Неандертальцы: какими они были, и почему их не стало

Глава 5. Дети севера

Почему неандертальцы стали такими, какими они стали? Что привело к появлению у них тех анатомических особенностей, которые отличают их от гомо сапиенс и других гоминид и позволяют считать их особым биологическим видом? Вопрос этот очень труден, но не неразрешим. Антропологам есть что на него ответить. Ответ, конечно, будет далеко не исчерпывающим, но, как ни странно, гораздо более полным, чем в том случае, если бы мы поставили тот же вопрос применительно к своему собственному виду. Хотя очень многие специфические черты неандертальской морфологии пока еще не получили сколько-нибудь удовлетворительного объяснения, причины и общий функциональный смысл эволюции неандертальцев понятны сегодня все же лучше, чем причины и смысл большинства тех анатомических изменений, которые сопутствовали появлению гомо сапиенс.

В целом, конечно, мало кто сомневается в том, что направление биологической эволюции обоих видов, особенности их анатомии и образа жизни в значительной мере зависели от природных условий, в которых им приходилось жить и к которым они должны были приспосабливаться. Однако если характер задач, которые окружающая среда могла ставить перед неандертальцами, более или менее ясен, то о гомо сапиенс этого пока не скажешь. Ведь становление первых происходило на севере, в краю с довольно суровой, переменчивой и очень требовательной природой, а вторые формировались в тропиках, где климат неизмеримо мягче, а перепады его далеко не столь резки и непредсказуемы, как в высоких широтах. К разговору о гомо сапиенс нам еще предстоит вернуться в одной из следующих глав, а сейчас попытаемся представить, каковы были естественные условия существования неандертальцев, и в чем конкретно сказалось влияние этих условий на их анатомию и внешний облик?

Эпоха существования классических неандертальцев приходится на конец среднего и первую половину позднего плейстоцена. На протяжении этого времени имели место многократные и притом весьма значительные по амплитуде и скорости перепады температуры и влажности, объединяемые в климатические циклы продолжительностью от нескольких сотен до нескольких тысяч лет каждый. По именам впервые выделивших и описавших их исследователей — датчанина В. Дансгарда и швейцарца Г. Эшгера — они получили название циклов или событий Дансгарда-Эшгера. Для периода последнего оледенения[10], которое в Западной и Центральной Европе обычно называют вюрмским или вислинским, а в России валдайским, выделяют 24 таких цикла (рис. 19). Это оледенение длилось около 100 тысяч лет от конца эемского (микулинского) межледниковья (примерно 110 тыс. лет назад) и до начала современной геологической эпохи, именуемой голоценом (примерно 12 тыс. лет назад).[11]

Рис. 19. Колебания температуры в позднем плейстоцене и голоцене. Числа внизу обозначают время (тыс. лет назад), а цифрами вверху обозначены циклы Дансгарда-Эшгера (по Hofreiter and Stewart 2009).

Эемский климатический оптимум, т. е. теплый пик последнего межледниковья, продолжался примерно от 130 до 115 тыс. лет назад. Среднегодовые температуры в это время были примерно на 1–2 °C выше, чем сейчас, и на 5-15 °C выше, чем в период предшествовавшего заальского оледенения, которым закончился средний плейстоцен (см. напр. Bernard et al. 2009: 141, fig. 7). В эеме большую часть равнинной Европы, включая юг нынешних Британских островов, покрывали широколиственные леса, а в них вместе с зубрами, оленями, кабанами и медведями жили такие экзотические животные как носорог, слон и даже гиппопотам. Затем наступило похолодание, в северных районах распространились открытые субарктические ландшафты, а леса, состоявшие преимущественно из сосны и березы, сохранились лишь в долинах или даже только поймах рек. Теплолюбивые животные ушли на юг. Правда, в последующий период, именуемый брерупским интерстадиалом, опять произошло повышение температуры и влажности, и границы ландшафтных зон несколько сдвинулись на север, но примерно 90 тыс. лет назад началось новое ухудшение климата, еще более сильное и продолжительное, чем предыдущее. В северной части Европы древесная растительность исчезла даже в речных поймах, а на открытых пространствах свирепствовали холодные ветры, которым сопутствовали пылевые бури. Частичный возврат к межледниковым условиям имел место во время интерстадиала одераде (примерно от 85 до 75 тыс. лет назад), более теплого, чем бреруп, однако и наступившее затем похолодание тоже превзошло по своим масштабам все предшествовавшие. Не случайно период от конца одераде и до начала голоцена, т. е. всю вторую половину позднего плейстоцена, часто называют пленигляциалом, что буквально означает «полное ледниковье».

