Люси. Истоки рода человеческого - Дональд Джохансон

Эта проблема составляет основу всей истории эволюции гоминид. Разыскав ряд окаменелостей и проведя их тщательный анализ, мы внесли свою лепту в решение вопросов о том, где и когда возникло прямохождение. В будущем, располагая более древними и многочисленными находками, мы, вероятно, сумеем полнее ответить на вопрос «когда», а может быть, коснемся и того, как это происходило, если нам удастся проследить начальные стадии изменений в костях таза, нижней конечности и стопы человекообразных обезьян в самый критический момент перехода от непрямоходящей формы к прямоходящей.

Но вопрос «почему» все-таки останется в стороне. Почему из всех млекопитающих, когда-либо бродивших по Земле, только одна группа выбрала в качестве способа локомоции прямохождение? Эта величайшая из загадок ставила нас в тупик. Одна палеоантропология была не в силах разрешить ее. Она нуждалась в помощи других наук, непосредственно не связанных с ископаемыми остатками, и таких специалистов в области локомоции, как Оуэн Лавджой. Прямохождение заключает в себе момент, который не так просто объяснить: это не лучший способ передвижения в мире, полном опасностей, и все-таки наши предки, чтобы стать людьми, выбрали именно его. Почему?

Часть четвертая

Почему Люси ходила выпрямившись?

Глава 16

Не связано ли это с размножением?

Нельзя постепенно эволюционировать от четвероногого существа к двуногому. Какой должна быть промежуточная стадия — трехногой? Я такой никогда не видел.

Тимоти Уайт

Говоря обобщенно, сексуальность человека постоянна, а сексуальность животного периодична. Человек способен к размножению в любое время, животное — только в определенные периоды… Это отличие станет для нас особенно ясным, если мы попробуем представить себе, что в человеческом обществе лица противоположного пола будут проявлять интерес друг к другу только в летнее время, как, например, певчие птицы, или испытывать половое влечение один раз в несколько месяцев, как собаки, или вообще лишь однажды в течение всей жизни, как муравьи.

Джулиан Хаксли

Людям, возможно, не приходит в голову, что прямохождение связано с полом, но тем не менее это так.

Оуэн Лавджой

«Для любого четвероногого встать на задние лапы и побежать было бы сплошным безумием, — сказал Оуэн Лавджой, специалист по локомоции. — С точки зрения чистой эффективности бегать на двух конечностях абсурдно». Так рассуждал Лавджой, когда в начале 1980 года зашел в мою лабораторию, чтобы побеседовать со студентами о принципах локомоции. Я решил, что мне полезно будет послушать их беседу.

«Я полагаю, что это совершенно нелепо, — говорил Лавджой. — Даже попытки объяснить прямохождение кажутся нелепыми.

Утверждают: человек переселился в саванну и научился вставать на ноги, чтобы смотреть поверх высокой травы. Сущая чепуха. Это могло бы помочь ему, если бы он уже умел это делать. Но научиться этому после того, как он пришел в саванну, было невозможно. Он никогда не смог бы этого сделать.

Говорят: человек пользуется орудиями — он должен был встать на задние конечности, чтобы освободить руки для манипулирования предметами. В конечном итоге — да. Но не с самого начала. Эта идея всегда казалась мне сомнительной, а находки ископаемых существ из Летоли и Хадара полностью опровергли ее. Эти существа ходили на двух ногах, но еще не употребляли орудий. Они передвигались этим способом, может быть, уже миллион лет, прежде чем их потомки начали использовать орудия.

Говорят: человек в течение какого-то времени передвигался, опираясь на согнутые пальцы рук, подобно горилле и шимпанзе, и постепенно встал на ноги. Ерунда. Сама идея о том, что способ локомоции шимпанзе представляет собой переходную стадию на пути к прямохождению, — несусветная глупость. Передвижение с опорой на фаланги пальцев — это сугубо специализированная черта, которая связана с адаптацией к определенному образу жизни и не может привести к прямохождению».

