Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека

1 Введение

Понедельник, 22 июня 2015 г., 9:10 утра. Один из самых знаменательных моментов моей жизни. Я находился в одном из рабочих помещений Научно-исследовательской лаборатории археологии Оксфордского университета, где тружусь уже 20 лет. Мы с моей студенткой Самантой Браун намеревались всерьез заняться маленькой косточкой человеческого существа, жившего примерно 120 000 лет назад.

Выбрать эту единственную косточку среди десятков тысяч других обломков нам помог великолепный новый научный метод, получивший название «масс-спектрометрическая зооархеология» (ZooMS). Терпение Саманты, которая много недель старательно отбирала для анализа маленькие образцы из полутора с лишним тысяч костных обломков, найденных на юге Сибири при раскопках в Денисовой пещере, было вознаграждено.

Крошечная, всего 2,4 см длиной, косточка была, как выяснилось позднее, совершенно исключительной. На сегодняшний день она является единственным сохранившимся фрагментом скелета особи, бывшей генетическим гибридом двух различных видов людей. Мать молодой женщины была из неандертальцев, а отец – из денисовцев. Денисовцами назвали особую группу древних людей, существование которой только в 2010 г. установили генетики немецкого Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, изучавшие материалы из Денисовой пещеры. Этих древних людей можно воспринимать как наших дальних родственников или как близких родственников неандертальцев, преимущественно обитавших в Европе и Леванте 250 000–40 000 лет назад.

Маленькая косточка впервые явила археологам межвидовой гибрид первого поколения (F1). После этого открытия нельзя было не задуматься, часто ли подобное происходило в те давние времена, а также не поставить под вопрос само понятие видовой принадлежности разных групп людей. Можно ли говорить о существенных различиях между видами, если, как показывает эта находка, они способны успешно скрещиваться между собой?

Находка оказалась невообразимой удачей, но, как гласит пословица, свою удачу творим мы сами. Как это часто бывает в палеоантропологии, успеха удалось добиться благодаря сотрудничеству археологов со специалистами в области естественных наук, владеющими новейшими методами и технологиями в своей сфере. Именно это сотрудничество позволяет нам более полно представлять себе раннюю историю человечества.

В этой книге мы будем говорить об эпохе палеолита (именуемой также древним каменным веком), на которую приходится решающая фаза поздней части человеческой эволюции, проходившая примерно 300 000–40 000 лет назад; период, когда мы, Homo sapiens, стали тем, чем являемся ныне. За последние пару десятков лет в этом направлении произошли впечатляющие изменения, и наши современные знания о своем далеком прошлом очень сильно отличаются от тех мнений, которых мы придерживались не так давно. Речь пойдет об археологических исследованиях, нередко проводимых в труднодоступной местности, а также о замечательных новых лабораторных методах; все это вместе помогает нам найти ответы на самые фундаментальные вопросы: откуда мы пришли и каким образом стали людьми? Здесь также будет рассказано о счастливых находках, которые, как случалось, делали далекие от науки люди: коллекционеры, шахтеры, охотники, рыбаки и просто наблюдательные прохожие, замечавшие что-то необычное, например кость, фрагмент челюсти или обломок черепа, и передававшие диковины ученым. Некоторые из этих окаменелостей сейчас входят в число важнейших материальных объектов палеоантропологии.

В отличие от других археологических периодов, после которых осталось множество вещественных свидетельств – городов, кладбищ, домов, отложений хозяйственного мусора (посуды, костей животных, металлических изделий и т. п.), материальные останки эпохи палеолита обычно фрагментарны и имеют очень плохую сохранность, так что их можно сравнить с отдельными кусочками заведомо неполной мозаики-головоломки. Такую головоломку представляет собой и денисовский человек. К 2020 г. у нас имелось лишь шесть биологических образцов от данной популяции: три зуба и три обломка костей (а также кость гибридной особи, которую можно посчитать разве что за половину денисовца), но ни единого целого черепа и тем более скелета. И все же, благодаря этим скудным образцам, нам уже удалось многое узнать и сделать из этих знаний существенные выводы. Этим мы в значительной степени обязаны древней геномике – новаторской научной отрасли, которая подтвердила существование денисовцев на молекулярном уровне и позволила установить ряд аспектов их популяционной истории, немало говорящих как об этих доисторических людях, так и о нас самих. Однако современная наука очень динамична, и одно-единственное открытие может в корне изменить наши представления о том, что происходило в прошлом и как следует понимать происходившее. Потому-то подобные исследования столь увлекательны. Изыскания последнего времени значительно расширили наши знания о денисовских людях, их образе жизни, географическом расселении и влиянии на формирование нашего, современного мира.

