В книге «Происхождение человека», опубликованной в 1871 году, Чарльз Дарвин выдвинул гипотезу о том, что предки людей вышли из Африки. Он указал, что среди всех животных, африканские обезьяны — гориллы и шимпанзе — наиболее близки людям. Но у него было мало окаменелостей. Мог ли Дарвин ошибиться с континентом? Какой была история древних предков всех людей? В 1924 году, случайная находка подтвердила предположение Дарвина.
Среди обломков известнякового карьера в Южной Африке шахтеры обнаружили череп малыша. Основываясь на сочетании в ребенке человеческих и обезьяноподобных черт, анатом предположил, что окаменелость была тем, что называется «недостающее звено». Это была самая обезьяноподобная окаменелость гоминида, которую находили, то есть члена семейства Hominidae, в которое входят люди и все наши родственники.
Наша родина Африка или нет?
Однако, этой окаменелости было недостаточно, чтобы подтвердить, что Африка является нашей родиной. Со времени этого открытия палеоантропологи собрали многие тысячи окаменелостей, и доказательства снова и снова указывают на Африку как на место нашего происхождения. Генетические исследования это подтверждают.
Африканские обезьяны действительно являются нашими ближайшими из ныне живущих родственников, при этом шимпанзе более тесно связаны с людьми, чем с гориллами. Фактически, многие ученые включают человекообразных обезьян в семейство гоминидов, используя более узкий термин «гоминины» для обозначения людей и наших вымерших родственников. Идея африканского происхождения человечества объединяет многих исследователей. «Я думаю, что все согласны и понимают, что Африка сыграла важную роль в эволюции нашего вида», — говорит Чарльз Мусиба, палеоантрополог из Университета Колорадо в Денвере (США).
Палеоантропологи обрисовали приблизительную картину того, как развивалась эволюция людей. Где-то между 9 и 6 миллионами лет назад появились первые гоминины. Хождение прямо на двух ногах отличало наших древних предков от других обезьян; у наших предков также были клыки меньшего размера, что, возможно, говорит об уменьшении агрессии и изменении социальных взаимодействий.
Примерно 3,5–3 млн лет назад предки людей вышли за пределы лесных массивов Африки, она становилась все суше, и по всему континенту распространились луга. К тому времени гоминины занимались изготовлением каменных орудий. Человеческий род появился между 2,5 и 2 млн лет назад, может раньше, с большим мозгом, чем их предшественники. По крайней мере, 2 млн лет назад, Homo начали путешествовать из Африки в Евразию. Примерно 300.000 лет назад появился Homo sapiens.
Но эволюция человека не была линейным процессом, как считали в 1940-х и 1950-х годах. Человек не состоял из почти непрерывной цепи, в которой один гоминин эволюционировал в следующий во времени. Открытия окаменелостей в 60-х и 70-х годах XX века выявили более густое генеалогическое древо с множеством тупиковых ветвей. По некоторым подсчетам, в летописи окаменелостей было идентифицировано более 20 видов гомининов. Эксперты расходятся во мнениях относительно того, как классифицировать все эти формы, но очевидно, что гоминины были разнообразными, причем некоторые виды пересекались как во времени, так и в месте.
Но даже наш вид не всегда был одинок. Всего 50.000 лет назад на индонезийском острове Флорес жил крохотный 1-метровый Homo floresiensis. А 300.000 лет назад Homo naledi был соседом в Южной Африке. Бернард Вуд, палеоантрополог из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, считает, что открытие таких «примитивных» видов — у обоих был небольшой мозг — живущих в то же время, что и H. sapiens, является напоминанием о том, сколько еще предстоит узнать. По словам Вуда, пока рано писать полную историю эволюции человека с таким большим основанием — в Африке и других местах. Наша история все еще в разработки.
В ноябре 1924 года, в Южной Африке были найдены окаменелости, которые были привезены в Йоханнесбург, Южная Африка, из шахты недалеко от города Таунг. Раймонд Дарт, австралийский антрополог, признал, что найденные останки принадлежат австралопитеку африканского происхождения, который назвали «Таунгский ребёнок». Он обладал как обезьяноподобными, так и человекоподобными чертами. Находка подтолкнула к поискам новых окаменелостей гомининов в Африке.
7 февраля 1925 года Дарт представил миру ребенка Таунг. Он описал окаменелость как обезьяну, с некоторыми явно похожими на человека чертами, включая относительно плоское лицо и маленькие клыки. Большое затылочное отверстие, через которое спинной мозг выходит из головы, располагалось непосредственно под черепом, что означало, что ребенок имел прямую осанку и ходил на двух ногах.
