Споры об эволюции человека: генетика и морфология

Беседа корреспондента Pro Science с антропологом, заведующим отделом физической антропологии ИЭА РАН, д.и.н. Сергеем Владимировичем Васильевым о древней ДНК, движущих силах эволюции человека и продолжительности жизни. Часть 2.

Корр.: Генетика вносит ясность или создает еще большую путаницу в вопросах происхождения человека?

С.В.Васильев: К сожалению, есть и то, и другое. Генетика, палеогенетика, безусловно, важна и нужна, и она, конечно, дополняет морфологические исследования, но всегда нужно понимать и помнить то, что если строить родословные, основанные на генетических материалах, - это совсем другая система и, соответственно, будет совсем другая родословная.

Вопрос сложный, какую родословную считать правильной: основанную на морфологических критериях или основанную на генетических критериях. И то, и другое имеет право на существование, но я все-таки сторонник родословной, основанной на морфологических критериях, и здесь есть два очень важных момента, которые нужно понимать и учитывать.

Выделение ДНК из эректоидных форм пока невозможно, поэтому в выводах о Homo erectus мы основываемся только на морфологии.

Генеалогическое древо гоминид (Ian Tattersall, Jeffrey Schwartz)

The Quest for Human Origins by Ina Belderis

Первое - морфологические критерии, в отличие от генетических, довольно-таки хорошо изучены, и они изучены глубже, чем генетические. Дело в том, что генетики на сегодняшний день могут выделять ДНК только из верхнепалеолитических останков и останков неандертальцев. Выделение ДНК из эректоидных форм невозможно, поэтому там мы основываемся только на морфологии.

Второй момент – это то, что все-таки генетика и морфология – это совершенно разные вещи: генетика – это то, что заложено в генотипе человека, но не факт, что оно будет реализовано, а морфология – это уже реализация генетически запрограммированной информации. Занимаясь антропологией, мы прекрасно знаем, что в реализации тех или иных морфологических характеристик играет роль не только генетика, но еще и окружающая среда.

Когда мы смотрим на морфологию, мы смотрим на результат взаимодействия генетических факторов и факторов окружающей среды. На основании увиденного мы делаем выводы, связанные с систематикой и таксономией. Если же строить выводы только на данных генетики, то мы не знаем, во что мы упремся, потому что мы будем рассуждать об отчасти не реализованных вещах.

Генетика – это то, что заложено, но не факт, что будет реализовано, а морфология – это уже реализация генетически запрограммированной информации.

Генетики сейчас пытаются датировать эволюционные находки. Но мы прекрасно знаем, что если произойдет какое-то генетическое изменение, которое генетики могут уловить и продатировать, не факт, что оно, во-первых, отразится на морфологии, а, во-вторых, если оно и отразится на морфологии, то в популяциях изменение морфологии проявится много-много лет спустя. Причем морфология изменится не в то время, которое называют генетики, а тысячелетия спустя после того, как произойдут генетические изменения. Морфологические изменения должны произойти – это раз, и закрепиться в популяции – это два, а это процесс очень сложный и небыстрый. Поэтому, с одной стороны – генетика нужна, а с другой стороны – это все же другая система, которая может дополнять, а не полностью менять наши знания о древних популяциях.

Что двигало человеком на пути эволюции

Генетические изменения проявляются не быстро, а что еще является движущей силой эволюции человека? Что повлияло на то, что человек встал на две ноги, у него увеличился мозг, появилась речь?

Здесь два момента, которые освещались еще нашими учителями. В частности, Яков Яковлевич Рогинский писал, что на ранних этапах движущим фактором эволюции, конечно, была окружающая среда (средовой фактор), а на более поздних этапах эволюции большую роль стал играть социальный фактор. Безусловно, такие вещи, как происхождение речи, в большей степени связаны с социальными факторами, чем с факторами среды. Усложненный социум, усложненная орудийная деятельность, конечно, толкали к тому, чтобы человек научился передавать информацию о приближающейся добыче или о том, как сделать то или иное орудие, причем передавать информацию не только друг другу, но и из поколения в поколение. Для этого речь и служила.