Особенно высокими частота и амплитуда климатических колебаний были, судя по всему, в середине позднего плейстоцена. На период примерно от 71 до 24 тыс. лет назад приходится 17 циклов Дансгарда-Эшгера (с 19-го по 3-й). Они включают в себя относительно теплые межстадиалы длительностью от 500 до 2000 лет, разделенные холодными и более короткими стадиалами (рис. 19). Во время самых теплых позднеплейстоценовых межстадиалов средняя температура была лишь на 1–2° меньше местных современных температур, а иногда, возможно, и сравнивалась с ними, тогда как при наиболее суровых похолоданиях она опускалась намного ниже сегодняшней нормы. В такие периоды границы ландшафтных зон сдвигались с севера далеко на юг, и там, где сейчас произрастают хвойные или даже смешанные леса, распространялись тундры. При этом, однако, относительно теплые эпизоды длились дольше холодных (тысячи и сотни лет, соответственно), и переходы от холода к теплу происходили быстрее, чем переходы от тепла к холоду.

Помимо ритмических колебаний температуры и влажности, действие которых сказывалось постепенно, большое влияние на географию и экологию человеческих популяций в рассматриваемый период могли оказывать разовые события катастрофического характера, обусловленные, например, тектоническими процессами или падением на Землю небесных тел. Правда, столкновений с особо крупными метеоритами или астероидами нашей планете в позднем плейстоцене, видимо, удалось избежать, но вот тектонические «удары» она переживала, и не раз. Чего стоит одно только извержение вулкана Тоба на Суматре! Оно произошло примерно 75 тыс. лет назад и стало одним из самых крупных известных нам извержений в истории Земли и самым крупным в четвертичном периоде. Из жерла Тобы было выброшено не менее 2000 км3 лавы, потоки которой покрыли территорию в несколько десятков тысяч квадратных километров, и около 800000 км3 пепла, осевшего затем толстым (от 10 см до нескольких метров) слоем на суше и океанском дне от Аравийского до Южно-Китайского моря. По мнению многих исследователей, это извержение повлекло за собой так называемую «вулканическую зиму» — очень резкое похолодание, затянувшееся на несколько лет (Rampino and Self 1992; Williams et al. 2009). Особенно чувствительно оно должно было отразиться на жизни обитателей и без того холодного северного полушария. Согласно некоторым расчетам, в районах, лежащих между 30 и 70 параллелями, среднегодовая температура в это время понизилась сразу на 10–15°.

Не меньшую роль в истории обитателей Европы могло сыграть и другое вулканическое извержение, произошедшее на территории современной Италии примерно через 30 тысяч лет после Тобы, т. е. около 40 тыс. лет назад. По некоторым оценкам, в первые два-три года после этого извержения среднегодовая температура на западе Европы могла упасть сразу на 3–4° и затем оставаться намного ниже температуры предшествующего периода еще десятки, а то и сотни лет (Fedele et al. 2008).

В общем, так или иначе, с вулканами и метеоритами или без них, а природные условия на родине неандертальцев были явно не слишком ласковыми и к тому же весьма переменчивыми, да притом еще и менялись-то они все больше в худшую сторону. Для вида, предки которого совсем еще недавно, всего каких-то 600 или 700 тыс. лет назад, жили в тропиках и не подозревали о существовании таких вещей, как холод и зима, эти условия представляли серьезный вызов.

Суровые природные условия накладывают свой специфический отпечаток как на образ жизни людей, населяющих высокоширотные районы, так и на их анатомию. Известно, что человеческие популяции, традиционно обитающие в районах с холодным климатом, — например, саамы Кольского полуострова, или эскимосы Аляски — отличаются от коренного населения низких широт целым рядом особенностей строения скелета. Такими особенностями являются, например, укороченные по отношению к длине туловища конечности, сравнительно большая по отношению к росту масса тела, утолщенные трубчатые кости и т. д. Все эти черты наблюдаются и у неандертальцев, которые по форме и пропорциям тела намного ближе к современным жителям Чукотки и Гренландии (речь, разумеется, о коренном населении этих регионов), чем к африканцам или, скажем, палеолитическим гомо сапиенс Европы — свежеприбывшим мигрантам из той же Африки.

Особенно показательны в этом отношении два индекса, широко используемых в физической антропологии. Один из них называется круральным и характеризует пропорции ног, а второй называется брахиальным и характеризует пропорции рук. Первый высчитывается как процентное соотношение длины большеберцовой и бедренной костей (длина большеберцовой кости умножить на сто и разделить на длину бедренной кости), а второй как процентное соотношение длины локтевой и плечевой костей (аналогично).

Давно замечено и многократно подтверждено специально проводившимися измерениями, что у коренных жителей высокоширотных регионов оба этих индекса значительно меньше, чем у жителей тропиков и субтропиков и даже районов с умеренным климатом. Иными словами, у саамов, эскимосов, чукчей и представителей других северных народов нога ниже колена и рука ниже локтя намного короче по отношению к верхним частям этих конечностей, чем, скажем, у центральноафриканских пигмеев, или аборигенов Австралии. Совершенно очевидно, что неандертальцы по обоим этим показателям близки жителям севера, а палеолитические гомо сапиенс — даже европейские — больше тяготеют к обитателям низких широт, как того и следовало бы ожидать от недавних выходцев из тропической зоны (рис. 20).

Рис. 20. Соотношение среднегодовой температуры с круральным индексом, рассчитанным для разных групп современных людей. Стрелками показано, какое место занимали бы в этой картине неандертальцы, ранние гомо сапиенс Ближнего Востока (возраст около 100 тыс. лет назад) и верхнепалеолитические гомо сапиенс Восточной Европы (возраст около 25 тыс. лет назад). По Lewin and Foley 2004: fig. 6.18, с изменениями и дополнениями.

Первым, кто обратил серьезное внимание на существование комплекса сходных особенностей в анатомии ископаемых и современных обитателей северных областей был американский антрополог К. Кун. Он же выдвинул и обосновал гипотезу, что размер и форма тела аборигенов высоких широт, включая неандертальцев — это следствие адаптации к холодному климату, где особое значение приобретает способность минимизировать потери тепла и энергии (Coon 1962). Массивность тела, имеющая следствием уменьшение площади его поверхности, приходящейся на единицу объема, помогает сэкономить и то, и другое. Не случайно у людей наблюдается обратная связь между географической широтой обитания, с одной стороны, и отношением площади поверхности тела к его массе, с другой. Чем больше первая величина, тем в среднем меньше вторая. У широко расселенных форм млекопитающих тоже представители северных видов или подвидов, как правило, крупнее своих южных сородичей (так называемое правило Бергмана). Так, мамонты превосходят по размеру индийских и африканских слонов, уссурийские тигры — бенгальских и яванских, северные олени — благородных, белые медведи — бурых и т. д.

Кстати, коль уж я упомянул медведей, обязательно нужно сказать хотя бы несколько слов о самом, может быть, знамени том представителе этого славного семейства, который был «земляком» и современником неандертальцев, а очень часто еще и их ближайшим соседом «по квартире». Речь, разумеется, о пещерном медведе — Ursus spelaeus. Количество совпадений и общих черт в истории и биологии этих двух видов настолько велико, что человек, склонный к мистике, вполне может заподозрить здесь некую сверхъестественную связь.

Начнем с того, что пещерные медведи, как и неандертальцы, происходят от европейских представителей вида, имевшего более широкое распространение (медведь Денингенра — Ursus deningeri). Их ареалы в значительной степени перекрываются, а периоды существования совпадают почти полностью, если не полностью: от конца среднего плейстоцена до последнего ледникового максимума.[12] Пик процветания и тех и других, судя по численности ископаемых находок, тоже приходится на одно и то же время, примерно от 65 до 35/40 тыс. лет назад. В отличие от предковых видов — человека гейдельбергского и медведя Денингера, — предпочитавших, за редкими исключениями, равнины и низкогорья, неандертальцы и пещерные медведи питали явную склонность к жизни высоко в горах: следы их пребывания часто встречаются на высоте свыше 2000 м над уровнем моря. Наконец, нельзя не отметить и еще одно совпадение: оба вида не только исчезли примерно синхронно, но и были замещены более грацильными формами с более разнообразным, как считает большинство исследователей, рационом. При этом обращает на себя внимание то обстоятельство, что среди анатомических особенностей, отличающих пещерных медведей от сменивших их бурых (Ursus arctos), есть целый ряд черт, по которым и неандертальцы тоже отличались от пришедших им на смену гомо сапиенс. Кроме большей массивности тела, список таких черт включает еще, например, относительно укороченные дистальные сегменты конечностей, увеличенные размеры суставов трубчатых костей, утолщенные фаланги, сравнительно крупные коренные зубы и некоторые другие признаки (Estevez 2004: 190–200). В обоих случаях часть этих особенностей явно была вызвана к жизни необходимостью обеспечить их обладателям более эффективную терморегуляцию.

Но хватит о медведях, вернемся к неандертальцам. Можно не сомневаться, что, помимо размеров и пропорций тела они должны были иметь и какие-то чисто физиологические средства приспособления к холодному климату. Первым эту идею тоже развил К. Кун, и он же указал на некоторые анатомические детали, которые ее подтверждают. В частности, Кун обратил внимание на необычайно крупный размер подглазничных отверстий на верхних челюстях неандертальцев, с одной стороны, и эскимосов Гренландии, с другой. Поскольку через эти отверстия проходят сосуды, обеспечивающие приток крови к щекам, логичным кажется предположение, что их увеличение у коренных жителей севера было связано с необходимостью более интенсивного обогрева во избежание обморожения. Аналогичным образом можно истолковать и еще несколько специфических черт в строении неандертальских костей.

Таким образом, есть все основания считать, что суровый и притом крайне нестабильный климат плейстоценовой Европы действительно оказал большое воздействие на эволюцию и анатомию неандертальцев. Это воздействие отразилось, в частности, в пропорциях их скелета, в некоторых деталях системы кровоснабжения и еще ряде признаков, адаптивный смысл которых кажется более или менее понятным. Со многими другими неандертальскими особенностями, однако, ясности гораздо меньше. Какова была их адаптивная роль, и играли ли они вообще такую роль, остается неизвестно.

Одной из наиболее трудноразрешимых проблем является объяснение специфического строения неандертальского носового отверстия — более широкого и глубокого, чем у современных людей. Популярная некогда гипотеза, согласно которой это было необходимо для предотвращения попадания слишком холодного и сухого воздуха в легкие при дыхании, вступает в непреодолимое противоречие с тем фактом, что у современных людей широкий нос в норме гораздо больше характерен для обитателей регионов с мягким климатом, нежели для жителей севера. Про неандертальское носовое отверстие написаны десятки статей, но какие именно факторы обусловили его специфический формат, по-прежнему непонятно. Возможно, что холод, как и климат вообще, тут были совершенно ни при чем, а определяющую роль сыграли чисто анатомические закономерности и требования, накладываемые общими особенностями строения лицевого скелета неандертальцев. Например, не исключено, что широкий нос был всего лишь механическим следствием свойственного им среднелицевого прогнатизма (Holton and Franciscus 2008).

Многие другие анатомические особенности неандертальцев, возможно, представляют собой результат адаптации к большим физическим нагрузкам, выпадавшим на их долю. Таковы, например, толстые стенки трубчатых костей, сравнительно сильно изогнутые проксимальные сегменты конечностей, хорошо выраженные (рельефные) участки крепления мускулов, широкие (как бы расплющенные) фаланги пальцев ног и некоторые другие признаки. Не исключено, что они не были предопределены на генетическом уровне, а образовывались (или, по крайней мере, усугублялись) в течение жизни человека вследствие частых и долгих переходов, транспортировки тяжестей без вспомогательных средств, прямых столкновений с крупными и опасными животными и т. д.

Наконец, еще какая-то часть свойственных всем неандертальцам или отдельным их группам признаков могла закрепиться у них просто случайно, в результате процесса, который биологи называют дрейфом генов (Weaver et al. 2007). Воздействию этого процесса сильнее всего подвержены небольшие по численности популяции, особенно когда они оказываются в условиях полной или частичной изоляции от других популяций своего вида. В таких условиях аллели (т. е. варианты состояния или, иначе говоря, формы генов), бывшие ранее редкими, могут быстро стать преобладающими. Например, при дроблении популяции в ходе расселения или резком уменьшении ее численности вследствие какой-либо катастрофы генетический состав вновь образовавшихся или уцелевших групп почти наверняка будет во многом отличаться от первоначального, предкового. Первопроходцы, уходящие на новые земли, унесут с собой лишь часть существующих аллелей, часть исходного генетического разнообразия, и чем меньше их (первопроходцев и аллелей) будет, тем больше вероятность того, что в основанной ими новой популяции нормой станет то, что раньше было отклонением от нее. Точно так же норма и отклонение могут поменяться местами после массовой гибели в результате, скажем, извержения вулкана, или слишком холодной зимы, или каких-то еще природных катаклизмов. Более чем вероятно, что нечто подобное не раз происходило и с неандертальцами, которые, напомню, ведут свое происхождение от группы (скорее всего, очень небольшой) переселенцев из Африки, и которым выпало жить далеко не в самом благодатном краю и не в самые легкие времена.