процентный вклад каждого вида пищи в диету будет зависеть от энергетической ценности конкретных продуктов питания в определенных местах обитания в определенное время года. Свидетельства из всей эволюции человека говорят о том, что наши предки и даже мы как современные люди столь же всеядны.

Однако состояние останков было настолько плачевным, что исследователи не могли извлечь их из породы, где они находились. Ученым пришлось вырезать весь массив грунта, где были захоронены останки, и отвезти его в лабораторию. Следующие несколько лет исследователи очищали кости от породы при помощи игл под микроскопом. В конце концов палеонтологи достали из грунта 125 фрагментов скелета, включая куски черепа, задние и передние конечности. Причем передние сохранились практически полностью. Кроме того, ученые обнаружили рядом с Арди останки еще 36 особей того же вида.

И идея о том, что наши более древние предки были великими охотниками, скорее всего, не имеет значения, поскольку бипедия - по крайней мере, до наступления сложного познания и технологии - это могучий плохой способ преследовать игру. Даже больше, чем медведи и свиньи, наша мобильность ограничена. Антрополог Брюс Латимер отметил, что самый быстрый человек на планете не может догнать вашего среднего кролика. Еще одна причина быть оппортунистической о еде.

Простые характеристики гоминидской экологии оторваны от реальной и прекрасной сложности нашей общей истории. Недавнее добавление пастбищных и сельскохозяйственных продуктов во многие современные человеческие рационы, для которых мы быстро развили физиологическую адаптацию, - это лишь одно из древних императивов. Гоминиды не распространялись сначала через Африку, а затем весь земной шар, используя только одну стратегию кормления или придерживаясь точного сочетания углеводов, белков и жиров. Мы сделали это, будучи настолько гибкими, как в социальном, так и в экологическом плане, и всегда искали зеленую траву или зрелые плоды.

Ученые выделили Арди в отдельный вид - Ardipithecus ramidus. На основании анализа тазовых костей исследователи сделали вывод, что найденный ими представитель A. ramidus был самкой. Тщательное исследование останков позволило специалистам заключить, что A. ramidus представлял собой промежуточную стадию на пути от общего предка к австралопитекам. Анатомические особенности Арди сочетают как продвинутые так и примитивные черты, характерные для древних обезьян. Другими словами, Арди доказывает, что в эволюции человека была длинная переходная стадия, о которой до сих пор ученым не было известно.

Генетические данные, реконструированные исследовательской группой во главе с Институтом истории человечества им. Макса Планка в Йене и Тюбингенским университетом, дают временные рамки для предполагаемой миграции примитивных людей из Африки, которые тесно связаны с современными людьми.

Сложное родство между Нидом и современными людьми

Митохондрии - энергогенерирующие электростанции наших клеток. Таким образом, можно проследить линии материнской линии и определить время распада популяций. Это указывает на более позднего общего предка. В исследовании обсуждались возможные причины этих расхождений. Подход к объяснению заключается в том, что еще до великой волны распространения современного человека могла существовать ранняя первичная миграция из Африки.

Череп A. ramidus больше черепа шимпанзе, но меньше черепа австралопитеков. Утолщение над глазницами, найденное у Арди, нехарактерно для обезьян. По итогам анализа нижней части черепа, где при жизни проходили кровеносные сосуды и нервы , ученые заключили, что мозг A. ramidus был расположен в черепной коробке так же, как мозг современного человека.

Однако для оценки вероятности этого сценария и определения его временных пределов необходимо было больше данных. Традиционное радиоуглеродное свидание было невозможно, вместо этого возраст кости оценивался с помощью молекулярных часов примерно до тысячи лет.

Интересно, что митохондриальная линия этих неандертальцев представляет собой другую митохондриальную линию, отличную от всех ранее изученных неандертальцев. Обе линии должны были отделиться давным-давно, по крайней мере тысячу лет назад. Это говорит о том, что популяция неандертальцев была еще раз многочисленнее, чем предполагалось на заключительном этапе их существования.

