Энергия и цивилизация

Смил Вацлав

Примечание 2.3. Бег и рассеивание тепла у людей

Все четвероногие имеют оптимальные скорости для разных видов передвижения, например шаг, рысь и галоп у лошадей. Энергетические затраты бега человека относительно высоки по сравнению с затратами на бег млекопитающих сравнимой массы, но в отличие от них, у человека объем затрат прямо не связан со скоростью бега, если она между 2 и 6 м/с (Carrier 1984; Bramble and Lieberman 2004). Прямохождение и эффективное рассеивание тепла объясняют этот подвиг. Вентиляция четвероногих ограничена одним вдохом на двигательный цикл. Грудные кости и мускулы должны поглотить ударную нагрузку от передних конечностей, в то время как спинно-брюшной каркас ритмично сжимает и расширяет грудную клетку, а вот частота человеческого дыхания может варьироваться произвольно. Люди могут бежать с какой угодно скоростью, а у четвероногих набор оптимальных скоростей ограничен

структурно.

Экстраординарные способности человека в области терморегуляции опираются на очень высокую скорость потоотделения. Лошади теряют воду с часовой интенсивностью в 100 г/м² шкуры, верблюды – 250 г/м², но человек может терять больше 500 г/м², а пиковые значения достигают 2 кг/м² (Torii 1995; Taylor and Machado-Moreira 2013). Скорость потения определяет потерю тепла в 550–625 Вт, что достаточно для регуляции температуры даже во время исключительно тяжелого труда. Люди также могут пить меньше, чем они теряют влаги, и восполнять частичное обезвоживание многими часами позже. Именно бег превратил людей в дневных высокотемпературных хищников, которые могли загонять животных до истощения (Heinrich 2001; Lienberg 2006). Документированные случаи загонной охоты включают индейцев тарахумара в Северной Мексике, способных загнать оленя; пайутов и навахо, жертвами которых были вилорогие антилопы. Басарва из Калахари могли добывать дукеров, ориксов, а во время сухого сезона даже зебр, ну а некоторые аборигены Автралии проделывали то же самое с кенгуру. Бегущие босиком люди снижают потерю энергии примерно на 4 % (и реже страдают от повреждений лодыжек и хронических болезней ног) по сравнению с бегунами в легкоатлетических кроссовках (Warburton 2001).

Но как только были изобретены и вошли в обиход необходимые инструменты, охота с их помощью получила преимущество перед загоном добычи, и после исследования 51 коллекции находок среднего каменного века и 98 из позднего каменного века (Faith 2007) подтвердилось, что первые африканские охотники умело добывали крупных травоядных, в том числе быков. Энергетические императивы охоты на крупных животных также внесли значительный вклад в социализацию человека. Исследователи (Trinkaus 1987, 131–132) сделали вывод, что «большая часть отличительных характеристик человека, таких как прямохождение, ловкость рук, продвинутые технологии и заметное увеличение головного мозга, могут быть рассмотрены как требования, выдвинутые гибкой и развитой системой добывания пищи».

Роль охоты в эволюции человеческих сообществ выглядит самоочевидной. Индивидуальный успех в охоте на крупных животных с помощью примитивного оружия крайне маловероятен, и желающие выжить охотничьи группы должны были поддерживать минимальный уровень кооперации, чтобы выслеживать раненых животных, разделывать их, транспортировать мясо и затем распределять добычу. Общественная охота приносила в то время наибольшую выгоду и представляла собой хорошо спланированный загон животных (использовались загородки из камня и дерева, естественные густые заросли и скалы, и даже рампы), чтобы они оказались в заранее приготовленной ловушке или – возможно, наиболее простое и хитроумное решение – упали с обрыва (Frison 1987). Многие крупные травоядные – мамонты, бизоны, олени, антилопы, горные козлы – могли быть убиты таким образом, обеспечивая людям запас замороженного или обработанного (закопченного или превращенного в пеммикан) мяса.

Обрыв Хед-Смэшт-Ин-Баффало-Джамп около Форт Маклеод (Альберта, Канада), часть Всемирного наследия ЮНЕСКО, может служить ярким примером такой охотничьей стратегии, поскольку использовался около 5700 лет. «Чтобы начать охоту… молодой человек… мог заманить стадо в нужном направлении, имитируя голос потерявшегося теленка. Как только бизоны подходили к заграждениям для охоты (длинные линии пирамидок из камней, которые складывали, чтобы помочь охотникам направить бизонов к обрыву), охотники появлялись позади стада и пугали животных криками и взмахами рук», и в конечном итоге стадо падало с обрыва (UNESCO 2015а). Полезная энергоотдача от белка и жира, полученного из животных, была очень велика. Охотники позднего плейстоцена могли быть очень успешными, у многих ученых-исследователей Четвертичного периода появилась гипотеза, что именно охота большей частью (или полностью) стала причиной сравнительно быстрого исчезновения мегафауны позднего палеолита, животных с весом тела больше 50 кг (Martin 1958, 2005; Fiedel and Haynes 2004), но она до сих пор окончательно не подтверждена (примечание 2.4).

