Для объяснения того, как человек научился ходить прямо, предлагались различные гипотезы — начиная с энергетической выгоды ходьбы и заканчивая вопросами, касающимися полового поведения и даже моногамии. Однако большинство из этих объяснений оказываются несостоятельными. И теперь стало очевидно: нежизнеспособна и гипотеза о том, что переход к прямохождению непосредственно способствовал развитию человеческого разума. Рассмотрим подробнее.
Часто представления, кажущиеся нам общепринятыми, логичными и обоснованными, на самом деле оказываются лишь распространенными заблуждениями. Яркий тому пример — прямохождение. Общепринято считать, что только люди из млекопитающих способны передвигаться на двух ногах. Однако это не соответствует действительности: на двух ногах ходят и гиббоны, и панголины, а также медведи, получившие травмы (эта особь впоследствии погибла от рук охотника с луком и стрелами):
В конечном счете, даже незначительное изменение может привести к тому, что человек современного типа станет четвероногим — и такие люди существуют и сегодня определенно есть.
Следует также отметить, что из всех млекопитающих только люди проводят большую часть своей жизни, передвигаясь на двух ногах. Гиббоны редко спускаются на землю, панголины встают на задние лапы, чтобы копать землю, используя передние конечности, а шимпанзе предпочитают использовать все свои конечности для передвижения.
Все эти данные не проясняют, почему мы научились ходить на двух ногах. Долгое время оставалось неизвестным, когда именно произошел этот переход. Однако очевидно, что прямохождение сыграло ключевую роль в нашем развитии: освободившиеся руки позволили нам построить цивилизацию.
Новая работа в журнале Nature, кажется, проясняет последний вопрос: искомое событие случилось не менее семи миллионов лет назад, еще на стадии сахелантропа чадского. Анализ бедренной кости сахелантропа, найденного там, где сейчас пустыня, а семь миллионов лет назад, в теплом миоцене, было озеро, четко указывает на прямохождение. Авторы так и пишут: «Сравнивая с современными гоминоидами, <…> [остатки бедра] больше всего напоминают типичного Homo sapiens».
Несмотря на это, ответ на вопрос о том, почему мы начали ходить прямо, остается неясным. Традиционные объяснения двуногости, обычно разрабатывались с учетом австралопитеков, существовавших три-четыре миллиона лет назад, а не представителей более древних видов. К тому же, одна из гипотез, объясняющих прямохождение – гипотеза Лавджоя – предполагает, что вскоре после развития двуногости мы должны были обрести разум.
Если человечество начало передвигаться на двух ногах около семи миллионов лет назад, возникает парадоксальный вопрос. Орудия труда появились у австралопитеков. Получается, что на протяжении трех миллионов лет наши предки передвигались, не получая существенных выгод от использования свободных верхних конечностей? Что послужило причиной последующих изменений, благодаря которым австралопитеки совершили значительный прогресс в развитии интеллекта и создали орудия?
Две ноги — минус или плюс?
Где-то с полвека назад Оуэн Лавджой — специалист по функциональной анатомии — заявил категорически настаивать: прямохождение является энергетически затратным процессом. Гепард, обладающий четырьмя конечностями и длинным поясничным отделом позвоночника, расходует меньше сил для сохранения равновесия во время бега. В результате его скорость может достигать 110 километров в час, в то время как у человека этот показатель ограничен 44 километрами в час (максимальная скорость Усэйна Болта). Даже обычный самец шимпанзе, передвигаясь на четырех конечностях, способен развивать скорость до 40 километров в час без особых усилий, а большинство мужчин не могут показать на двух ногах скорость более 20 километров в час.
Звучит убедительно. Кроме того, исследования, проведенные на приматах (хотя и не на человекообразных), которые вынуждены были перейти к передвижению на двух ногах, показывали: передвижение на четырех конечностях требует от животных меньших энергетических затрат по сравнению с передвижением на двух. В связи с этим, эволюция двуногости у древних людей представляет собой загадочное и интригующее явление.