Одно из важнейших изменений, которое положило начало выделению рода Homo, - это переход от передвижения на всех четырех конечностях к хождению на двух задних. По итогам анализа останков Арди палеонтологи заключили, что A. ramidus выбирали тот или иной способ в зависимости от обстоятельств. Отставленный в сторону большой палец ноги позволял Арди обхватывать ветки (правда прыгать с одной на другую A. ramidus, похоже, не могли). В отличие от современных обезьян палец был укреплен особой косточкой, поэтому A. ramidus могли достаточно уверенно ходить по земле, опираясь только на ноги.

Временное окно для дальнейшей миграции приматов из Африки

Таким образом, эта миграция из Африки должна была произойти от 000 до 000 лет назад. «Несмотря на большой интервал, эти данные предоставляют временное окно для возможных взаимодействий между двумя континентами», - говорит Пост. С другой стороны, однако, это было бы достаточно большим, чтобы полностью заменить существующую Денисову-митохондриальную линию неандертальцев митохондриальной линией, подобной современному человеку.

Они представили женского гоминида, который прожил бы 4, 4 миллиона лет назад. Это был метр двадцать и весил около 50 килограммов. Его тело было покрыто волосами. Его мозг был размером с шимпанзе. Хотя он жил в лесистой обстановке, он не колебался между деревьями и не ходил по его костяшкам, как обезьяны и горилла сегодня, но он шел вертикально и поддерживал свои плоские ноги на земле. Он питался орехами, насекомыми и маленькими млекопитающими, населявшими лес.

Самые важные перестройки, необходимые для поддержания вертикального бипедализма (так ученые называют хождение на задних конечностях), произошли у предков рода Homo в тазовой области. Строение и расположение костей в верхней части таза позволяли Арди и ее родственникам передвигаться по земле, не раскачиваясь из стороны в сторону (именно так бегают на задних лапах шимпанзе). При этом на нижней части таза хватало места для размещения мощной мускулатуры нижних конечностей, необходимой для лазания по деревьям.

Что говорят специалисты о новом гоминиде

Арди, как ее назвали ее первооткрыватели, занимает сегодня место старейшего предка человеческого рода: она прожила бы не менее 4, 4 миллиона лет назад. Дополнительные примечания, чтобы понять эту тему. «Однажды в каждом поколении впечатляющая окаменелость раскрывает целую главу нашей предыстории», пишет Энн Гиббонс в статье, предшествующей презентации «Наука».

«Мы полагали, что Люси была находкой века, но в перспективе это не так», - говорит палеонтолог Эндрю Хилл из Йельского университета на презентации науки. Арди жил намного раньше и показывает более примитивные черты, чем его потомки, австралопитеки, как Люси. Эти характеристики хорошо отличает его от настоящих приматов, указывая на то, что в то время человеческая ветвь уже расходилась с той, которая привела бы к шимпанзе, гориллам и бонобо. «С момента открытия Люси ученые задавались вопросом, каковы были самые ранние члены человеческой семьи, - говорит Гиббонс, - если они идут прямо, как Люси, или на их суставах, как шимпанзе и горилла». в дереве или отважился в саванну.

Запястья Арди были достаточно жесткими для того, чтобы держаться на ветках, однако по сравнению с запястьями современных горилл или орангутанов их можно было считать чрезвычайно гибкими. Ученые полагают, что A. ramidus перемещались по деревьям, опираясь на ладони, а не на костяшки пальцев. Анализ найденных рядом с Арди останков других животных, а также исследование зубов показали, что она жила во влажном лесу и питалась фруктами, орехами и другой растительной пищей. Все эти факты вступают в противоречие с популярной гипотезой, предполагающей, что предки человека начали осваивать прямохождение уже после того, как перебрались с деревьев на открытые пространства.

Мы видели предка, и он не похож на шимпанзе, - добавил Тим Уайт. Арди - самый полный из ранних образцов, которые были реконструированы. Это одна из примерно полудюжины, которые оправились от более миллиона лет назад, и единственная публикация, опубликованная старше Люси.

