Чтение онлайн

Общеизвестно, что приспособление организма к среде закрепляется генетически и передается по наследству. Наследственная информация зашифрована в ДНК, которое располагается в ядре клетки. В процессе жизнедеятельности организма и полового размножения (при котором происходит обмен участками ДНК) возникают мутации. Спектр этих мутаций достаточно широк. Их цель – предоставить как можно более широкий выбор вариантов приспособляемости к окружающей среде. Какой-то из путей признается годным, остальные выбраковываются естественным отбором, то есть «результаты» неудачных экспериментов попросту вымирают. Однако наряду с мутациями эволюция дает и другой разряд вариантов для выбора.

ДНК представляет собой невероятно длинную молекулу, в которой содержится огромное количество информации. Примечательно, что большая часть информации в ней находится, если так можно выразиться, в неактивном состоянии. Проще говоря, основная масса информационных отрезков попросту выключена. Для того, чтобы включить или выключить соответствующий отрезок, существуют определенные механизмы (триггеры). Онтогенез (т. е. индивидуальное развитие организма) в целом повторяет филогенез (эволюционное развитие вида), и в период внутриутробного развития организм проходит через все предшествующие стадии. На каждом из этапов проявляются какие-то признаки, которые затем так же благополучно исчезают. Однако периодически в этом отлаженном механизме случаются сбои, и в итоге рождаются индивиды с архаичными признаками. Например, к таким атавизмам относится многососковость (гипертелия), повышенная волосатость (гипертрихоз), хвостовидный придаток и т. д. Эволюционный смысл таких событий состоит в том, чтобы расширить палитру возможностей, дать больший выбор для приспособления к окружающей среде. Любой признак не исчезает мгновенно, как только он стал не нужен, а «рассасывается» постепенно и еще достаточно долгое время присутствует в виде рудиментов (у человека к таким рудиментам относятся, например, третье веко, зубы мудрости, аппендицит, ушные мышцы и проч.). После своего исчезновения признак в «выключенном» состоянии сохраняется геномом «на всякий случай», периодически проявляясь внешне: а вдруг пригодится. Время от времени так и случается. Признак, который долгое время был не нужен, в новых условиях оказывается серьезным преимуществом.

Вполне возможно, что такая же история произошла и с адаптацией обезьяны к водной среде. Признак, выключенный еще на стадии амфибий, проявился и неожиданно стал актуальным. Те, кто им обладал, получили перед остальными серьезное преимущество, что и было закреплено естественным отбором. Кожа потеряла волосяной покров, а ее строение во многом стало приближаться к тому, что мы видим у амфибий.

Подобная актуализация «выключенных» признаков не раз встретится на протяжении истории развития гоминид, и мы еще неоднократно к ней вернемся.

Поначалу, вероятно, общая численность нового вида была крайне невелика, и ее ареал ограничивался «колыбелью», то есть восточной частью Африки.

Однако внешние факторы, в частности, ощутимое изменение климата, поставили перед видом серьезные вопросы. Территория лесов сокращалась, уступая место саванне. Осадков становилось меньше, вместе с этим мелели реки и другие водоемы. Менялись растительный и животный мир. В эпоху плиоцена постепенно существенно сократилось количество крупных хищников. К числу таких вымерших можно отнести, например, махайродов – грозных представителей семейства кошачьих, снабженных большими, саблевидными клыками. Вымерли многие виды других широко распространенных млекопитающих. Несмотря на это, травоядные копытные продолжали бурно размножаться и эволюционировать. Трава для них по-прежнему служила неиссякаемым источником корма. Многие животные, питавшиеся листьями, вымерли, и на их место пришли более высокоорганизованные жвачные. Тем не менее, до конца плиоценовой эпохи продолжала существовать так называемая гиппарионовая фауна (названа по преобладающему виду гиппарионов, включала в себя также предков носорогов, мастодонтов, жирафов, антилоп и других копытных, некоторых хищников, грызунов, обезьян, а также страусов, некоторых птиц и других позвоночных). Впрочем, уже к концу плиоцена гиппарионов вытеснили лошади, слоны и др. Среди хищников было множество самых разнообразных кошек, собак и медведей. Получили большое распространение гиены, замыкающие пищевую цепочку. Жившие в эту эпоху некоторые хищники выработали новую стратегию охоты, облегчавшую им преследование дичи на открытых равнинах. Они начали охотиться стаями. Одними из первых плотоядных, начавших объединяться в охотничьи стаи, вероятно, стали собаки. Стайный способ охоты имел существенное преимущество: стая могла нападать на животных, гораздо более крупных, чем любой из ее членов в отдельности. Подобная охотничья стратегия широко распространена и в наши дни. Например, африканские дикие собаки охотятся маленькими стаями – обычно не больше семи-восьми животных. Жертву намечают заранее, до начала погони. Как правило, это еще неокрепший детеныш из пасущегося стада или слабое, болезненное на вид животное. Сама стратегия очень проста. Жертву отделяют от стада, а затем преследуют, пока та не выбьется из сил. Когда животное замедляет бег, стая окружает добычу и валит на землю, причем отдельные члены стаи хватают ее за разные части тела – за нос, хвост и брюхо. По размерам добыча может быть разной, однако маленькая стая африканских диких собак способна убить зебру, по весу в 10 раз превосходящую любого из ее членов.