Раймонд Дарт пришел к выводу, что ребенок Таунг принадлежал к «вымершей расе обезьян, занимающей промежуточное положение между живыми антропоидами и человеком». Его мнение сводилось к тому, что найденная окаменелость (череп) была так называемым недостающим звеном между другими приматами и людьми.
Дарт назвал его Australopithecus africanus или южная африканская обезьяна. Он утверждал, что эта находка подтверждает убеждение Чарльза Дарвина в том, что люди возникли на африканском континенте. Но утверждения Дарта в основном были встречены учеными скептически. Потребовалось более двух десятилетий новых находок окаменелостей и достижений в области геологического датирования, чтобы гипотеза Дарт подтвердилась и Африка стала эпицентром палеоантропологии.
История поисков в Африке
Поиски в Африке начались в 1920-х годах. Тем не менее, еще предстоит исследовать большую часть континента, поскольку палеоантропологи в основном сосредоточились на восточной и южной Африке. Самые старые известные окаменелости Homo sapiens, датируемые примерно 300.000 лет назад, происходят из Джебель-Ирхуда в Марокко.
На стоянке Торос-Меналла в Чаде исследователи обнаружили, возможно, самого раннего известного гоминина, Sahelanthropus tchadensis. В районе Афар Эфиопии находится множество древних памятников, возраст некоторых из которых превышает 5 миллионов лет. Основные находки включают ранних гомининов Ардипитека и Люси. Южная Эфиопия и северная Кения имеют долгую историю гомининов, включая окаменелости австралопитека, некоторые из самых старых известных каменных орудий, ранние окаменелости Homo и ранние окаменелости H. sapiens.
Луис и Мэри Лики исследовали Олдувайское ущелье Танзании и обнаружили находки Paranthropus boisei и Homo habilis. На близлежащем городище Лаэтоли сохранились следы гомининов, датируемые 3,6 млн лет назад. Череп Кабве, первая окаменелость гоминина, найденная в Африке, добыта из шахты в Замбии в 1921 году. Пещеры Южной Африки дали австралопитека, парантропа и Homo окаменелости.
В рабочих карьерах недалеко от Таунга, Южная Африка, обнаружили первую в истории окаменелость австралопитека. В пещерах вдоль побережья Южной Африки ученые обнаружили богатые записи активности H. sapiens, включая, возможно, самые ранние известные рисунки и другие признаки символического поведения.
Не все согласны с Дарвином
В отличие от Дарвина, многие эволюционисты конца 19-го и начала 20-го веков считали, что история человека уходит своими корнями в Азию, а не в Африку. Некоторые утверждали, что гиббоны Азии были ближайшими родственниками людей. Другие полагали, что изменение климата в Центральной Азии спровоцировали эволюцию человека. Один натуралист даже предположил, что происхождение человека восходит к затерянному континенту, который затонул в Индийском океане, что вынудило наших предков переселиться в Юго-Восточную Азию.
И именно там был найден лучший претендент на звание самого раннего предка человека. В 1890-х годах группа ученых под руководством голландского врача, ставшего антропологом Эжена Дюбуа, обнаружила на индонезийском острове Ява человеческую бедренную кость, которая была отнесена к остаткам неизвестного человекообразного. По форме бедренной кости был сделан вывод о прямохождении, а сам новый вид назван Pithecantropus erectus (обезьяночеловек прямоходящий).
В Европе были свои интересные окаменелости. Неандертальцы были известны с середины 19 века, но к началу 20 века их считали кузенами, жившими относительно недавно. Более подходящее открытие, казалось, было сделано в 1912 году, когда археолог-любитель обнаружил человеческие кости недалеко от Пилтдауна, Англия (т.н. Пилтдаунский человек). Кости черепа намекали, что у него был мозг размером с мозг человека, но на его примитивной челюсти был большой обезьяноподобный клык.
Британские ученые приветствовали это открытие — и не только потому, что считали, что Англия сыграла роль в происхождении человека. Черты Пилтдаунского человека соответствуют взглядам британского истеблишмента на эволюцию человека, согласно которым большой мозг отличал людей от других обезьян. Поэтому, когда Дарт объявил, что он нашел двуногую обезьяну с маленьким мозгом и человеческими зубами в южной части Африки, ученые были настроены скептически, говорит Пейдж Мэдисон, историк науки из Датского музея естествознания в Копенгагене.