Речь, как мы знаем, имеет две основные функции: первая – это коммуникация, то есть передача информации (нужно было передавать накопившуюся информацию друг другу), вторая – мышление (мы все мыслим речевыми категориями, словами, на поздних этапах эволюции речь стала выполнять функцию мышления).

Изменения среды меняют поведение, поведение меняет физиологию, физиология меняет морфологию.

Каким образом это все происходит? Все, на мой взгляд, довольно несложно, и описано было еще академиком Алексеем Николаевичем Северцовым. В 1922 году вышла его книга «Эволюция и психика», где он четко разделял морфологию, физиологию и психику. Психика имеет больше степеней свободы, она более вариабельна, физиология менее вариабельна, морфология еще менее вариабельна. Поэтому изменение каких-то средовых факторов влечет за собой сначала изменение каких-то поведенческих характеристик, связанных с психологией, - человек начинает быстро поведенчески приспосабливаться к изменяющимся условиям среды.

Эти поведенческие реакции ведут за собой изменение, прежде всего, физиологических параметров (это может быть реакция на климат: похолодание или потепление). В свою очередь физиологические параметры меняются более медленно и не в одном поколении. И только затем измененные физиологические параметры могут приводить к изменениям морфологических характеристик.

В частности, в качестве примера Северцов привел человеческую руку. Он пишет, что рука от австралопитековых до современного человека претерпела довольно большие изменения. Эти изменения особенно коснулись развития мышц, связанных с захватами, с производством орудий из камня. Так, человек сначала учится делать какое-то новое орудие (поведенческая характеристика), затем, когда он постоянно делает новые орудия, у него формируются те или иные физиологические особенности, связанные с мышечной деятельностью, и лишь затем меняется сам мышечный аппарат.

Измененная, более приспособленная рука уже готова делать более сложные каменные орудия, и процесс снова повторяется: более сложные каменные орудия влекут за собой физиологические изменения, а затем и изменения структуры мышц кисти. Таким образом, мы можем судить об эволюции психики не только по развитию мозга, но еще и опосредованно, через предметы.

Обычно изучение мозга в эволюционной антропологии связано с изучением эндокранов, т.е. слепков внутренней поверхности мозговой коробки, по которым мы можем наблюдать развитие крупных морфологических особенностей - развитие ассоциативных полей в тех или иных долях больших полушарий мозга.

Мы же видим, что орудийная деятельность, сами орудия тоже эволюционируют, сложные орудия появляются не сразу, как если бы человек пришел из космоса. Орудия сами претерпевают определенную эволюцию: сначала простенькие – чопперы, чоппинги (1-6 сколов, лезвие, такой-то захват), потом уже рубила – это ашельская культура (сложные рубила, где нужно нанести около 200 ударов, чтобы сделать это рубило – бифас). Было даже посчитано, что человек должен произвести около 120 операций в головном мозге, чтобы создать подобное орудие.

Более того, человек должен был обладать таким сложным психологическим аппаратом, как целеполагание, то есть он уже должен представлять себе форму изготовляемого орудия. Не просто чоппер-чоппинг, как скололся – так и получилось, человек уже должен понимать, что именно делает.

В мустьерской культуре мы наблюдаем изготовление уже сложных многофункциональных орудий из отщепов (скреблышки, сверлышки, наконечники для стрел). Когда мы попадаем в верхний палеолит, там уже появляется формирование культур в орудийной деятельности и многое-многое другое. Так, опосредованно, через предметы мы можем судить о поведении, о развитии человеческого, я бы даже сказал, о становлении сознания. Здесь и средовые факторы, и социальные факторы сыграли очень большую роль в формировании человека.