В плиоцене сильно распространилась солоноватоводная фауна. Ее представители населяли большие мелководные моря, образовавшиеся на материках в результате наступления неогенового моря. В этой фауне совершенно отсутствуют кораллы, морские ежи и звезды. Моллюски по количеству родов и видов значительно уступают моллюскам, населявшим океан с нормальной соленостью. Однако по численности особей они во много раз превосходят океанских. Раковины небольших по размерам солоноватоводных моллюсков буквально переполняют отложения этих морей. Рыбы уже совершенно не отличаются от современных.

С отступлением зоны лесов и обмелением водоемов перед гоминидами встала жизненно важная задача приспособления к изменившимся условиям.

Вполне очевидно, что выхода здесь возможно всего два. Первый – идти вслед за уходящей водой, искать в другом месте условия, к которым вид привык. Выход второй – поменяться самим, приспособиться к новым обстоятельствам жизни.

Именно это мы и наблюдаем в реальности.

В силу того, что изменение ареала обитания происходит только в крайнем случае, логично предположить, что гоминиды оставались в местах своего традиционного обитания «до последнего», т. е. до того времени, пока водоемы не обмелели настолько, что превратились в болота, в основном наполненные жидкой грязью, ручьи с питьевой водой стали встречаться редко, а периоды засухи, когда и этих скудных источников становилось слишком мало, случались все чаще.

К этому времени гоминиды почти полностью вынужденно «переселились» на сушу. То есть большую часть времени они проводили на берегу в поисках пищи, или на отмелях, где вода едва ли доходила им до колен. В своих поисках они были вынуждены все дальше удаляться от водоема. Подобное изменение в среде обитания неизбежно влекло за собой и изменения в морфологии гоминид. Во-первых, совершенствовались навыки бипедии. В отсутствие архимедовой силы выталкивания (которая в воде серьезно уменьшала нагрузку на нижние конечности), гоминидам теперь приходилось «носить» свой полный вес. Из-за этого неизбежно должна была укрепиться мускулатура конечностей, соответственно развиться стопа. Форма позвоночника приобрела очертания, характерные для прямоходящих («пирамидальную» форму, когда позвонки становятся больше к низу). Отверстие в черепе, куда входит позвоночник, переместилось в низ черепа, чтобы держать голову в вертикальном положении.

Но самое главное – произошли изменения в коже гоминида, которая требовала защиты от палящих лучей африканского солнца. Понятно, что мгновенного перехода произойти не могло, и были промежуточные этапы. Какими они могли быть?

Основная цель перестройки кожных покровов была в защите: а) от перегрева всего организма, б) от поверхностных ожогов.

