Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир

Автор Александр Бурлака

Ученые из Института науки истории человечества общества Макса Планка и Мичиганского университета проанализировали большое количество исследований, касающихся распространения нашего вида Homo sapiens за пределы Африки и вытеснение им других представителей рода Homo.

Для того, чтобы объяснить, как случилось так, что новые пришельцы быстро вытеснили с достаточно экстремальных экологических ниш виды, которые уже были хорошо к ним приспособлены, исследователи выдвинули концепцию человека как “генералістичного (универсального) специалиста”.

Как люди впервые вышли из Африки?

Вообще-то идея о том, что экологическая ниша человека лучше всего описывается термином “специализация на неспециализации” среди тех, кто занимается происхождением человека, далеко не нова. Однако, какой именно механизм адаптации в отношении человека разумного стоит за этим термином без детального анализа того, что происходило за последние сто тысяч лет, понять трудно.

Патрик Робертс и Брайан Стюарт начали собственное исследование по реконструкции того, какие экологические ниши занимали разные популяции людей в течение своего существования и распространения по планете. И начать этот рассказ стоит с того времени, как первые Homo erectus вышли из Африки. Наиболее известная находка людей этого периода – в пещере около города Дманиси в Грузии, которая датируется периодом 1,8 миллиона лет назад.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Схематическое изображение расселения архаичных людей. Источник: John D. Croft

1,2-0,8 миллиона лет назад люди достигли Восточной Азии и пещеры Атапуэрка в Испании.

Трудно им было приспособиться к новым условиям и новых животных, которые жили на этой территории? Оказывается, что не очень. Согласно исследованиям, опубликованным в 2004-2005 годах, несмотря на то, что существовал барьер в виде Красного моря, с точки зрения климата, весь регион от Северной Африки до Северного Китая представлял собой одно целое.

Исследователь Робин Деннел метко назвал эту климатическую зону “Саванастан”, подчеркивая, что эта мозаика из тропических лесов вдоль берегов рек и открытых травянистых равнин скорее характерна для современной Африки, чем для Азии.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Современная африканская саванна. Источник: Cooper CT

Архаичные люди юга

Правда, впоследствии климат таки поменялся. Большинство животных, пришли из Африки, умерли, а людям пришлось адаптироваться. В Юго-Восточной Азии этот процесс был связан с распространением тропических лесов. Соответственно, Homo erectus пришлось перейти к образу жизни и питания, связанного с тропическим лесом. По крайней мере, исследования останков людей из формаций Сангиран, Бапанг и Триниль на острове Ява говорят именно об этом.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Homo floresiensis и слоны.

На индонезийском острове Флорес же эволюция зашла еще дальше. Люди сюда пришли тоже не сами по себе, а вместе с несколькими другими видами животных-пришельцев, с которыми, очевидно, были связаны экологически. Важнейшими из них были слоны из рода стегодон, которые, вероятно, время от времени становились пищей для еректусів. И на Флоресі произошло то, что происходит с животными на островах: и охотники, и добыча измельчалии. Так, Homo floresiensis был всего метр высотой, но и слоны, которые жили на одном острове с ним, весили 850 килограммов.

Были все “досапиентных” популяции людей в Юго-Восточной Азии специализированными обитателями тропических лесов? Некоторое время доминировала мысль, что так. Однако, как показано в статье 2009 года исследователь из Австралийского национального университета Бена Марвіка, сама континентальная часть Юго-Восточной Азии представляла собой все ту же мозаику из речных долин, покрытых тропическим лесом и открытых участков травянистых равнин. Разве что теперь первые доминировали над вторыми.

Неандертальцы и денисовцы

Что же касается северных популяций архаичных людей, то с ними все еще интереснее. Представление о них, как о один или два вида людей, что были специализированные для выживания в сухом и холодном климате, не нашли своего подтверждения. Все эти “европейские неандертальцы“, “ближневосточные неандертальцы”,”денисовцы” существовали во множестве очень непохожих между собой ландшафтов.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Художественное изображение плейстоценового арктического пейзажа.

Преобладали, конечно, “палеоарктические условия”, они же “мамонтовы степи” – свободные от леса равнинные или холмистые участки суши, которые большую часть года были покрыты снегом. Несколько месяцев в году они покрывались травой, под которой, между тем, сохранялась вечная мерзлота. Но большое количество “северных” популяций жила в лесах, в Средиземноморье, где сохранялся умеренный климат, в степях и даже пустынях.