Ученые также скептически относились к самому Дарту. Во время учебы в Лондоне он заработал репутацию «научного еретика, склонного к широким утверждениям», согласно статье, написанной в соавторстве с его коллегой. Критики также жаловались, что Дарт отказался отправить окаменелости таунгского ребёнка в Англию. Этот отказ рассердил британскую старую гвардию. «Ученым в Англии было неприятно, что молодой колониальный выскочка сам исследовал череп, — писал позже один из современников Дарта, — вместо того, чтобы передать его более опытным коллегам».
Трудно не задаться вопросом, как расистские взгляды той эпохи формировали восприятие эволюции человека? Когда был найден таунгский ребёнок в 1924 году, в то время евгеника все еще считалась наукой и большая часть антропологии была посвящена разделению людей на расы и их иерархии. С одной стороны, западные исследователи придерживались представления о том, что африканцы более примитивны, чем белые люди, даже менее развиты. С другой стороны, они хотели верить, что Европа или Азия — это то место, откуда произошли люди.
В 1930-х и 1940-х годах Роберт Брум обнаружил окаменелости в пещерах Южной Африки, что помогло убедить скептиков в том, что австралопитек был предком человека. Именно эти доказательства Брум начал находить в 1936 году в пещерах недалеко от Йоханнесбурга. Он собрал коллекцию окаменелостей, которые подтвердили, что Южная Африка когда-то была домом для двуногих обезьян, а кости черепа подтвердили выводы Дарта о человекоподобных зубах A. africanus.
Даже самые стойкие скептики не могли игнорировать это свидетельство. Британский анатом Артур Кейт, который однажды назвал утверждения Дарта «абсурдными», согласился. «Теперь я убежден, что профессор Дарт был прав, а я — нет».
Раскопки в Олдувайском ущелье
Со времени раскопок таунгского ребёнка, открытия окаменелостей гомининов продолжались в Африке. В ущелье Олдувай в восточной части Танзании были найдены находки палеоантропологами, мужем и женой Луи и Мэри Лики. Луи, выросший в Восточной Африке как сын английских миссионеров, долгое время считал Африку родиной человечества. Пока Брум прочесывал Южную Африку в 1930-х годах, Лики начали исследовать Олдувайское ущелье на территории современной Танзании.
Год за годом паре Лики не удавалось найти окаменелости гомининов. Но они откопали каменные орудия, предполагая, что здесь жили гоминины. Так что они продолжали свои поиски. Однажды, в 1959 году, когда в лагере оставался больной Луи, Мэри обнаружила череп с маленькими клыками, как у австралопитека. Но у этой окаменелости были гигантские коренные зубы, расширяющиеся скулы и костный гребень, проходящий вдоль верхней части черепа, где могли бы прикрепиться массивные жевательные мышцы. Этот вид получил название Zinjanthropus boisei.
Луи и Мэри Лики потратили десятилетия на раскопки в Олдувайском ущелье прежде чем нашли окаменелости гомининов. До открытия Zinjanthropus boisei определение возраста окаменелостей гомининов было в основном игрой в догадки, потому что не было надежного способа измерить, как давно образовались древние окаменелости. Однако, успехи ядерной физики в начале и середине 20 века привели к появлению методов радиоактивного датирования, которые позволили вычислить возраст.
Используя калий-аргоновое датирование (радиометрический метод датирования, используемый в геохронологии и археологии), геологи сообщили в 1961 году, что Zinjanthropus произошел из слоя горных пород возрастом около 1,75 миллиона лет. Окаменелость была в три раза старше, чем предполагали Лики. (Позже выяснилось, что A. africanus был еще старше, живя от 2 до 3 миллионов лет назад.) Это открытие увеличило временные рамки, в которых ученые составляли карту эволюции человека.
В начале 1960-х команда Лики обнаружила окаменелости гоминина, который жил примерно в то же время, что и Zinjanthropus, но имел меньшие, более похожие на человека зубы и мозг, значительно больший, чем у Zinjanthropus и австралопитека. Из-за большого размера мозга и деталей руки Лики утверждали, что этот гоминин был тем, кто делал инструменты в Олдувайском ущелье; в 1964 году Луис и его коллеги отнесли его к роду людей под названием Homo habilis, или умелый человек.
