Три миллиона лет назад наши предки еще были явными вегетарианцами

Сегодня в распоряжении антропологов методы анализа, позволяющие работать с костными остатками австралопитеков возрастом 3,5 миллиона лет. Фото Reuters

Кто-то справедливо заметил, что человек представляет собой единственный вид, который интересуется своим происхождением. Оно в общих чертах понятно, хотя и вызывает неприятие со стороны учеников воскресных школ. Жан-Батист Ламарк (1744–1829) был чуть ли не первым, кто «заподозрил» наше родство с обезьянами, отмечая сходство с шимпанзе.

Конечно, речь не шла о прямой связи, к тому же считалось, что обезьяны живут на деревьях и потребляют исключительно растительную пищу. Сомнение в эту концепцию внесла отважная исследовательница горилл и шимпанзе в их естественной среде обитания, американская антрополог Дайан Фосси. К тому же выяснилось, что шимпанзе могут охотиться на других представителей обезьяньего рода и даже не брезгуют каннибализмом, поедая детенышей своих согруппниц. Но даже шимпанзе являются в основном гербиворами, то есть растительноядными. Чего не скажешь о человеке.

Происхождение человека от общих с человекообразными обезьянами предка не вызывает сомнений. Горячие дискуссии идут относительно того, как происходило это развитие. И тут сразу возникает спор о «первородности» среды и генов. Хотя намного раньше люди столкнулись с другим примером развития.

Палеонтологи, изучающие ящеров, доминировавших на Земле не менее 200 млн лет, пришли к выводу, что объекты их интереса тоже исходно были травоядными, из которых вычленились хищники. Итак, на одном полюсе растительноядные приматы, среди которых некоторые не прочь полакомиться мясцом, а на другой – всеядный человек разумный (Homo sapience). В общем, картина ясна, к тому же она подкрепляется находками костей, их фрагментов, черепов и даже отдельных зубов, поверхность которых ясно указывает на смену пищевого поведения (feeding behavior).

Понимание процесса требует вещественных и инструментальных доказательств. История «южных обезьян», или австралопитеков, началась век назад с находки в Южной Африке окаменевшего черепа детеныша жившей некогда обезьяны, некоторые черты строения которого можно видеть и у человеческого ребенка. Через полвека в Эфиопии был найден почти целый скелет девушки-австралопитека, которая пусть и плохо, но уже ходила на двух ногах (бипедализм), то есть освоила прямохожденне. Что же – помимо бипедализма – толкнуло развитие гоминидов-гомининов в сторону разумности?

Три миллиона лет назад они были явными вегетарианцами. Это в очередной раз и очень убедительно доказали ученые Химического института Университета Витватерсранд в Йоханнесбурге. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Исследователи исходили из гипотезы о диете как главном драйвере изменений. Из нее вытекает, что именно она очень важна для роста мозга, который нуждается в аминокислотах, поступающих из желудка и кишечника; грелин, инсулин – из поджелудочной железы и лептин – из жировой ткани. Грелин – это пептид (цепочка аминокислот), способствующий росту тканей и органов, в том числе и мозга (growth hormone releasing). Инсулин – небольшой белок для регуляции уровня сахара в крови. Лептин же тоже белок, вырабатываемый жировой тканью, который в норме «гасит» аппетит.

Углубление в историю человеческого рода наталкивалось на то обстоятельство, что коллаген костей очень быстро деградирует, сохраняясь не более 200 тыс. лет. Что же делать антропологам, имеющим дело с костными остатками австралопитеков возрастом 3,5 млн лет?

Одно из доказательств растительной диеты одного из австралопитеков (A. sediba) было получено в лейпцигском Институте эволюционной антропологии в 2012 году. В качестве доказательства были представлены картины изношенности зубов австралопитека и фрагменты растений в них (на эмали и в промежутках). Анализ изотопов углерода в костях также показал, что его источником были растения.

Но далеко не всех убедили тогдашние результаты, поэтому неудивительно, что оба научных коллектива – из Йоханнесбурга и Лейпцига – были настроены весьма решительно. В течение трех лет они меньше обращали внимания на изотопы углерода, переключившись на азотные варианты с разным числом нейтронов в ядре (у легкого изотопа их семь, а у более тяжелого и радиоактивного – восемь). Время в отношении азота, входящего в состав аминокислот и нуклеиновых кислот, бессильно, и отношение его изотопов сохраняется на протяжении миллионов лет! Этим и воспользовались в Лейпциге и Йоханнесбурге, анализируя останки гомининов.

Успех был достигнут благодаря разработанной в Германии новой технологии изотопного анализа зубной эмали, не теряющей своей прочности миллионы лет. У австралопитеков изотопы «указали» на растения, а у неандертальцев – на использование в пищу животных. Наши кузены уже активно охотились на крупных млекопитающих, обеспечивая себе включение мяса в диету.

Авторы работы, результаты которой опубликованы в журнале Science, не исключают возможности того, что австралопитеки могли разнообразить свое питание, включая птичьи яйца и термитов, до которых весьма охочи шимпанзе. Теперь речь идет о расширении исследований на Северо- и Юго-Восточную Азию, где найдено много представителей гомининов – в Китае и Индонезии.

Остается разобраться в «первичности» материи и сознания, а также влияния среды и – как теперь видим – диеты на становление человека разумного. Изотопы поставили на прочную основу решение вопроса о превращении гомининов в разумных хищников.

Одной из ведущих гипотез семьи антропологов Лики, активно работавших в Кении, было то, что наши далекие предки столкнулись с чуть ли не катастрофическим изменением климата, который стал холоднее и засушливее. Это привело к сведению дождевых лесов. Леса сменились травянистой саванной, в которой предки вынуждены были встать на задние конечности, чтобы увидеть опасность.

Да, сегодня расшифрованы ДНК людей, неандертальцев и денисовцев, но ее сохранность сродни коллагену. И сегодня нельзя себе представить вариабельность геномов человекообразных предков, некоторые из которых несли гены, необязательно обеспечившие победу и выживание.

Одна из мутаций случилась в гене тяжелой цепи миозина (MyH), обеспечивающего примыкание нижней челюсти и способность разгрызать ветки растений. Предки столкнулись с перспективой голодной смерти и необходимостью перехода на другие источники питания.

Ричард Лики предполагал, что гоминины начинали переход в качестве падальщиков, «подъедавших» за теми же львами и гиенами. От последних оставался, если их отогнать, еще более калорийный костный мозг. Переключение – хотя бы частичное – на новые источники питания облегчило челюстной аппарат предков и истончение костей черепа в целом. Освободившийся материал челюстей стал использоваться для роста свода черепа, что увеличило пространство для роста мозга со всеми вытекающими из этого последствиями.

Остается понять, что было сначала – воздействие среды или характерная для геномов вариабельность. Для пояснения сути проблемы можно привести в пример язык, который меняется не только под влиянием развития его окружения, но также и потому, что он исходно несет в себе «ошибки», в результате чего рождаются новые слова и новые смыслы старых слов.