Исследование 2008 года указывает на то, что на территории современного Гибралтара неандертальцы питались в основном дарами моря. А статья 2011 года отмечает, что неандертальцы не брезговали и растительной пищей. Вообще же многочисленные исследования не находят в разрозненных групп неандертальцев или денисовцев некоего единого комплекса адаптаций к сухому и холодному климату. Можно предположить, что северные популяции архаичных людей Евразии трудно объединить в какие-то виды с точки зрения их среды.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Реконструкция пещеры неандертальцев. Источник: Tyler B. Tretsven.

Больше похоже на то, что речь идет о отдельные изолированные популяции, каждая из которых производила свой набор приспособлений к той или иной комбинации экстремальных условий. Первая волна адаптации к “неафриканских” условий давалась людям тяжело, но в конце концов архаичные люди заняли в Евразии целый ряд экологических ниш от “мамонтовых степей” до экваториальных лесов. И они успешно удерживали места для охоты в этих нишах сотни тысяч лет.

Однако впоследствии из Африки пришли Homo sapiens и всего за несколько десятков тысяч лет заняли все эти ниши и, вдобавок к тому, приспособились к тех климатических условий, с которыми не смогли справиться ни еректуси, ни неандертальцы с денисовцами.

Homo sapiens покоряют мир

Как так могло произойти? Начало этого процесса представить нетрудно. Произошли очередные изменения климата и возникли “коридоры миграции” для африканской фауны, а вместе с ней и людей. Так же, как и их предшественники, большинство африканских Homo sapiens были обитателями равнин и береговых лесов.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Карта потенциального распространения архаичных гомінінів (H. erectus, H. floresiensis, H. neanderthalenesis, денисовцев и архаичных африканских гомінінів) и распространение H. sapiens около 300 и 60 тыс. лет назад. Источник: Nature Human Behaviour. 10.1038/s41562-018-0394-4

Поэтому во времена, когда климат Аравии был значительно мягче нынешнего, и на ее территории жили гиппопотамы, никаких препятствий, чтобы преодолеть тысячи километров у людей не было. Ну а вытеснение других популяций людей с этой территории легко объясняется тем, что у наших предков были острее копья и языки.

При этом интересным выглядит то, как люди преодолевали те участки пустынь, которые оставались на их пути. Примером может служить пустыня Тар на северо-западе Индии. Сейчас это довольно неприветливое место, в котором с палеолитическими технологиями трудно выжить. Было не очень понятно, откуда здесь взялись остатки людей, которые датируются периодом между 90 и 21 тысячелетием до нашей эры.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Пустыня Тар в Раджастане, Индия. Источник: By sushmita balasubramani (Flickr: the vast expanse of the Thar desrt) [CC BY 2.0]

И вот в 2013 году появилось исследование, согласно которому появление в пустыне Тар человека совпадает по времени с образованием здесь озера и речной системы. Оказалось, что и здесь люди шли туда, где временно изменился климат. Когда за несколько тысяч лет водоемы исчезли, люди уже успели приспособиться к местным условиям. Согласно другим исследованиям, то же самое произошло 45 тысяч лет назад в Австралии. Пустынные центральные районы превратились в саванну, туда зашли люди и остались навсегда.

Заселение Тибета

Еще более интересной является загадка заселения людьми высокогорных плато современного типа, таких как Тибет. Дело в том, что согласно современным представлениям, более ранние Homo если и заходили в высокогорных районов, то делали это временно. Современные же люди, судя по всему, заселили эти территории очень рано и очень быстро. Кроме того, еще в палеолите сапиенсы населяли высоты, которые так и остались недостижимыми для более архаичных популяций, населявших Землю вместе с ними.

У современного населения Тибета имеющиеся мутации, которые помогают им адаптироваться к жизни в высокогорных районах. Однако, в соответствии с исследования, опубликованного в 2017 году, эти мутации произошли около 4 тысяч лет назад. Конечно, можно предположить, что на самом деле они более древние, и предки тибетцев получили их в результате гибридизации с более древними людьми, которые заходили в горы еще до того, как сюда пришли Homo sapiens. Однако генетические исследования указывают на то, что гены, которые отвечают за адаптацию к высокогорью отличаются не только у тибетцев и жителей высокогорий Эфиопии, но и у тибетцев и людей, населяющих южноамериканские Анды.