В XXI веке верх взяла другая точка зрения. Сторонники двуногости утверждают, что она является энергоэффективным способом передвижения. В ходе исследования ученые зафиксировали объем углекислого газа, который выдыхают шимпанзе и люди при ходьбе на беговой дорожке. Полученные данные показали, что человек расходует на 75% меньше энергии при ходьбе, чем шимпанзе. При этом, независимо от того, передвигается высший примат на двух или четырех ногах, это утверждение остается справедливым).
Действительно, возникли и вопросы: затраты энергии при передвижении как на двух, так и на четырех ногах у шимпанзе оказались примерно одинаковыми. Таким образом, энергоэффективность повышается благодаря бипедальности только у людей, но не у их ближайших африканских родственников.
Появилась и альтернативная версия этой теории — гипотеза бега на выносливость. Она предполагает, что человек бежит на двух ногах менее эффективно, чем гепарды на четырех лапах. Однако, мы способны преодолевать значительные расстояния, десятки и даже сотни километров, не останавливаясь. Именно такая выносливость позволяет людям, практикующим пешие охоты, загонять и убивать гепардов: эти животные не могут поддерживать такую же продолжительность бега.
Данная гипотеза представлялась обоснованной. Однако она также имеет существенный недостаток. В частности, она предполагает, что двуногое существо должно обладать двумя качествами: а) отсутствие страха перед преследованием на коротких дистанциях и б) регулярная охота на крупную добычу. Погоня за мелкой дичью на протяжении десяти километров требует значительных затрат энергии, но не обеспечивает существенной отдачи, поскольку количество мяса на такой добыче незначительно.
Современные бушмены способны преследовать антилопу весом около двух центнеров бегом на протяжении 35 километров под палящим африканским солнцем. Однако, для умерщвления животного они используют копье, поскольку куду – крупный и опасный зверь, и сломать ему шею голыми руками невозможно, а также затруднительно убить, просто бросая камни.
Какие способы охоты мог использовать древний австралопитек или, как теперь установлено, тоже прямоходящий – сахелантроп? Копье? Ведь использование копья предполагает наличие интеллекта, а объем мозга сахелантропа составлял всего 340-360 кубических сантиметров. Это сопоставимо с объемом мозга шимпанзе или приблизительно равно одной четвертой от объема мозга современного человека.
Объем головного мозга карликового человека с острова Флорес составляет всего 417 кубических сантиметров, несмотря на то, что он, очевидно, применял орудия труда. При этом форма его черепа значительно менее примитивна по сравнению с черепом сахелантропа: это уменьшенная версия черепа Homo erectus, существа, обладающего довольно высоким уровнем развития и знакомого как с копьями, так и с огнем.
Сахелантроп демонстрирует существенные отличия в строении черепа: выраженный надбровный валик, сильно вытянутая форма черепа, напоминающая обезьянью. Трудно представить, что существо, похожее на него, могло охотиться с использованием копья. К тому же, копье характерно для видов, владеющих каменными орудиями. Первые известные каменные орудия значительно моложе останков сахелантропа и датируются эпохой австралопитеков.
Гипотеза Лавджоя предполагает, что освобождение от обязательств позволяет обрести моногамные отношения
Оуэн Лавджой ранее высказывал серьезные сомнения относительно существующих гипотез, объясняющих переход к прямохождению. Его скептицизм был понятен, поскольку существуют различные формы прямохождения. У человека, например, это не самый совершенный его вариант. Если же рассмотреть страуса, то можно увидеть, что он способен развивать скорость до 70 километров в час и бежать значительные расстояния – до десятков километров без передышки (хотя достоверно это установить затруднительно).
При сопоставлении его бега и бега лучших людей сразу становится очевидно, что неэффективно наше прямохождение — в отличие от его. Длина бегового шага страуса составляет 4,8 метра. У опытного марафонца она равна 1,5 метра, у обычного человека, не имеющего опыта в беге, – 1,2–1,3 метра. У выдающегося спринтера этот показатель достигает 2,2 метра, а у Усэйна Болта – 2,6 метра. Мы переносим вес тела на стопу не реже, чем страус (а иногда и быстрее, если речь идет о лучших спринтерах), однако разница в длине шагов остается существенной.