Примечание 2.4. Исчезновение мегафауны позднего плейстоцена

Непрерывное истребление медленно размножающихся животных (с единственным отпрыском, который рождается после долгого вынашивания) может привести к их исчезновению.

Если мы примем, что люди позднего плейстоцена имели дневную потребность в пище в 10 МДж/на человека, что они ели в основном мясо и что большая его часть (80 %) обеспечивалась как раз мегафауной, тогда популяции в два миллиона человек требовалось почти 2 Мт (вес в свежем виде) мяса в год (Smil 2013а). Если мамонты были единственным видом, на который охотились, то их требовалось истреблять 250–400 тысяч голов в год. Но охота на мегатравоядных касалась и других крупных млекопитающих (слоны, гигантские олени, бизоны, дикие быки), и потребность в 2 Мт мяса в год могла обеспечить уничтожение около двух миллионов разных животных в год. Наиболее вероятным объяснением исчезновения мегафауны позднего плейстоцена может служить комбинация естественных (изменения климата и растительного покрова) и антропогенных (охота и огонь) факторов (Smil 2013а).

Все до-сельскохозяйственные общества характеризовались всеядностью, составляющие их люди не могли позволить себе роскошь игнорировать какие-либо из доступных источников питания. Хотя охотники-собиратели употребляли в пищу множество видов растений и животных, обычно несколько основных определяли рацион. Неизбежно предпочтение оказывалось семенам – помимо того, что их легко собирать и хранить, в семенах сочетается высокое содержание энергии со сравнительно высоким содержанием белка. Семена диких растений содержат столько же энергии, сколько и зерна культивируемых (пшеница – 15 МДж/кг), у орехов плотность энергии до 80 % больше (грецкий орех – 27,4 МДж/кг).

Мясо любых диких животных – прекрасный источник протеина, но чаще всего оно содержит мало жира и поэтому имеет низкую плотность энергии, вполовину меньше по сравнению с зерном в случае маленьких, жилистых млекопитающих. Ничего удивительного, что широко распространено предпочтение охотиться на крупных и сравнительно жирных животных. Единственный небольшой мамонт давал столько же годной в пищу энергии, сколько 50 северных оленей, а бизон равнялся 20 оленям (примечание 2.5). Именно по этой причине наши неолитические предки устраивали засады на огромных мамонтов, вооружившись простым оружием с каменными наконечниками, и по этой же причине индейцы равнин Северной Америки тратили много энергии на преследование бизонов (чтобы сделать потом из жирного мяса способный долго храниться пеммикан).

Примечание 2.5. Масса тела, плотность энергии и содержание энергии в пище в зависимости от видов добываемых на охоте животных

Примечание: я предполагаю, что в пищу пригодны две трети массы тела китов и тюленей и половина массы тела других животных. Средняя плотность энергии для китов была рассчитана с учетом того, что 25 % массы их тела составляет ворвань.

Источники: основано на данных: Sanders, Parsons and Santley (1979), Sheehan (1985) и Medeiros and co-workers (2011).

Но подход с точки зрения энергии не может дать нам полного понимания, как вели себя охотники-собиратели. Если бы принимались во внимание только энергетические соображения, тогда оптимальная стратегия выглядела бы так: собиратели и охотники пытаются максимизировать объем полученной энергии, одновременно минимизируя затраты времени и сил на ее получение (Bettinger 1991). Оптимальный способ добывания пищи объясняет предпочтение охотиться на крупных жирных мамонтов или собирать менее питательные растения, которые не требуют обработки, потому что орехи с высокой плотностью энергии трудно вскрыть. Вне всякого сомнения, многие охотники-собиратели так и вели себя, максимизируя полезную энергоотдачу, но другие экзистенциальные императивы часто действовали в обратном направлении. Среди наиболее важных – доступность ночного убежища, необходимость защищать территории от конкурентов и потребность в надежных источниках воды, а также витаминах и минералах. Пищевые предпочтения и отношение к работе тоже имели большое значение (примечание 2.6).

Наша неспособность реконструировать баланс энергии в доисторическую эпоху провоцирует появление недопустимых обобщений. Для некоторых групп общие усилия по добыванию пищи были сравнительно низкими, всего несколько часов в день. Подобные факты ведут к тому, что охотников-собирателей описывают как «исходно зажиточные общества», живущие в условиях материального изобилия, лени и праздности (Sahlins 1972). Самый известный случай – племя Добе! Кунг из пустыни Калахари (Ботсвана), процветавшее на диких растениях и мясе. Это племя считали прекрасным примером доисторических охотников-собирателей, живших вроде бы довольной, здоровой и энергичной жизнью (Lee and DeVore 1968). Это заключение, базирующееся на ограниченных и ненадежных данных, должно было – и подверглось сомнению (Bird-David 1992; Kaplan 2000; Bogin 2011).