Изменение продолжительности жизни

Морфологические преобразования происходят десятки тысячелетий, охватывают множество поколений, а какая была продолжительность жизни форм Homo habilis, Homo erectus?

Сначала хочу сказать о том, что такое средняя продолжительность жизни. Дело в том, что это чисто статистическая величина, которая зависит, с одной стороны - от рождаемости в популяции, с другой стороны - от смертности. Средняя продолжительность жизни бывает высокой тогда, когда высокая рождаемость и низкая смертность, и наоборот.

Средняя продолжительность жизни - статистическая величина, которая зависит от рождаемости и смертности.

Хотя есть такие очень интересные моменты - например, в Англии и в Индии в какой-то период времени средняя продолжительность жизни была одинаковой в связи с тем, что в Англии была низкая смертность, но при этом низкая рождаемость, а в Индии - наоборот, высокая смертность, но при этом высокая рождаемость. В такой ситуации средняя продолжительность жизни статистически одинакова.

Если говорить о палеолите, то у ранних форм человека средняя продолжительность жизни была очень невысокой (20-25 лет), но это не значит, что люди доживали до 20-25 лет и умирали, как это понимают некоторые исследователи. Нет, там были люди, которые доживали и до 50 лет, но была очень высокая ранняя и детская смертность.

Средняя продолжительность жизни человека с палеолита по настоящее время

ru.wikipedia.org

Причины, с одной стороны, - это и травматизм, а с другой - высокая ранняя и детская смертность свойственна всем популяциям, которые еще не освоили производящую деятельность, и их хозяйственная деятельность – это охота и собирательство. Получается, если сегодня удачная охота – есть еда, если завтра неудачная – нет пищи, и, соответственно, нет стабильности в системах жизнеобеспечения, что приводит к высокой детской смертности.

Что интересно, несмотря на высокую детскую смертность, в палеолите мы наблюдаем - я бы не назвал это демографическим взрывом, но довольно серьезный рост численности населения. Если просто прикинуть, допустим, в верхнем палеолите, даже в ашеле, женщина доживала до 35 лет. В районе 15 лет, как только начинаются менструальные циклы, она уже имеет возможность рожать. 20 лет репродуктивного периода, с 15 до 35 лет, делим на 2 (условно, год – беременность, год – роды).

Получается, так как не было противозачаточных средств, за всю жизнь женщина могла иметь 10 детей. Даже если из них умирает половина, популяция в следующем поколении все равно как минимум удваивается, и это при довольно высокой детской смертности – 5 детей. Поэтому надо всегда учитывать, что если есть высокая детская смертность, то при этом, видимо, существует и высокая рождаемость. Это и приводило к тому, что человек мог осваивать новые земли, и, скорее всего, расселение носило именно демографический характер.

Если в популяции каждое поколение удваивается, то, естественно, она не может жить и существовать на одной территории, она ищет себе новую систему жизнеобеспечения, осваивает новые территории. Те территории, которые уже были освоены, пустыми не остаются, они тоже населены людьми. Поэтому освоение человеком той же самой Евразии связано, скорее всего, именно с демографическим расселением, а не просто, как представляют себе некоторые археологи, с такими миграциями, когда люди встали и куда-то пошли на Восток - посмотреть, где встает солнце, например.

В древности, вплоть до XIX в., мужчины в среднем всегда жили дольше, чем женщины, и только в XX веке все стало наоборот.

Когда человек достигает средней продолжительности жизни, сопоставимой с нашей?

Это XX век. До XIX века была довольно низкая продолжительность жизни. В верхнем палеолите она тоже довольно невысокая: 30-34 года. Причем, что самое интересное, именно на рубеже XIX-XX вв. произошло изменение в соотношении женщин и мужчин. Дело в том, что в древности, вплоть до XIX в., мужчины в среднем всегда жили дольше, чем женщины, и только в XX веке все стало наоборот. Сейчас мы уже наблюдаем обратную ситуацию: женщины в среднем живут дольше, чем мужчины.

 источник