Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека
Шрифт:
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
На естественнонаучную ветвь археологии приходится бoльшая 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
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.
2
Из Африки
Предположение об африканском происхождении человечества приписывается Чарльзу Дарвину, который заявил, что найти следы предков человека можно там, где до сих пор живут наши ближайшие родственники – большие человекообразные обезьяны. Однако первые сведения об окаменевших останках древних гоминин палеоантропологи получили только в 1920-х гг. В 1921 г. шахтеры из местечка Брокен-Хилл (теперь это город Кабве) в Замбии отыскали древний череп. Череп был передан в Британский музей в Лондоне, где его идентифицировали как останки неизвестного доселе древнего вида человека, которому дали название Homo rhodesiensis. Вскоре после этого, в 1924 г., Реймонд Дарт обнаружил в Южной Африке маленький, хорошо сохранившийся череп жившего 2 млн лет назад австралопитека африканского (Australopithecus africanus). Некоторые ученые поначалу сочли эту находку малозначительной, однако вскоре она стала известна всему миру под названием «таунгский ребенок». С тех пор количество окаменелостей, повествующих об истории нашего рода – Homo – и ближайших родственников из гоминин, многократно увеличилось. Десятки исследовательских групп, работавших во всех частях Африки, но преимущественно в восточных, южных и северо-западных регионах, находили все новые и новые останки. Теперь мы знаем, что наш род возник около 2,5 млн лет назад в Африке и именно на этом континенте протекала эволюция позднейших представителей рода Homo, в том числе и Homo sapiens.