Это ставит под сомнение идею о том, что гены адаптации к высокогорным условиям были позаимствованы у более архаичных Homo. Ведь индейцы происходят от населения Восточной Азии и комплекс генов, заимствованный в результате скрещиваний с неандертальцами у них тот же. Иными словами, 30 тысяч лет назад, когда, согласно исследованиям началось заселение плато Тибета, действовало не заимствование генов, а какой-то другой механизм адаптации. И опять же палеоклиматологов подсказывают, что между 40 и 25 тысячами лет назад климат изменился, и низменные части плато Тибета были значительно теплее и влажными, чем сейчас.

Анды и неполнота палеонтологического летописи

Что касается Анд, то с ними ситуация еще интереснее. Остатки людей, найденные здесь на высоте 4300 метров над уровнем моря не только наиболее «высокогорные» всех палеолитических (до появления земледелия) находок человека. Они еще и наиболее древние в Южной Америке.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Андское плато. Источник: Claire POUTEAU, Clairette.

Здесь необходимо сделать отступление от темы и рассказать о Тафономии.

Тафономия – это наука, которая изучает закономерности захоронения остатков органического мира земли. И она говорит о том, что в разных местностях останки животных сохраняются неодинаково хорошо. В тропических лесах они хранятся плохо, в то время как в сухом высокогорном климате – хорошо. Кроме тафономії еще надо вспомнить, что в определенных местностях палеонтологи через те или иные причины ведут свои исследования чаще, чем в других.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Экстремальные природные зоны, заселенные Homo sapiens (высокогорья и палеоарктика, тропические леса, пустыни). Источник: Maps from NASA Worldview. In Roberts and Stewart. 2018. Defining the ‘generalist specialist’ niche for Pleistocene Homo sapiens. Nature Human Behaviour. 10.1038/s41562-018-0394-4

То есть палеонтологический летопись является неполным, и мы не уверены в точности своих реконструкций распространение древних людей не только в Южной Америке, но и в Евразии. Но так или иначе, самая древняя находка человека в Южной Америке была сделана именно в Андах и датируется 13 тысячами лет.

“Мамонтовий степь” и экваториальные леса
От высокогорных плато стоит перейти к других экстремальных сред обитания. 45 тысяч лет назад представители нашего вида начали осваивать палеоарктику. И так же, как и с горными плато, расселение их было чрезвычайно стремительным по сравнению с предыдущими популяциями людей. Всего за несколько тысяч лет сапиенсы-охотники достигли Сибири, который тогда был покрыт “мамонтовым степью” до 72 градуса широты.

Стоянки сапиенсов и неандертальцев этого периода трудно отличить друг от друга. Однако похоже на то, что пришельцы с теплого юга жили в значительно более северных и более суровых условиях, чем “адаптированные к холоду” неандертальцы.

Примерно в это же время происходит заселение экваториальных лесов. Исследования показали, что люди современного типа начинали не только посещать, но и жить там на постоянной основе только их доставались. В Юго-Восточной Азии это произошло 50-45 тысяч лет назад, а в Южной Америке – 13-12 тысяч лет назад. И опять же, находок сапиенсов в этих лесах (насколько об этом вообще можно судить в таких неблагоприятных условиях) значительно больше, чем якобы приспособленных к ним архаичных популяций.

Похоже на то, что смена архаичных людей на современных происходила не столько благодаря победе в прямой конкуренции, сколько благодаря тому, что наши предки значительно лучше своих предшественников адаптировались именно к экстремальным условиям.

“Тренировочная площадка” для Homo sapiens

И сразу возникает вопрос: а как же Homo sapiens получили такие “сверхвозможности”. И логика подсказывает поискать ответ на этот вопрос на африканской прародине людей. Ведь перед тем, как чуть менее чем 100 тысяч лет назад выйти за пределы Африки вместе с очередным расширением африканской саванны, предки современных людей, по крайней мере, 200 тысяч лет жили на этом континенте.

Однако Африка – это далеко не только саванна и речные долины. Здесь достаточно и горных районов и пустынь и экваториальных лесов. А еще в течение десятилетий все эти климатические зоны все время двигались. Мы привыкли думать об изменениях климата на протяжении последнего миллиона лет как о явлении, которое наблюдалось, прежде всего, в высоких широтах Евразии. Как о серию оледенений и межледниковых периодов. Однако для наших предков 300-100 тысяч лет назад это были, прежде всего, наступления и отступления вражеских пустынь и лесов на милую их сердцу саванну.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Пустыня Калахари и ее автохтонное население. Источник: John L Bradfield

Фактически человечество в Африке все время жило в условиях “коридоров жизни”, которые постоянно менялись. Только такие коридоры проникали внутрь до сих пор “вражеской” климатической зоны, туда шли и люди. Там они боролись с необычными условиями вплоть до того времени, пока они не становились совсем невыносимыми. Так случилось в пустыне Калахари на юге Африки. Согласно современным исследованиям, люди пришли сюда около 90 – 77 тысяч лет назад и остались навсегда. То же самое произошло и в пустыне Намиб около 85 тысяч лет назад.

