Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека

Большинство из нас сегодня ведет малоподвижный образ жизни, и многие удивятся, узнав, что на самом деле мы – прирожденные бегуны. Однако это утверждение едва ли вызовет удивление у участников марафонов. Мы поразительно хорошо приспособлены к бегу. Наши тела буквально предназначены для того, чтобы бегать легко и эффективно, и, несмотря на то что на коротких дистанциях мы уступаем в скорости другим животным, на стайерских дистанциях люди могут превзойти многих животных, даже собак и лошадей.

Вид, к которому принадлежал Турканский мальчик, возник и развился в то время, когда травянистые равнины – саванны, столь характерные для огромных пространств в сегодняшней Африке, – начали расширяться, дав возможность размножаться и развиваться множеству пастбищных травоядных животных. Площадь лесов сокращалась, а вновь возникшие травянистые равнины открывали новые возможности гоминидам, способным адаптироваться к новым условиям. Овладение этими пространствами требует способности эффективно покрывать большие расстояния, и способность к бегу означала, что наши предки могли успешно конкурировать с другими видами за важный источник энергии и белка – за мясо. Означало ли это охоту или питание павшими животными, вопрос трудный (возможно, имело место и то и другое), но каменные орудия, которыми располагал Homo erectus почти два миллиона лет назад, идеально подходили для обработки мяса и рассечения сухожилий. В Африке было проведено несколько раскопок ранних стоянок гоминид этого вида, где были обнаружены следы работы древних мясников в виде зазубрин, оставленных каменными орудиями на костях животных. Недавно открытое место еще одной такой стоянки на берегу озера Виктория в Кении изобилует множеством разрубленных костей газели, что, по мнению большинства ученых, свидетельствует скорее об охоте, нежели о собирании падали.

Необычное новшество

Приспособление человека к бегу, как полагают, являет собой пример абсолютно новой, чрезвычайно смелой черты эволюции – а именно пример того, что глубинные изменения организмов могут происходить до возникновения генетических изменений.

Организм человека подвержен изменениям в течение жизни. Мы знаем это по собственному опыту: занятия новым видом спорта изменяют строение тела. Гипертрофируются, увеличиваются в объеме некоторые мышцы, и человек это быстро замечает. Однако люди не замечают, что изменяются и кости. Мы привыкли думать о нашем скелете как об инертной, безжизненной структуре, костной опоре живых тканей тела, но на самом деле кость – это тоже живая ткань. Несмотря на то что она в значительной степени минерализована, в ней есть живые клетки, расположенные в полостях жесткого костного матрикса. Эти клетки взаимодействуют друг с другом и с клетками, находящимися на поверхности костей. Эти клетки реагируют на напряжения, приложенные к костям, и формируют новую костную ткань там, где кость надо укрепить, а также удаляют избыток ткани, когда необходимость в укреплении отпадает. (Одна из проблем, с которой сталкиваются космонавты, долгое время находящиеся в состоянии невесомости, – это атрофия костной ткани, то есть потеря костной массы.)

В эмбриональном периоде, в детстве, и даже во взрослом состоянии форма и функции наших организмов отнюдь не целиком определяются ДНК. Это означает, что форма скелета, как и форма всего тела, не является производным деятельности одних только генов, это производное использования тела, производное поведения. Гены всего лишь задают параметры, в пределах которых возможны такие изменения.

Примеры очень глубоких изменений «нормальной» анатомии определенных областей тела могут возникать, когда анатомия и физиология организма каким-то образом сильно нарушаются. В 1942 году голландский ветеринар Э. Й. Слийпер описал странную двуногую козочку. Это животное родилось с парализованными передними конечностями и поэтому не могло передвигаться на четырех конечностях, как это делают здоровые животные. Тем не менее этот козленок научился передвигаться, прыгая на задних конечностях. Когда коза околела, Слийпер вскрыл ее и обнаружил очень странные изменения в ее анатомии. Грудная клетка и грудина имели весьма необычную форму, а у мышц верхней части задних конечностей изменилась форма и появились новые, дополнительные сухожилия. Такие примеры показывают, насколько изменчивой и пластичной может быть анатомическая структура организма, насколько легко она поддается различным модификациям.

Скачущая на двух ногах коза Слийпера иллюстрирует очень важный момент: какая бы причина ни привела к параличу передних конечностей, не она стала одновременно причиной адаптивных изменений в задних конечностях. Анатомические изменения в них возникли в результате способа, каким коза начала их использовать. Податливость анатомического строения уменьшается с возрастом – невозможно добиться таких драматических изменений, посещая спортзал, – но такой потенциал становится выше, если изменение поведения происходит на ранних стадиях развития.