Почему страусу подвластны такие возможности, а нам — нет? Причина кроется в простом факте: если бы страус был медленнее, его существование стало бы невыносимым. Во-первых, самки страусов не принимают участие в спаривании с теми самцами, которых они способны обогнать. Более того, их преследуют гепарды, которые могут догнать их на небольших дистанциях. Страус использует преимущество, заключающееся в том, что при беге его голова находится на высоте двух-трех метров над саванной — значительно выше, чем у гепардов. Благодаря этому он обнаруживает опасность раньше, однако все равно необходима высокая скорость, иначе внимательности окажется недостаточно, чтобы утомить гепарда.
Действительно, прямоходящая походка обеспечивает птице преимущества при длительном беге. Благодаря двуногому передвижению, схожему с человеческим, набегающий воздух обеспечивает лучшее охлаждение, предотвращая перегрев даже на больших дистанциях. Гепард же, с его меховой шерстью и призеженной посадкой, хуже проветривается. Поэтому он не может догнать страуса, который вовремя заметил его и не может убежать от ныне живущего человека (конечно, если этот человек не ведет современный образ жизни), способного бежать десятки километров подряд с копьем.
Мы не склонны прятать голову в песок. Наше прямохождение развивалось довольно быстро, и за семь миллионов лет не претерпело значительных улучшений. Бедренная кость сахелантропа весьма схожа с бедренной костью современного человека при сопоставимом весе (40-50 килограммов). Эволюция прямохождения, если и происходила, то не отличалась высокой скоростью. По неизвестным причинам, миллионы лет назад наши предки довольствовались упрощенной формой прямохождения, так и не перейдя к полноценной, как у страуса.
Оуэн Лавджой полагал, что объяснение этому довольно простое: не бег был главным преимуществом прямохождения. Освобождение рук – вот что действительно важно. Ученый отметил, что у человекообразных обезьян уход за детенышем может длиться от четырех до пяти лет. В этот период самка обычно не способна забеременеть из-за гормональной регуляции, связанной с близостью к детенышу. Для самки шимпанзе воспитание нескольких детенышей до взрослого возраста представляет значительную трудность: потомство высших обезьян созревает медленно и требует многолетней ручной переноски. Это не так с детенышами низших обезьян, которые самостоятельно цепляются за шерсть матери и их непросто отлучить.
Даже при благоприятных условиях численность популяции шимпанзе увеличивается медленно. Если бы родственник шимпанзе мог одновременно родить двоих детенышей, скорость размножения удвоилась бы. Это имеет большое значение для выживания в непростых условиях Африки.
Прямохождение предоставляло человеку преимущества, недоступные страусу, не обладающему развитыми верхними конечностями. Самки сахелантропов (хотя первоначальная гипотеза Оуэна касалась австралопитеков) благодаря освобождению рук могли переносить на них детей, не опасаясь, что они упадут с их шерсти.
Не менее важным фактором является то, что самец сахелантропа мог приносить самке пищу, используя свободные руки. Увеличение числа потомства вдвое по сравнению с предыдущими периодами сделало невозможной заботу об их содержании одной самкой. Современные шимпанзе также делятся добычей, особенно когда речь идет о мясе, однако это происходит только при условии, что пища была добыта вблизи их «гнездового» комплекса. Переносить мясо на расстояние до десяти километров без возможности использования рук – крайне сложная задача.
Лавджой указывает на то, что система, ориентированная на рождение большего количества детей за счет использования «свободных рук», плохо сочетается со стандартной моделью полового поведения, характерной для многих приматов. Так, павианы (или доминирующие шимпанзе) могут во время эструса отталкивать от самки более слабых соперниц, демонстрируя угрожающие жесты, такие как оскал или даже укус. В рамках подобного образа жизни самец не станет приносить добычу самке: она выберет наиболее сильного самца, пока он находится рядом, а затем, когда он отойдет, выберет того, кто окажется ближе всего. Подобная модель поведения, мягко говоря, не представляет особого интереса для самцов шимпанзе. Если он заподозрит, что детеныш не от него, он может его убить (и, увы, даже съесть), чтобы она могла забеременеть от него.