Вероятнее всего, вначале эволюция шла по пути увеличения гигроскопичности кожи, т. е. ее способности впитывать и сохранять воду. По мере необходимости влага выделялась из пор и охлаждала тело. Однако со временем получили развитие потовые железы (по всей вероятности, доставшиеся гоминидам «в наследство» от амфибий). Возможно, поры, углубившись, связались с подкожным слоем, откуда теперь также начали черпать воду. Потовые железы были намного эффективней. Гигроскопичная кожа должна была быстро пересыхать, и гоминиды вряд ли могли далеко отходить от своего водоема. Эффективная стратегия для коротких дистанций не срабатывала на длинных. Для создания новой системы охлаждения пригодился мощный жировой слой, сформировавшийся во время полуводного образа жизни. Теперь жировой слой не столько служил изолятором для сохранения тепла, сколько емкостью для сбережения энергии и влаги. Иными словами, это являлось вторичной адаптацией данного признака, иначе у него вряд ли был шанс дожить до наших дней.

Надо заметить, что данная адаптация не была быстрой, она, вероятно, продолжалась все время существования Homo habilis и отчасти Homo erectus. Со способностью преодолевать все большие расстояния совершенствовалась и система терморегуляции организма.

Однако мы забежали вперед. Австралопитек афарский (Australopithecus afarensis) уже был вполне себе прямоходящим. Это установлено достоверно находкой сохранившегося почти на 60 % скелета самки данного вида, получившей имя Люси. Антрополог Д. Джохансон, который нашел его, описал представителя данного вида как предка линии Homo, так и линии собственно австралопитековых. Мозг этого гоминида не намного больше мозга шимпанзе. Есть также предположение, что у данного вида был выражен половой диморфизм (т. е. самцы были крупнее самок).

Как бы то ни было, к концу плиоцена (на рубеже 3,5–2,5 млн. лет назад) произошло разделение одного вида на две ветви. Австралопитековые пошли по пути приспособления к новым условиям окружающей среды и стали жить в саванне. Изменился их рацион. Как полагают ученые, это была диета, очень близкая к традиционной обезьяньей: преобладание растительной пищи над животной, для перемалывания твердых волокон которой у австралопитеков постепенно развились мощные жевательные мышцы, костяной сагиттальный гребень (как у самцов современных горилл) на черепе для прикрепления этих мышц, укрупнились коренные зубы, что указывает на наличие в рационе грубой или жесткой пищи, требующей значительного пережевывания. Передние зубы, напротив, стали мельче. Особенно ярко это наблюдается на стадии австралопитеков массивных (Australopithecus robustus) и бойсовых (Australopithecus boisei). Стал более выражен половой диморфизм. Некоторые связывают это с тем, что организация сообщества у австралопитековых была близка к тому, что мы наблюдаем у современных горилл или, например, павианов. Конкуренция между самцами за обладание самками возросла. Возможно даже, что сообщества формировались по гаремному принципу, в которых беспрепятственным доступом к самкам обладал самый сильный доминантный самец. Например, у горилл данный принцип встречается в весьма ярко выраженном виде, поэтому самец гориллы намного превосходит массой самок, обладает колоссальной силой для устрашения потенциальных претендентов на свое место. У Австралопитека бойсового эти признаки достигли своего апогея. Зубы еще более укрупнились, лицо и голова стали еще более массивными. Австралопитек массивный вымер около 1,5 млн. лет назад, а бойсовый продолжал существовать вплоть до миллиона лет тому назад, т. е. прежде чем исчезнуть с лица Земли, он сосуществовал с примитивными людьми более миллиона лет.

Однако вернемся назад, к Австралопитеку африканскому. Надо сказать, что Австралопитек африканский (Australopithecus africanus) во многом походил на своего предшественника – Австралопитека афарского, но уже имел ряд особенностей, которые говорят о том, что дивергенция шла полным ходом. В настоящее время существует достаточно много ископаемых останков гоминид данного вида. Так же, как и Австралопитек афарский, Австралопитек африканский был полностью прямоходящим (об этом говорит строение костей таза и нижних конечностей), хотя его руки были несколько длиннее, чем ноги. Тем не менее, общее строение тела имеет у него больше сходств с обезьяним скелетом. Например, пальцы данного вида длинные и скрученные, что позволяло ему с легкостью лазать по деревьям (эта же особенность многими приписывается и Австралопитеку афарскому). Рост у него был такой же, как и у его предшественника, вес несколько меньший (20–45 кг против 30–60 кг).