Открытия в Олдувайском ущелье положили началу палеоантропологической золотой лихорадке в Африке. Например, открытие 1974 года в Эфиопии еще раз расширило временные рамки человеческой эволюции. Это было одно из самых известных открытий во всей эволюции человека: почти 40% полного скелета Люси, известной как Australopithecus afarensis, которая жила около 3,2 миллиона лет назад.
С тех пор исследователи неоднократно показывали, что летопись окаменелостей гомининов простирается дальше всего в Африке. Сегодня самые старые найденные предполагаемые гоминины датируются примерно 6 или 7 миллионами лет — примерно в то время, когда пути древних предков людей и шимпанзе, вероятно, разошлись.
Скелет Люси, обнаруженный в Эфиопии в 1974 году, подтвердил, что наши древние предки эволюционировали в вертикальной ходьбе задолго до появления большого мозга. Даже после того, как стало ясно, что гоминины произошли в Африке, все еще оставалось неясным, откуда появился Homo sapiens. К 1980-м годам ученые в основном разделились на два лагеря. Одна сторона утверждала, что современные люди, как и самые ранние гоминины, пришли откуда-то из Африки. Другая сторона выступала за более расплывчатый старт в Африке, Азии и Европе.
В то же десятилетие исследователи все больше полагались на генетику при изучении происхождения человека. Ученые обращались к ДНК современных людей, чтобы сделать выводы о древних популяциях. Но к концу 1990-х годов генетики совершили подвиг: расшифровали ДНК, сохранившуюся в окаменелостях гомининов.
Задолго до появления генетики или даже открытия многих окаменелостей гомининов, выяснение происхождения человека было целью объяснить, как возникли различные расы в мире. Но после ужасов Второй мировой войны антропологи начали сомневаться в истинности теории расы и приходить к выводу, что все люди настолько похожи, что раса является скорее культурным понятием, чем биологическим феноменом.
На самом деле люди генетически менее разнообразны, чем шимпанзе. Тем не менее, некоторые исследователи продолжали придерживаться идеи, что раса играет центральную роль в понимании эволюции человека. В 1962 году американский антрополог Карлтон Кун утверждал, что современные расы произошли от общего предка, но разные линии независимо эволюционировали в H. sapiens, причем расы пересекали границу «sapiens» в разное время. По мнению Куна, «негритянская раса по крайней мере на 200.000 лет отстает от белой расы по лестнице эволюции».
Кун опубликовал свои заявления в разгар движения за гражданские права чернокожих в США, менее чем за год до того, как Мартин Лютер Кинг-младший встал на ступеньки Мемориала Линкольна и поделился своей мечтой о расовом равенстве. Защитники сегрегации ссылались на предполагаемые доказательства неполноценности, чтобы оправдать свои расистские взгляды. Но многие эксперты не приняли во внимание точку зрения Куна. Это «крайнее мнение», сказал один антрополог в интервью журналу Science News Letter в 1962 году и ему не хватает «доказательств».
Как появился Homo sapiens
В середине 1980-х антропологи вернулись к выяснению корней H. sapiens. К тому времени сложилась основная картина: гоминины возникли в Африке, и H. erectus был первым, кто рискнул выйти за ее пределы, что, как мы теперь знаем, произошло почти 2 млн лет назад. В некоторых местах длительное время сохранялись H. erectus; повсюду появились новые группы, такие как неандертальцы в Европе и Азии. В какой-то момент появился H. sapiens, а его предшественники исчезли.
Некоторые из старейших окаменелостей Homo sapiens лишены некоторых черт, характерных для людей. Например, череп возрастом примерно 300.000 лет из Джебель-Ирхуда в Марокко имеет относительно длинную плоскую черепную коробку. Лишь позже появляется высокая округлая черепная коробка, как у черепа 195000-летнего возраста из Омо Кибиша и черепа 160.000-летнего из Герто, оба из Эфиопии.
Но антропологи не могли провести четкую грань между концом H. erectus и началом H. sapiens. Милфорд Уолпофф, палеоантрополог из Мичиганского университета в Анн-Арборе, и его коллеги утверждали, что H. erectus и другие, казалось бы, отдельные группы должны быть объединены в наш вид. Путем спаривания эти более ранние «архаичные» H. sapiens развили черты «анатомически современных» людей.
Критики сомневались, что тогда могло быть достаточно межгрупповых спариваний, чтобы позволить небольшой, разбросанной по всему миру популяции остаться единым целым. Крис Стрингер, палеоантрополог из Музея естественной истории в Лондоне, и его коллеги предположили, что H. sapiens произошел только в одном месте — произошел от H. erectus или последующих видов — а затем распространился по всему миру. Попутно эти люди заменили других гомининов, включая неандертальцев.