Были и другие открытия, в том числе куски более шести миллионов лет назад, такие как Тоумай, череп сахелантропа, раскопанный в Чаде, бедренной кости Человека Тысячелетия, из Кении, но с таким количеством штук, что выводы могли избавиться от этих находок не было чем-то определенным.

Еще в 1980-х годах часть ученых предположили, что ключом к переходу на бипедализм стала моногамия. Такой способ межполовых отношений предполагает, что самец выбирает для размножения одну самку и не конкурирует с соплеменниками за остальных. Вместо борьбы сторонники моногамии вынуждены заботиться о своей партнерше и потомстве. В частности, они должны добывать для них еду, а это значительно удобнее делать, имея две свободные конечности.

В этом случае, после многолетней и кропотливой работы, большая часть которой должна была быть выполнена в Национальном музее в Аддис-Абебе и под микроскопом, ученые смогли собрать около 110 предметов, соответствующих 35 особям. В последующие дни команда расколола землю на четырех ногах, как всегда, когда появился важный кусок, и нашел часть нижней челюсти ребенка и других предметов.

Исследователи быстро поняли, что сокровище уникально, поэтому белые решили ничего не публиковать, хотя все это время были известны другие находки. Таким образом, они построили большую часть своего черепа и зубов, таза, рук и ног, которые, по мнению авторов, раскрывают «промежуточную» форму вертикального положения, считающуюся отличительной чертой гоминид. По-видимому, Арди с легкостью чередовал вертикальное положение, чтобы подняться по деревьям.

Такая гипотеза кажется немного фантастической, однако теперь у исследователей появились основания для ее серьезного рассмотрения. Для борьбы за самок самцы дерутся друг с другом, определяя, кто сильнее. Для выяснения отношений им необходимы большие когти и зубы. Обнаруженные учеными зубы самцов A. ramidus, напротив, очень маленькие и аккуратные.

«Хотя этот вид, вероятно, жил вскоре после рассвета человечества, это была не форма перехода между африканскими приматами и людьми», - говорит Гиббонс. Вместо этого скелет и кусочки по меньшей мере еще 35 человек обнаруживают новый тип раннего гоминида, который не был ни шимпанзе, ни человеком. Эти окаменелости «впервые показывают, что существует новая эволюционная степень гоминидов, которая не является ни австралопитеком, ни человеком», - говорит палеонтолог Мишель Брунет из колледжа Франции в Париже.

«Это впечатляющая работа и необычайная реконструкция, стоило ждать», - добавляет палеоантрополог Дэвид Пилбах из Гарвардского университета. Хотя он также подчеркивает, что он не соответствует некоторым выводам, в том числе тем, которые гарантируют, что человеческие предки никогда не проходили фазу типа шимпанзе.

Тупик?
Безусловно, находка Арди является одним из самых значимых событий в палеонтологии последних лет. Однако пока рано однозначно помещать A. ramidus между общим предком человека и шимпанзе и австралопитеком A. anamensis. Основным препятствием к объявлению Арди новым "промежуточным звеном", является, как ни странно, ее возраст. Анатомические отличия между ардипитеками (представителями рода Ardipithecus) и австралопитеками очень велики и маловероятно, что все они накопились за 200-400 тысяч лет. Не исключено, что Арди является представителем боковой тупиковой ветви гоминид, которая в итоге зачахла. Стоит ожидать, что в ближайшем будущем по этому поводу будет сломано немало копий.

Другие ученые также не убеждены в том, что он прошел точно в прямом положении, потому что нижний скелет настолько примитивен, что не допустит этого положения. И есть другие, которые отличаются гипотезой одного из авторов, доктора Оуэна Лавджой, о том, что у этих гоминид была социальная система, которая привела к меньшей конкуренции между мужчинами, что заставило бы их поверить, что начало связей между мужчинами и женщины.