Вот уже несколько лет я вхожу в группу, ведущую исследования в Денисовой пещере, где, в частности, занимаюсь датировкой самого участка и археологических находок на нем, а также непосредственно участвую в раскопках, главная цель которых – обнаружить как можно больше человеческих костей, подобных той крошечной кости гибридной особи. История, которую я хочу рассказать, в немалой степени связана с этим местом и удивительными археологическими и генетическими открытиями, сделанными там.

Но денисовцы – это лишь одна ветвь куда более интригующего сюжета. За последние двадцать лет знания об эволюции нашего рода Homo претерпели впечатляющие изменения. Исследования со всей определенностью показали, что 50 000 лет назад Земля являла собою картину первозданной, дремучей сложности. Позаимствовав образ у Дж. Р. Р. Толкина, можно сказать, что разнообразием форм человеческого рода наша планета походила на Средиземье. В разных частях света можно было отыскать пять или шесть, если не больше, различных видов людей. Я намерен шире взглянуть на историю эволюции человека и разобраться, что представляли собой эти группы людей и как получилось, что из всего их многообразия остались только мы.

Прежде всего следует точно установить наше происхождение, и потому в главе 2 мы встретимся с нашими прямыми предками, которые жили и эволюционировали в Африке 250 000–300 000 лет назад, и выясним, когда они снялись с места и начали расселяться по миру. Но не надейтесь, что история о нашем африканском происхождении сведется к тому, что мы до поры до времени развивались там и в один прекрасный день начали осваивать новые территории. Как нам предстоит увидеть, на том раннем этапе эволюции мы были на континенте не одни: здесь обитали и представители других эволюционных ветвей, и эти популяции, по всей вероятности, соприкасались с нами как территориально, так и хронологически. Мы узнаем, кем были те, другие люди и какого рода контакты могли происходить у нас с ними.

Покинув Африку, наши предки столкнулись с другими видами людей. В Европе, Леванте, Центральной Азии и горах Алтая жили неандертальцы, наиболее известные из наших родственников. Рассматривая дальнейшее продвижение человечества на восток Евразии и в Юго-Восточную Азию (главы 4 и 7), мы познакомимся и с другими, выявленными лишь в недавнее время, представителями людского рода, среди которых, конечно же, будут денисовцы, загадочные «хоббиты» (Homo floresiensis), обитавшие только на индонезийском острове Флорес, а также человеческие родственники с филиппинского острова Лусон, обнаруженные совсем недавно, в январе 2019 г. (глава 12). Встретимся мы и с куда более древними Homo erectus, чья родословная прослеживается на 1,6 млн лет, и поразмыслим над тем, могли ли представители этого вида продержаться куда дольше, чем было принято думать, и случалось ли им соприкасаться с предками современного человека, когда те добрались до островов Юго-Восточной Азии (глава 14). Мы проследим, как наши предки впервые оказывались в новых условиях и на неведомых землях: в Австралии и Новой Гвинее (глава 13), в джунглях Южной Азии и Суматры, на севере, в областях умеренного климата Сибири, и в других местах (глава 10). Что нужно было предпринимать этим людям, чтобы выжить на новой земле? Как сказывался на их жизни климат и сильно ли мир тех древних времен отличался от того, в котором мы живем сейчас?

Мы порассуждаем и о том, что происходило, когда различным группам людей доводилось встречаться на путях доисторического мира. Случались ли между ними контакты, и если да, то какую форму они принимали? Осуществлялся ли генетический обмен? А идейный и культурный? Досталось ли нам культурное и генетическое наследие от тех давно исчезнувших доисторических людей? Или же мы в своих скитаниях попросту стерли их с лица земли и в конечном счете остались единственными представителями человеческого рода на планете? Что случилось с нашими утраченными родственниками (глава 15)?