Как быстро приспособиться к новым условиям?

По крайней мере 140 тысяч лет назад люди проникли в густых экваториальных лесов Центральной Африки. Суммируя все результаты исследований, можно предположить, что именно это была первая полностью успешная попытка людей вполне освоить эту экосистему.

Ситуация в Лесото на юге Африки, которая сложилась около 45 тысяч лет назад, пожалуй, лучше всего иллюстрирует, как же люди научились быстро адаптироваться к экстремальным условиям. В те времена именно произошел очередной межледниковый период и на высоте 2100 метров климат стал таким, что не нуждался в адаптации к недостатку кислорода, а только адаптации к прохладному климату. И привычные к “африканским” условиям жители окружающей саванны очень быстро научились выживать здесь, делясь друг с другом секретами выживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Homo sapiens научились приспосабливаться к изменениям на Африканском континенте. Источник: кадр из фильма The Great Human Odyssey (2015)

 

И вот тут уже объяснения доходят до того самого “просто наши предки оказались умнее“. Ключевыми в новой теории о адаптивную способность человека оказываются три конкретные особенности современных людей, которые, как достаточно надежно установлено, и отличали их от предыдущих популяций: альтруизм относительно не-родственников, ритуализация передачи знаний и символьное мышление.

В условиях, когда не надо совершать невероятное, а надо просто научиться использовать непривычное окружение в свою пользу, каждая особь, что не просто додумалась до нового приспособления, но еще и поделилась плодами этих знаний с другими членами своей группы, а возможно и с членами других групп, получала преимущество в выживании. Выживание целой популяции людей на определенной территории было более успешным, чем то обеспечивали исключительно биологические приспособления.

А символьное мышление и ритуализация общения позволяли распространять и хранить эти знания в течение многих поколений. Однако исследователи пошли дальше и предложили теорию относительно того, как способность к хранению больших объемов культурной информации создала совершенно новую экологическую нишу для современного человека. Традиционно, по способу питания и средой обитания, все живые существа делятся на две категории: генералистов, приспособленных к широкому спектру пищи и условий существования, и специалистов, хорошо приспособленные к узкому диапазону питания и определенных условий жизни.

Цена адаптации

Homo erectus и его потомки, вышедшие из Африки 1,8 миллиона лет назад, оставались чрезвычайно успешными, но все же генералистами. Пример неандертальцев это хорошо иллюстрирует. При этом архаичные люди упрямо пытались овладеть более специализированные ниши, чем обитатель умеренно-температурной лесо-равнинной мозаики. Но им не хватало скорости адаптации.

Адаптация – это всегда гонка между средой, что “стремится уничтожить” популяцию и самими живыми существами, которые ищут способ сделать его несколько менее враждебным. В условиях, когда умеренный степь сменяется холодным, холодный степ – холодными лесами, а дальше все снова возвращается к степи, биологической эволюции и примитивной культурной эволюции просто не хватает скорости. Поэтому популяция, приспосабливается к новым условиям и через это страдает и отрывается от остального вида, вынужденная при резком изменении заново адаптироваться к чему-то новому.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Типы экологических ниш. Локальные популяции животных-специалистов практически неизменно используют один тип пищевой сети. Локальные популяции генералистов, наоборот, со временем используют различные пищевые каналы. Хотя H. sapiens часто приводится как пример классического генераліста, локальные популяции нашего вида очень часто прибегают к специализации на различных пищевых сетях, поэтому нам следует считать смешанным типом. Источник: Nature Human Behaviour ISSN 2397-3374

Переход к приспособлению за счет накопления культурной информации позволила местным популяциям достаточно быстро переходить к специализации, сохраняя единство. Такая модель “генералистичного специалиста” предполагает, что вместо разбивания вида на отдельные изолированные популяции, каждая из которых эволюционирует в своей узкой нише, возникает сплошной пространство популяций, контактирующих между собой, часть из которых является генералистами, а часть – специалистами.

Путь “генералистичного специалиста”

Когда меняется климат, группа может рассчитывать не только на выживание отдельного члена за счет его биологической и культурной адаптации. Вся группа или совокупность нескольких групп могут рассчитывать на опыт выживания каждого из членов группы.