В общем, все согласны с тем, что исследования составляют монументальную работу, что делает ее достойной ожидания. Для большей части научного сообщества эта смена атмосферы была искрами, которые взорвали начало человечества: недавно прибывший снял ранние конечности земли и начал обычным образом ходить.

Человек произошел от приматов, которые в условиях засушливого климата были вынуждены выживать на покрытых редкими лесами равнинах. Постепенно древние приматы адаптировались: научились перемещаться на двух конечностях, прямо, их зубы и челюсти уменьшились в размерах, волосяной покров на теле стал более редким, увеличился объем мозга и изменилась форма черепа. Появились речь и первые орудия труда.

Каким-то образом освобождение рук привело к беспрецедентному развитию мозга в эволюции жизни, которая породила современного человека. Эта центральная догма человеческой эволюции начинает подвергаться сомнению со стороны некоторых престижных палеоантропологов. Тобиас отказался от герметичной идеи о том, что человек не родился в саванне, а в воде. Короче говоря, Харди пришел сказать, что наши предки были полуводными, и что это несимпатичное условие оправдывает большие анатомические различия, которые ощущаются между человеком и другими приматами.

Сведения из пепла. На территории Танзании, в пластах пепла древнего вулкана Садиман (ныне не существует), сохранились остатки гоминидов и артефакты, хранящие в себе информацию об эволюции человека и его культурном развитии.

1. Хадар. В Хадаре (Эфиопия) хранится множество уникальных артефактов, возраст которых достигает 3,3 млн. Именно здесь найден скелет двадцатилетней женщины (ей дали имя Люси) и останки трехлетней девочки (обнаружена в районе Дикика). Также были найдены древнейшие ископаемые останки человека, возраст которых 2,3 млн лет.

2. Лаэтоли. В 1978 г. Мэри Лики обнаружила в Лаэтоли отпечатки следов, челюсти и зубы 13 особей австралопитека афарского, а также остатки антилоп, павианов, птиц, кабанов, буйволов, кошек, слонов, жирафов, газелей, зайцев, гиппарионов, гиен и носорогов.

Млекопитающие, древние предки человека, появились еще в меловой период и постепенно превратились в приматов. Ветвями этой линии эволюции стали лемуры, обезьяны (в том числе человекообразные) и люди.

Происхождение человека. 2,3 миллиона лет назад в Африке появилось несколько видов существ, похожих на человекообразных обезьян, со временем они эволюционировали в первых людей. Чуть позже человек продвинулся на север, к Средиземному морю, и уже после этого заселил всю планету.

Человек флоресский. В 2003 году на острове Флорес были обнаружены останки человека, который не относится к человеку современному. Это взрослая особь, рост которой не превышает рост современного ребенка, откуда и пошло прозвище хоббит.

Люси. Почти полный скелет двадцатилетней самки австралопитека афарского по прозвищу Люси приподнял завесу тайн эволюции человека. Размеры тела, мозга и форма черепа делают Люси похожей на шимпанзе, однако ее бедренные и тазовые кости указывают на то, что она была, как и человек, прямоходящей. Реконструкция (вверху справа) показывает, как могла выглядеть Люси при жизни 3,3 миллиона лет назад.

Развитие мозга. Черепа примитивных гоминидов, названных Адаписом, Проконсулом и австралопитеком африканским, указывают на постепенное увеличение размера черепа, при этом черепная коробка становилась все более выпуклой, чтобы вместить в себя увеличивающийся в размерах мозг.

Древнейший почти полный скелет австралопитека афарского, найденный на сегодняшний день, старше скелета Люси на 150 тысяч лет. Это трехлетний детеныш, который был обнаружен в песчанике (район Дикика, Эфиопия). Его прозвали детенышем Люси. Скорее всего, ребенок был убит, а затем погребен в земле в результате внезапного наводнения. На черепе видны особенности развития австралопитека афарского, судя по всему, их детство длилось дольше, чем у высших приматов.