Помню, как в июле 1990 г., приступая к исследованию на соискание докторской степени, я стоял в белом халате посреди химической лаборатории перед множеством стеклянных вакуумных контейнеров и бунзеновских горелок. Мне предстояла работа по радиоуглеродному датированию, и я испытывал непередаваемые эмоции. Помню, как я обводил взглядом фантасмагорический интерьер научной лаборатории и восхищенно тряс головой, размышляя о силе науки, позволяющей датировать события, случившиеся 10 000, 20 000, 30 000 и более лет тому назад. И я подсел навсегда.

Всю жизнь я был очарован прошлым – отец у меня археолог, – и мне очень повезло работать сейчас в Оксфордском университете, одном из ведущих мировых центров археологической науки, подобном оранжерее, где произрастают новые методы, помогающие постигать былое.

В XXI в. занятия археологией становятся все более и более захватывающими, ведь теперь мы способны получить информацию даже из крохотных кусочков материала. Археология – это поистине мультидисциплинарная область знания, объединяющая естественные и гуманитарные науки, что позволяет ей уже 30 с лишним лет пожинать плоды стремительного прогресса в целом ряде наук. Давно прошли те времена, когда исследователи поодиночке или небольшими группами что-то выкапывали и сообщали о своих находках коллегам либо за закрытыми дверями, либо в сухих монографиях и докладах. Чтобы получить содержательные результаты, требуется скрупулезный анализ добытых археологических материалов, множество самых разнообразных исследований. Никому не под силу справиться с этим в одиночку, поэтому чрезвычайно важно организовывать совместную, коллективную работу. Археология – это настоящая командная игра.

На естественнонаучную ветвь археологии приходится бóльшая часть всех археологических публикаций, и эта доля только растет. Радиоуглеродное датирование – принципиально новый метод измерения времени, ознаменовавший собою рождение археологической науки в начале 1950-х гг., – теперь применяется в сотнях лабораторий по всему миру. С его помощью можно датировать события, произошедшие 50 и даже более тысяч лет назад. В главе 9 мы увидим, что, используя радиоуглеродные измерения в сочетании с методом байесовской статистики, можно получить весьма точные значения временных интервалов тех или иных событий. Если дело касается сравнительно недавнего времени (менее 10 000 лет назад), «возраст» события можно определить с точностью до одного поколения. По содержанию радиоуглерода есть возможность узнать возраст любого организма, когда-либо жившего на земле, а с помощью других методов – датировать и неорганические предметы. Отдельные кристаллики кварца и полевого шпата можно датировать при помощи методов, устанавливающих временной интервал по количеству радиоактивного излучения, поглощенного их кристаллическими решетками за тысячелетия. Мы увидим, что хронометрическую информацию можно получить, измерив содержание изотопов урана и тория в зубах и костях или радиоуглерода – в микроскопических отложениях карбоната кальция на древних наскальных рисунках людей.

Выявление и количественное измерение изотопов углерода, азота, стронция, кислорода, серы и других элементов могут рассказать нам о том, какую пищу употребляли люди и животные и какие изменения температуры и климата происходили на протяжении жизни конкретных особей. В главе 3 мы узнаем, как эти данные помогают нам выяснить мельчайшие подробности образа жизни и рациона неандертальцев. Мы в состоянии определить, когда кто-то из них прекращал или, напротив, начинал употреблять те или иные виды пищи, когда они переселялись с одного места на другое, когда на них начало сказываться загрязнение окружающей среды и насколько сильно{1}. Мы даже можем определить, в каком возрасте младенец был отлучен от груди – по элементному и изотопному составу молочных зубов[2]. Промежутки между ростовыми линиями в зубной эмали позволяют выявить стрессовые периоды в жизни особи. Например, зуб неандертальца, найденный при раскопках в Пейре во французском департаменте Ардеш, показал, что его хозяин в возрасте 701 дня от роду перенес сильное напряжение организма, связанное с самой холодной неделей зимы{2}.