Проще говоря, гипотеза о том, что для обеспечения достаточного количества потомства необходима свобода действий, подразумевает наличие моногамных отношений. Иначе говоря, для самца подобная ситуация не имеет практического смысла. Если самка способна самостоятельно воспитывать детенышей, вероятность передачи генов такого самца будет невысокой.
У некоторых видов приматов, таких как ночные обезьяны из Нового Света, гиббоны и медные прыгуны (обитающие в Южной Америке), наблюдается пожизненная моногамия. У людей же моногамия носит условный характер: она отличается от моногамии ночных обезьян или гиббонов тем, что, во-первых, случаются разводы, а, во-вторых, генетические исследования последовательно демонстрируют, что небольшое число детей в популяции рождается в результате внебрачных связей.
Если гипотеза Лавджоя подтвердится, то у сахелантропов должен наблюдаться менее выраженный половой диморфизм, в частности, клыки самцов не должны значительно отличаться от клыков самок, как это, например, наблюдается у гиббонов, которые не используют клыки в драках и демонстрируют незначительный диморфизм по этому признаку. В настоящее время обнаружено крайне мало останков сахелантропов, что затрудняет их точную половую идентификацию. Тем не менее, у известных находок клыки не отличаются особой массивностью (в отличие от клыков павианов). Либо все имеющиеся находки принадлежат самкам, либо самцы сахелантропов действительно не использовали клыки для борьбы за самок, отдавая предпочтение другим способам установления доминантности.
Как же он выжил?
Действительно, прямохождение сахелантропа можно интерпретировать в соответствии с предположениями Лавджоя. Если один вид производит одного потомка на самку каждые пять лет, в то время как самки другого вида способны рожать вновь через три года, то последний получает ощутимое преимущество, поскольку «папа» сможет обеспечить его пропитанием.
Возникает вопрос: почему ни одно из них, ни самцы, ни самки, не стало чьей-то добычей? Четвероногие шимпанзе, как правило, быстрее бегают, чем двуногие люди, хотя и на значительно меньшие расстояния. Им было бы легче избежать нападения львов, достаточно лишь вовремя их заметить. Преодолеть расстояние до ближайшего дерева на скорости 40 километров в час — задача выполнимая, и она значительно проще, чем получится у среднего Homo sapiens в наши дни.
Для людей каменного века ситуация ясна: наличие копья позволяло им избегать необходимости бежать. Львы, в свою очередь, уступают место подросткам масаев (для которых убийство льва является ритуалом инициации), однако сами масаи не испытывают страха перед львами. Судя по относительно небольшому объему мозга и архаичным чертам строения черепа, сахелантроп, вероятно, не владел копьем. Соответственно, он не мог ни убежать от опасности, ни защититься. Как же он выживал в таком притягательном и разнообразном регионе, как Африка?
Наиболее вероятный ответ: в той части новой работы в Nature, в ходе исследования локтевой кости нашего древнего родственника были выявлены признаки активного древесного образа жизни. Иными словами, сахелантроп предпочитал не удаляться от деревьев, чтобы, обнаружив льва, иметь возможность быстро добежать до спасительного дерева. Лев слишком массивен, чтобы преследовать быстрого примата по тонким ветвям. А леопард, как показывает опыт современных африканских приматов, может столкнуться с трудностями при нападении на взрослого и крупного самца обезьяны.
В конечном счете, отказ от лазания по деревьям оказался оправданным. Хотя мы и не столь умело взбираемся на деревья, чем наши ближайшие родственники, шимпанзе, их самцы обладают более развитой мускулатурой, а размеры их половых желез, что, вероятно, связано с отсутствием моногамии, значительно превышают аналогичные показатели у мужчин.
Свободные передние конечности связаны не только с моногамным поведением (пусть даже формальным). Они также позволили сократить затраты энергии на разрешение споров за самок и перенаправить ее на обеспечение потомства. Помимо этого, со временем это дало нашим предкам возможность начать изготавливать каменные орудия и оружие. И, закономерно, это привело к развитию цивилизации.