Обе теории было трудно проверить. Идея единого происхождения предсказывала, что самые старые человеческие окаменелости должны быть найдены в одном регионе. Но окаменелостей соответствующего периода времени не так много. Исследователи не пришли к единому мнению, какие особенности определяют современных людей.
Генетическая революция
К 1980-м годам, исследование ДНК привело ученых к новым способам исследовать глубокое прошлое. В 1987 году генетические исследования переместили импульс в сторону теории единого происхождения, точкой которой была Африка. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли изучили митохондриальную ДНК людей со всего мира. Митохондриальная ДНК передается от матери к ребенку и не претерпевает генетических изменений, она сохраняет запись материнского происхождения.
Африканские популяции показали наибольшее генетическое разнообразие. И когда команда построила генеалогическое древо, используя генетические данные, у него было две основные ветви: одна содержала только африканские линии, а другая — линии всего мира. Это предполагает, что «материнская» линия произошла из Африки. Основываясь на оценочной скорости, с которой митохондриальная ДНК накапливает изменения, команда подсчитала, что митохондриальная Ева жила 200.000 лет назад.
Как и окаменелости, генетические свидетельства открыты для научной интерпретации. Но в конце 1980-х, 1990-х и начале 2000-х годов новые методы датирования и открытия показали, что самые ранние окаменелости H. sapiens пришли из Африки, на стоянках в Эфиопии, датируемых 195.000 – 160.000 лет назад. Совсем недавно ученые связали окаменелости Марокко возрастом примерно 300.000 лет с H. sapiens.
Новое окно в прошлое открылось в 1997 году. Группа ученых под руководством Сванте Паабо, генетика из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, извлекла митохондриальную ДНК из окаменелости неандертальца. Она настолько отличалась от ДНК любого современного человека, что предполагала, что неандертальцы должны быть отдельным видом. Но палеоантропология подобна разгадыванию головоломки без всех частей; любое открытие меняет картину.
Да, ученые говорят, что родиной современных людей является Африка, но как только люди распространялись на новые территории, они спаривались с другими гомининами. Намеки на такую гибридизацию появились в конце 90-х годов 20 века, когда некоторые ученые заявили, что древний скелет из Португалии имел смесь неандертальских и человеческих черт. Скрещивание видов не единственное открытие.
В 2010 году группа Паабо также проанализировала ДНК из кости пальца, найденной в Денисовой пещере в Сибири. Здесь когда-то жили и неандертальцы, и современные люди, но ДНК не соответствовала ни одной из групп. Впервые генетика выявила нового гоминина . Эти денисовцы по-прежнему загадочны, известны лишь по нескольким кусочкам костей и зубов, но они тоже скрещивались с людьми. Например, денисовская ДНК составляет от 2 до 4 процентов генома меланезийского народа.
С происхождением все сложно
За последнее десятилетие, когда генетические открытия окаменелостей нарисовали более сложную картину происхождения человека. Эволюция человека, вероятно, была больше похожа на паутину, чем на дерево с отдельными ветвями. Одна из новых теорий предполагает, что большая часть ранней эволюции человека произошла в Африке, но на континенте не было ни одного места, где родился H. sapiens.
По крайней мере, 300.000 лет начали проявляться современные черты H. sapiens. Но эти особенности возникли не все вместе. По словам Элеоноры Шерри, археолога-эволюциониста из Института науки истории человечества им. Макса Планка в Йене, Германия, в результате спаривания разных популяций по всей Африке появился набор поведенческих и биологических черт, которые определяют нас сегодня.
«Наши корни лежат во взаимодействии этих разных групп населения», — говорит она. Понимание этих взаимодействий ограничено тем, насколько мало исследователи древней Африки до сих пор знают о ее прошлом населении. Западная, центральная и большая часть Северной Африки — это terra incognita. В других частях света еще есть что исследовать. Единое, объединяющее объяснение происхождения человека может оказаться невозможным, поскольку разные эволюционные процессы, вероятно, сформировали историю человечества в разных регионах, говорит Атрейя из Техасского университета A&M. Дальнейший прогресс в понимании этих процессов и наших корней будет зависеть от новых открытий и технологических достижений, считают ученые.
Эрин Уэйман, антрополог, редактор журнала Science News