Зубной налет доисторического человека может многое рассказать о его рационе и особенностях бактериальных колоний, обитавших у него во рту, – так называемом микробиоме; это настоящий архив заболеваний, инфекций, бактерий, вирусов и превратностей повседневной жизни, доступный для изучения генетическими методами, микроскопией высокого разрешения и средствами новой науки протеомики. В больницах компьютерные томографы применяют для диагностики пациентов, но с их помощью можно заглянуть внутрь древней кости или зуба, установить эпоху, к которой принадлежат останки, и выявить особенности состояния здоровья и периодичность стресса, который приходилось испытывать древнему человеку. В главе 6 я расскажу, как ученые при помощи компьютерного томографа исследовали плотность костной ткани крошечного фрагмента фаланги пальца денисовского человека и пришли к выводу, что образец был взят с правой руки девочки тринадцати с половиной лет. С помощью геометрического морфометрического анализа можно сравнивать черепа как животных, так и людей на предмет даже незначительных различий в форме и строить их изображения в любых измерениях для выявления родства и степени его удаленности. Трехмерное моделирование позволяет зримо отображать эти формы и всячески поворачивать их в виртуальном пространстве; с этими методами мы познакомимся в главе 16, когда будем говорить о том, до какой степени в наших современных черепах отражено генетическое влияние неандертальцев.

В наши дни мы уже замахиваемся чуть ли не на построение биографий по фрагментарным человеческим останкам, ведь, имея в своем распоряжении эти и ряд других научных методов, мы способны многое узнать о том, когда, где и как люди когда-то жили.

Естественнонаучные методы также позволяют нам изучать самые разнообразные материалы, попадающиеся при раскопках. Геохимия способна указать места, где добывались камни для изготовления орудий труда. Мы можем установить расстояние, которое людям нужно было преодолеть, чтобы добыть эти камни или выменять их у соседей. Компьютерный анализ формы дает нам возможность изучать различные каменные орудия и, с применением сложных программ статистических расчетов, классифицировать их.

Используя просвечивающие и сканирующие электронные микроскопы, можно разглядеть мельчайшие следы порезов, оставленных доисторическими людьми на костях при разделке добычи. В главе 9 мы объясним важность таких исследований на примере работы по установлению хронологии стоянки в Денисовой пещере и определению разновидностей населявших ее людей.

С помощью дронов, спутников и лидаров (LIDAR, light detection and ranging – лазерная измерительная система, позволяющая построить трехмерную модель объекта) мы способны издалека заглядывать под лесной покров и создавать карты древних поселений, не посещая их. Сейчас мы говорим об этих подходах к пониманию прошлого как о кибер-, или цифровой, археологии. Геофизическая разведка с применением подповерхностных радиолокаторов и магнитной томографии даже позволяет нам увидеть сквозь землю под ногами аномалии, указывающие на присутствие там археологических артефактов, которые когда-нибудь можно будет извлечь.

В археологические группы входят специалисты различных сфер, занимающиеся выявлением костей животных, ботанических и органических останков, пыльцы, отложений, фекальных биомаркеров и т. д., на основе которых воссоздаются изменения климата и окружающей среды, происходившие в далеком прошлом, и адаптация человека к ним. Методы анализа древней ДНК раскрывают генетические смешения и межпопуляционные интрогрессии, родственные связи между людьми, покоящимися в соседних захоронениях, и историю популяций, к которым они принадлежали. Существует даже способ реконструкции внешнего вида человека на основе так называемых эпигенетических наборов в наших генах (глава 7). Пути и способы использования достижений естественных наук для изучения прошлого можно перечислять чуть ли не бесконечно. Археологические открытия теперь делаются в лабораториях едва ли не чаще, чем в ходе раскопок на местности. В этой книге я надеюсь хотя бы приблизительно передать эмоции, которые эти открытия вызывают у людей, работающих как на археологических раскопках, так и в лаборатории.

Однако без продолжительных и кропотливых раскопок, вроде тех, которые ведутся в Денисовой пещере, все это было бы невозможно. В археологии самое главное – это контекст. Только точное знание местоположения различных находок позволяет свести результаты раскопок в надлежащую ретроспективу и сложить из немногочисленных сохранившихся фрагментов безвозвратно утраченной мозаики достоверную картину прошлого. Археология начинается именно там, где хотя бы один раз провели раскопки. Без археологии и раскопок не было бы даже и речи о научном изучении материальных следов людей, живших в незапамятные времена. К счастью, в наши дни по всему миру работает множество замечательных археологических групп, исследующих практически все периоды времени, от современной эпохи вплоть до самого истока человеческой родословной.

Конечно, любая история должна начинаться с начала, и повествование, затрагивающее всех людей, живущих сейчас, берет свое начало в Африке.