Однако, когда существует распределение знаний между членами племени, эти знания сведены к символов и ритуалов. Они содержат совокупность возможных приспособлений, которые можно использовать, чтобы справиться с новой пищей, новыми климатическими условиями и новыми угрозами. Эта информация может быть даже избыточной, поскольку охватывает знания пожилых людей, которым “родители рассказывали”, как некогда жили “совсем не так, как сейчас”. А также знание различных чудаков, которые живут не там, где само племя и едят не то, что и все.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Ключевым фактором успешного выживания и распространения наших предков была адаптация. Источник: кадр из фильма The Great Human Odyssey (2015)

Собственно, новая роль генерализованного специалиста и позволила людям покорять экстремальные условия с невиданной доселе скоростью. Встречая на своем пути пустыню или горы, популяция сапиенсов “вклинювалася” в них там, где на короткий срок образовались более-менее благоприятные условия, и которые можно было преодолеть взаимопомощью и багажом знаний. А дальше шла адаптация, и через некоторое время сапиенсы в этой местности распространяются уже как совокупность генералистичних и специализированных популяций.

И загадка вымирания неандертальцев и эректусов выглядит уже не такой и сложной. Там, где группа архаичных людей пыталась выжить в нескольких зонах, ни одну из которых она была не способна полностью обжить, сапиенсы занимали все возможные зоны и заселяли их настолько плотно, насколько это вообще было возможно. В результате, всего за несколько десятков поколений пришельцев становилось в несколько раз больше, чем аборигенов.

Замечания и последствия

Ко всей этой теории есть два больших замечания. Первое заключается в том, что она построена на широких обобщениях палеонтологических и палеогеографических данных, которые являются неполными. Остается вероятность, что все могло быть совсем не так и выводы сделаны неверные. Например, горы и пустыни на самом деле давались людям тяжело. Что на самом деле неандертальцы и денисовцы таки образовывали сплошной ареал. Что межвидовое скрещивание таки дало нам немало полезных мутаций, и именно их роль была ключевой.

Загадка происхождения: исследователи объясняют, как Homo sapiens покорили мир
Кости носорога, разрубленные архаичными людьми с помощью каменных орудий около 700 000 лет назад. Источник: T. INGICCO

Другое замечание носит более общий характер. Когда группа живых существ за счет негенетичних факторов меняет среду и источника питания за период, который измеряется не поколениями, а годами и месяцами, какая наука должна заниматься исследованием этого явления? Биология или история?

До сих пор биологи пытались при исследовании эволюции человека держаться в рамках чисто эволюционной модели, в которой есть изменения генома и изменения окружающей среды. Модель “генералистичного специалиста” предполагает, что главная борьба происходит между культурной информацией и окружающей средой, а генетика и экологическая ниша подстраиваются под результаты этой борьбы.

И самое сложное для биологов в новой модели является то, что ее можно применять к людям, которые жили, по крайней мере, 200 тысяч лет назад. Теперь отвергнуть этот период как “небиологический” не удастся, как это было сделано с периодом после неолитической революции. И все же придется построить теорию, которая бы объяснила, как же наша история вытекает из нашей эволюции. Но, возможно, именно это и станет самым интересным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nature Human Behaviour (2018), doi: 10.1038/s41562-018-0394-4Nature (2005), https://www.nature.com/articles/nature04259Quat. Int. 249, 120-128 (2012), doi: 10.1016/j.quaint.2011.06.013Hum. Evol. (2011), doi: 10.1016/j.jhevol.2011.04.009Quat. Int.(2009), doi: 10.1016/j.quaint.2008.01.012Proc. Natl Acad. Sci. USA (2008), doi: 10.1073/pnas.0805474105Proc. Natl Acad. Sci. USA (2011), doi: 10.1073/pnas.1016868108; Quat. Sci. Rev. (2013), doi: 10.1016/j.quascirev.2013.06.012Science (2017), doi: 10.1126/science.aag0357Sci. Bull. (2007), doi: 10.1007/s11434-007-0357-zMol. Biol. Evol.(2013), doi: 10.1093/molbev/mst093Hum. Evol. (2007), doi: 10.1016/j.jhevol.2006.08.011Africa from MIS (2016), doi: 10.1007/978-94-017-7520-5_10.

Предыдущая статьяКак производят бумагу
Редакция BORDER
Редакция BORDERhttps://zen.yandex.ru/media/jborder_prosvet
Научно-просветительский канал ПроСвет. Великие чудеса света, интересные места, легенды, города, люди, истории, тайны, научные открытия... Проект от Журнала "Бордюр"на яндекс Дзен -

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше