Предки людей стали на ноги вже сім мільйонів років тому. Чи вартувало воно того?

Щоб пояснити загадку прямоходіння людини, залучали різні гіпотези – від енергетичної ефективності ходьби до питань, пов’язаних із сексом і навіть моногамією. Однак більшість таких відповідей абсолютно незадовільні. А тепер стало зрозуміло: незадовільна і гіпотеза, яка припускала, що перехід до прямоходіння фактично призвів до появи в людей розуму. Спробуємо розібратися в деталях.

Найчастіше те, що здається нам усталеним, очевидною і розумною думкою, насправді може бути лише модною помилкою. Один із типових прикладів — прямоходіння. Прийнято вважати, що прямоходящими (з ссавців) можуть лише люди. Це не зовсім так: на своїх двох ходять і гібони, і панголіни, і навіть травмовані ведмеді (ця особина пізніше загинула від рук мисливця з цибулею та стрілами):

Один з ключових факторів, що стимулював цей процес, це зміна в середовищі і харчуванні. Давні люди могли бути змушені шукати їжу на відкритих рівнинах, що спричинило важливі адаптації у руховій активності. Крім того, біпедальність відкрила для людини можливість використовувати верхні кінцівки для інструментів і спілкування.

У той же час слід визнати: з власної волі основну частину життя на двох ногах із ссавців проводимо лише ми. Гібон рідко злазить на землю, панголін змушений вставати на пару ніг, щоб рити землю «руками», а шимпанзе взагалі воліють всі кінцівки при пересуванні використовувати як ноги.

І всі ці факти не додають розуміння, чому ми почали ходити двома ногами. Довгий час не було навіть розуміння, коли саме це сталося. І водночас ясно, що без прямоходіння нічого особливого з нас не вийшло б: не звільнивши руки, не можна збудувати цивілізацію.

Нова робота в журналі Nature , здається, прояснює останнє питання: подія трапилася не менше семи мільйонів років тому, ще на стадії сахелантропа чадського. Аналіз стегнової кістки сахелантропа, знайденого там, де зараз пустеля, а сім мільйонів років тому, у теплому міоцені, було озеро, що чітко вказує на прямоходіння. Автори так і пишуть: «Порівнюючи із сучасними гоміноїдами, <…> [залишки стегна] найбільше нагадують типового Homo sapiens».

Відповідь на запитання «чому ми почали ходити прямо», однак, від цього не стає очевиднішим. Класичні пояснення «чому ми ходимо на двох ногах» створювалися під австралопітеків, які жили три-чотири мільйони років тому, вдвічі менші за давні. Більше того: одне з пояснень прямоходіння, гіпотеза Лавджоя, наводить на думку, що невдовзі після появи прямоходіння ми мали стати розумними.

Але якщо ми почали ходити сім мільйонів років тому, виходить щось дивне. Знаряддя з’явилися у австралопітеків. Виходить, наші предки десь три мільйони років ходили даремно і вільні передні кінцівки не давали їм серйозних переваг? Чому ж потім усе змінилося, і австралопітеки зробили потужний крок до розуму створили гармати?

Дві ноги – мінус чи плюс?

Десь із півстоліття тому Оуен Лавджой — фахівець із функціональної анатомії — почав категорично наполягати : прямоходіння енергетично неефективне. Гепард з його чотирма ногами та довгим поперековим відділом хребта витрачає менше зусиль на підтримку рівноваги при бігу. Ось і швидкість у нього до 110 кілометрів на годину, а в людини – до 44 кілометрів на годину (у випадку Усейна Болта). Найпростіший самець шимпанзе на своїх чотирьох кінцівках дає 40 кілометрів на годину без проблем, а переважна більшість самців людей на двох ногах не можуть видати і 20.

Звучить переконливо. Та й дослідження на приматах (щоправда, не людиноподібних), яких життя змусило освоїти двоногость, показували : на чотирьох ногах вони витрачають менше енергії, ніж на двох. На цьому тлі перехід до двоногості у наших предків — справжня детективна історія.

У XXI столітті гору взяла інша точка зору . Двоногость, стали говорити її прихильники, навпаки, енергетично ефективна. Вчені виміряли кількість вуглекислого газу, що видихається шимпанзе і людьми на біговій доріжці за різних типів руху. У результаті виявилося, що людина витрачає на ходьбу на 75% менше енергії, ніж шимпанзе (у разі шимпанзе, вищого примату, це залишається вірним при ходьбі на чотирьох і двох ногах).

Щоправда, виникли й питання: у шимпанзе в цілому витрати що на двоноге, що на чотирилапого ходіння були близькі. Виходить, біпедальність допомагає в сенсі енергоефективності тільки людям, але не їхнім найближчим родичам, що живуть, з африканських лісів.

Виникла і модифікація цього підходу – гіпотеза бігу на витривалість. Згідно з нею, людина біжить на двох ногах повільніше, ніж гепарди на чотирьох. Але ми можемо бігти без зупинки буквально десятки і сотні кілометрів. Саме тому піші мисливці і в нашу епоху заганяють і вбивають гепардів: ті просто не здатні підтримувати біг так довго, як люди.

Цей варіант гіпотези здавався здоровим. Але й має великий недолік. Справа в тому, що він вимагає від носія двоногості двох речей: а) він не повинен боятися, що його наздоженуть на короткій дистанції; б) він повинен регулярно полювати на велику видобуток. Тому що погоня за дрібні десятки кілометрів поспіль вимагає суттєвої кількості енергії, але не дасть особливої ​​винагороди: м’яса на дрібній дичині просто замало.

Так, сучасні бушмени можуть переслідувати антилопу вагою в пару центнерів 35 кілометрів під африканським сонцем. Але наприкінці шляху вони вбивають її списом: куди — серйозний звір, голими руками шию йому не зламати, та й просто кидаючи каміння вбити дуже важко.

А чим міг убивати видобуток стародавній австралопітек чи — як тепер з’ясувалося, теж прямоходячий — сахелантроп? Списом? Воно означає розум, а обсяг мозку сахелантроп всього 340-360 кубічних сантиметрів. Це мозок шимпанзе або приблизно четверта від мозку людини.

Так, у карликової людини флореського об’єм головного мозку — всього 417 кубічних сантиметрів, при цьому він явно використовував знаряддя. Однак форма його черепа радикально менш примітивна, ніж у сахелантропа: це зменшений череп Homo erectus, істоти досить просунутої, що точно знала і списи, і вогонь.

Сахелантроп відрізняється за формою черепа надзвичайно: потужний надбрівний валик, череп помавпяче витягнутий. Щось не надто схоже на того, хто міг полювати з списом. Та й потім: спис зустрічається у тих, хто має кам’яні знаряддя. Перші відомі кам’яні знаряддя вдвічі молодші за сахелантроп і відносяться вже до епохи австралопітеків.

Гіпотеза Лавджоя: звільнити руки, щоб знайти моногамію

Згаданий вище Оуен Лавджой свого часу з великим скептицизмом оцінював всі гіпотези переходу до прямоходіння. У чомусь його логіка зрозуміла: прямоходіння прямоходіння різниця. Ми, люди, маємо не найкращий його варіант. Погляньмо на страуса: він розвиває швидкість до 70 кілометрів на годину, причому може бігти, як вважається, дуже довго — до десятків кілометрів без зупинки (втім, достовірно це підтвердити складно).

Якщо порівняти те, як біжить він і найкращі бігуни-люди, одразу зрозуміло, що не так з нашим прямоходінням — на відміну від нього. Біговий крок страуса – 4,8 метра. Біговий крок гарного марафонця – 1,5 метра, звичайної людини без досвіду в бігу – 1,2-1,3 метра. У відмінного спринтера він 2,2 метри, а у Усейна Болта – 2,6 метра. Ми перебираємо ногами не рідше страуса (навіть швидше, якщо мова про найкращі спринтери), але різниця в довжині кроків занадто велика.

Чому страус так може, а ми ні? Відповідь проста: якщо страус буде повільнішим, то життя його буде незавидним. Для початку їх самки відмовляють у паруванні самцю, якого вона може наздогнати. Далі не краще: гепарди групами полюють на них і можуть спіткати на короткій дистанції. Страус користується тим, що при його прямоходженні голову піднято над саваною метра на два-три — куди вище, ніж у гепардів. Тому він помічає небезпеку раніше, але все одно бігти треба швидко, інакше обачності не вистачить, щоби вимотати гепарда.

Прямоходіння цього птаха справді пов’язане з вигодами при тривалому бігу. За рахунок того, що він, як і ми, рухається на двох ногах, його значно краще охолоджує повітря, що набігає, і воно не перегрівається навіть на великій дистанції — а ось гепард, покритий хутром і має «низький профіль», обдувається куди гірше. Тому він не може наздогнати страуса, що вчасно помітив його, і не може втекти від людини, що нині живе (звісно, ​​якщо ця людина не веде сучасний спосіб життя), здатної бігти десятки кілометрів поспіль з списом.

Ми явно не страуси. Наше прямоходіння «робилося» поспіхом, і за сім мільйонів років не стало набагато краще. Стегна сахелантропа дуже схожа на кістку людини в тому ж ваговому діапазоні (40-50 кілограмів). Еволюція прямоходіння якщо і була, то явно не дуже швидка. Через якісь причини наші предки мільйони років тому обходилися «демо-версією» прямоходіння, так і не перейшовши на «повну версію» — як у страуса.

Оуен Лавджой вважав, що причина тут проста: ключовим бонусом прямоходіння був не біг. Їм було те, що такий стиль пересування звільняє руки. Вчений звернув увагу на той факт, що у людиноподібних мавп догляд за дитиною триває по 4-5 років. Поки йде цей процес, самка зазвичай не може завагітніти (не дає гормональне регулювання від близькості дитинчати). Мати більше одного дитинчати за раз і довести його до дорослого віку самці шимпанзе дуже складно: потомство вищих мавп дорослішає повільно, його треба носити на руках роками. Це не дитинча нижчих мавп, яке самі хапаються за шерсть матері, і яких ще й складно від неї відірвати.

У такій ситуації чисельність шимпанзе навіть за сприятливих умов зростає повільно. Однак якщо якийсь родич шимпанзе зможе мати одночасно пару дітей, то розмножуватися буде вдвічі швидше. Що дуже важливо для виживання у складних умовах Африки.

Прямоходіння давало людині те, що не могло дати страусу, що не мав розвинених верхніх кінцівок. Самки тих же сахелантропів (хоча Оуен формулював свою гіпотезу для австралопітеків), звільнивши пару рук, могли носити на них пару дітей, не боячись, що ті впадуть з її вовни.

Що не менш важливо, самець сахелантроп міг вільними руками принести самці видобуток. Якщо дітей удвічі більше, ніж раніше, то самій їх вже «не потягнути». Сучасні шимпанзе теж діляться здобиччю — у разі м’яса — але це відбувається лише в тому випадку, якщо дістати м’ясо недалеко від «табору» наших родичів. Тягти м’ясо на десяток кілометрів без наявності рук – це дуже і дуже непросте заняття.

Лавджой зазначає, що система «більше дітей за рахунок вільних рук» є слабо сумісною зі стандартною моделлю статевої поведінки багатьох приматів. Це павіани (або лідери шимпанзе) можуть при тічці кожної самки відганяти від неї слабкіших конкурентів, показуючи більші зуби або прямо кусаючи суперника. Носити видобуток самці в рамках такого способу життя самець не буде: вона вибере того, хто сильніший, поки він поряд, а коли він відійде убік, вибере того самця, який при цьому буде ближче. Тим самцям шимпанзе така модель поведінки, м’яко кажучи, не дуже цікава. Якщо він запідозрив, що у самки дитинча не від нього, він може його вбити (і, на жаль, навіть з’їсти ), щоб та змогла завагітніти вже від нього самого.

Просто кажучи, гіпотеза «вільні руки потрібна, щоб прогодувати більше дітей» вимагає тієї чи іншої форми моногамії. В іншому випадку для самця вона не має жодного сенсу. Якщо самка може ростити не його дитинча, то шанси на відтворення генів такого представника чоловічої статі будуть не дуже високі.

У принципі, примати мають довічну моногамію: нічні мавпи з Нового Світу, ймовірно, гіббони, і мідні стрибуни (Південна Америка). Умовна моногамія є й у людей — умовна в тому сенсі, що на відміну від нічних мавп чи гібонів у людей, по-перше, є розлучення, а по-друге, генетичний аналіз стабільно показує, що невелика частина дітей у популяції — результат таємного. адюльтера.

Якщо гіпотеза Лавджоя вірна, то сахелантроп повинен мати знижений статевий диморфізм – наприклад, ікла у його самців повинні бути не сильно більше, ніж у самок (наприклад, у гібонів, у яких самці не б’ються іклами, немає і особливого диморфізму по іклах). На жаль, на сьогодні залишків сахелантропів знайдено дуже небагато, і з їхньою однозначною статевою ідентифікацією все не дуже добре. Однак у наявних знахідок ікла не так вже й сильно виражені (не порівняти з павіаними). Або вони всі самки, або, все ж таки, у самців сахелантропів дійсно не було потреби боротися за самок іклами, і вони приділяли більшу увагу прянику, ніж батога.

Як він вижив?

Прямоходіння сахелантропа справді може пояснюватися так, як це припускав Лавджой. Якщо один вид має одне дитинча на одну самку раз на п’ять років, а самки іншого виду можуть народжувати нового вже через три роки — «тато» прогодує, — то другий вид набуває безперечної переваги.

Але постає питання: а чому ніхто при цьому всіх їх, що самця, що самку, просто не з’їв? Чотириногі шимпанзе в середньому все-таки бігають швидше за двоногих людей, хоча і на куди менші дистанції. Їм було б простіше уникнути левів — досить вчасно їх помітити. Добігти до найближчого дерева на 40 кілометрах на годину – набагато швидше, ніж вийде середній Homo sapiens в наші дні.

У випадку людей кам’яної доби все зрозуміло. У них спис — їм нікуди не треба бігати. Леви бігають від підлітків масаїв (ті повинні вбити лева, щоб вважатися чоловіком), але масаї не бігають від левів. Сахелантроп, судячи з невеликого мозку і архаїчної будови черепа, списом мав навряд чи. Виходить, він не міг ні втекти, ні відбитися. Як же він жив у такому цікавому та захоплюючому місці, як Африка?

Найімовірніша відповідь: у тій частині нової роботи в Nature , де аналізується ліктьова кістка нашого стародавнього родича. Вона несе сліди активного деревного способу життя. Просто кажучи, сахелантроп намагався не відходити від дерев надто далеко — щоб побачивши лева, мати шанси добігти до дерева першим. Лев занадто важкий, щоб піти за швидким приматом на тонкі гілки. А леопард, як ми знаємо з сучасних приматів Африки, може мати серйозні проблеми, атакуючи дорослого та великого самця мавпи.

Виходить, в результаті перехід до прямоходіння все-таки того вартував. Так, ми не так спритно лазимо по деревах, як наші найближчі родичі, що живуть, — шимпанзе. Так, їх самці виглядають більш важкоатлетично складеними, а їх тестикули (моногамії немає, доводиться компенсувати) незрівнянно більше щодо розмірів тіла, ніж у самців людей.

Але вільні передні кінцівки пов’язані не лише з моногамією (хоча б умовною). Ще вони дали нам можливість витрачати менше енергії на розбирання «а чия це самка» і більше на прогодування потомства. Що ще важливіше, згодом це дозволило нашим предкам перейти до виготовлення кам’яних знарядь та зброї загалом. А там і цивілізація своєї долі не уникла.