«Чтобы разобраться в способах локомоции, — продолжал Лавджой, — нужно видеть в них не просто элементы причинно-следственных связей, а часть общей стратегии, направленной на выживание вида. Палеонтологи и анатомы склонны выделять в строении животного какую-то одну характерную черту, а затем провозглашать животное ее носителем: вот это — брахиатор, а то — двуногое существо. Это очень упрощенный подход. На самом деле локомоторная система животного, так же как и его репродуктивная система, составляет часть сложного адаптационного комплекса, связанного со специфической экологией. Должна существовать целая группа адаптации, функционирующих совместно. Короче говоря, чтобы разобраться в локомоторной системе шимпанзе, нужно понять, какова общая стратегия этого животного, направленная на выживание. Но еще раньше надо иметь хотя бы некоторое представление о том, что такое руки и ноги и как они работают». По словам Лавджоя, даже преподаватели биомеханики демонстрируют в этом вопросе потрясающее невежество. Поэтому он решил начать с элементарных принципов.

В самом общем виде тело — это кусок плоти, лежащий на земле или в воде. Чтобы добывать себе пропитание, тело должно двигаться. Для перемещения в воде ему нужны плавники и хвост, а на земле — ноги (исключение составляют змеи). Если единственная функция ног состоит в том, чтобы проталкивать тело вперед, тогда каждый раз при движении будет теряться много энергии в результате трения и других помех. Вот почему животному, чтобы ходить или бегать, нужно иметь такие конечности, которые могли бы не только продвигать тело вперед, но и поддерживать его над землей.

Ноги древнейших передвигавшихся по земле позвоночных — амфибий и рептилий, в том числе существующих и поныне тритонов и аллигаторов, — выполняли обе эти функции, но недостаточно хорошо. Они отходили от боков тела, что очень неудобно для бега (это видно, если посмотреть на аллигатора спереди). Чтобы просто поддерживать вес тела с помощью торчащих в стороны конечностей, уже необходимо достаточное усилие. Это все равно что лежащий на полу человек попытался бы отжаться, опираясь на руки, раскинутые в стороны. Вот почему аллигатор не может бегать быстро и на большие расстояния. Он движется, одновременно перенося переднюю левую ногу и заднюю правую. При ходьбе он делает это медленно, при беге — быстрее, но больше он ни на что не способен.

У млекопитающих ноги — гораздо лучшее приспособление для ходьбы и бега, чем у рептилий. Они направлены вниз, а не в стороны, поэтому лошадь может целый день оставаться на ногах, поддерживая свой вес, в то время как у аллигатора при такой попытке силы очень скоро иссякли бы. А лошадь не только стоит и ходит, она еще может бежать рысью или скакать галопом. Бегущий рысцой аллигатор — вещь невозможная.

— Почему же аллигаторы такие неприспособленные? — спросил Лавджоя кто-то из слушателей.

— Это не так.

— Но вы только что сказали…

— Я сказал, что они плохо бегают. А это разные вещи. Аллигатор великолепен, когда бесшумно соскальзывает с илистой отмели. Он прекрасный подводный охотник. Вспомните, что я говорил о группе совместно функционирующих адаптации. Вы должны рассмотреть весь комплекс используемых животным средств эволюционной стратегии, чтобы понять отдельные компоненты. Лошадь в чем-то добивается успеха, но уж, конечно, не в подводном плавании. И это отражено в строении ее ног.

Конечности млекопитающих формировались в процессе развития способности к бегу. Они не только переместились, расположившись прямо под телом, но и развернулись — задняя таким образом, что колено смотрит вперед, а передняя так, что «локоть» повернут назад. Эти перестройки делают более эффективным преобразование энергии при беге, а также ее поглощение.

Лавджой объяснил далее, что весь бег можно представить как процесс создания кинетической энергии и ее поглощения. Кинетическая энергия создается, когда задние ноги толкают животное вперед, и поглощается передними ногами, когда они опираются на землю. Если бы тело животного парило в пространстве и на него подействовал импульс какой-то силы, то оно приобрело бы некоторую скорость в соответствии с величиной этого импульса. В безвоздушном пространстве оно продолжало бы вечно скользить вперед. Однако в реальных условиях животные не парят в вакууме. При беге они должны постоянно вновь касаться земли, каждый раз теряя при этом часть энергии поступательного движения. Вот почему для дальнейшего движения необходим приток очередной порции энергии. Но животное упадет на землю, если его передние ноги не будут выброшены вперед и их мышцы не поддержат тело. И так без конца: энергия поступает, чтобы обеспечить продвижение тела, и поглощается в процессе его поддержания на достаточной высоте.