Эволюция человека: от кого мы на самом деле произошли

Сходство человека с человекообразными обезьянами учёные заметили задолго до появления генетики. Они сравнивали строение тела человека и других приматов. В XIX веке Томас Гексли обосновывал близкое родство человека с человекообразными обезьянами, а Чарльз Дарвин предположил, что ранние предки человека, вероятнее всего, жили в Африке.

Сегодня известно, что ближайшие живущие родственники человека — шимпанзе и бонобо. Примерно 8–6 миллионов лет назад жил последний общий предок их линии и линии человека — древний примат. Затем его потомки пошли разными эволюционными путями: один со временем привёл к людям, другой — к современным шимпанзе и бонобо. Линия горилл отделилась раньше.

Позже ДНК помогла подтвердить это родство. Принцип здесь такой: родственные виды наследуют ДНК от общих предков, а после разделения их геномы постепенно меняются.

Сравнение геномов показало, что человек ближе всего к шимпанзе и бонобо, а затем — к гориллам. В сопоставимых участках ДНК человека и шимпанзе различаются около 1,2% нуклеотидов — отдельных «букв» генетического кода.

Эволюцию человека называют антропогенезом, а человека и его древних родственников — гомининами. Антропогенез не был последовательной сменой одного вида другим: разные гоминины могли существовать одновременно, а многие их линии со временем исчезли.

Ранние гоминины и прямохождение

Ходить на двух ногах наши далёкие родственники научились задолго до того, как у представителей рода Homo увеличился мозг. При этом ранние гоминины ещё сохраняли черты, которые помогали им лазать по деревьям.

Один из древнейших примеров — сахелантроп (Sahelanthropus tchadensis), который жил около 7 миллионов лет назад. От него сохранилось совсем немного костей, но даже они дают важные подсказки. Строение бедренной кости указывает на привычное передвижение на двух ногах, а костей предплечья — на то, что сахелантроп также был приспособлен к лазанию по деревьям.

Через несколько миллионов лет появились афарские австралопитеки (Australopithecus afarensis). Они жили примерно 3,85–2,95 миллиона лет назад, и сегодня учёным известны останки более 300 особей этого вида. Самая знаменитая из них — Люси, жившая около 3,18 миллиона лет назад. Её хорошо сохранившийся скелет показал, что афарские австралопитеки уверенно ходили на двух ногах, но сохраняли способность лазать по деревьям. Об этом говорят особенности таза и бедренных костей, а также длинные руки и изогнутые кости пальцев.

Человек умелый и первые каменные орудия

Следующий герой нашей истории получил имя благодаря орудиям. Человек умелый (Homo habilis) жил примерно 2,4–1,4 миллиона лет назад и был одним из ранних представителей рода Homo. Его мозговая коробка была немного крупнее, чем у австралопитеков.

Когда в Олдувайском ущелье в Танзании нашли его останки, рядом обнаружили множество каменных орудий. Поэтому новый вид, описанный в 1964 году, назвали Homo habilis — «человек умелый»: исследователи предположили, что именно он изготавливал эти орудия.

Позднейшие находки показали, что каменные орудия появились ещё до рода Homo. В Кении обнаружены орудия возрастом около 3,3 миллиона лет — они старше древнейших известных представителей Homo. Кто их изготовил, пока неизвестно. В одно время рядом могли существовать разные виды гоминин, поэтому установить создателей древнейших орудий удаётся не всегда.

Человек прямоходящий и расселение за пределы Африки

Около 1,9 миллиона лет назад появляется человек прямоходящий (Homo erectus). От более ранних представителей рода Homo он заметно отличался пропорциями тела: ноги стали длиннее, руки — короче, а телосложение в целом приблизилось к современному человеческому. Такое тело было хорошо приспособлено к длительной ходьбе по земле. Увеличился и объём мозга.

Примерно в это же время представители рода Homo начали расселяться за пределы Африки. Кто именно совершил первые такие миграции, пока неизвестно: следы присутствия гоминин в Евразии имеют возраст около 2 миллионов лет и даже немного больше.

Особенно важны находки из Дманиси на территории современной Грузии. Около 1,8 миллиона лет назад там жили древние люди, которых обычно относят к Homo erectus в широком смысле. Позднее Homo erectus широко расселился по Азии: его останки обнаружены в том числе в Китае и Индонезии.

К моменту появления человека разумного (Homo sapiens) наши предки уже давно ходили на двух ногах, изготавливали каменные орудия и расселились за пределы Африки. Новый вид отличался прежде всего строением черепа и лица. У Homo sapiens череп стал более высоким и округлым, лоб — более вертикальным, лицо — меньше и почти перестало выступать вперёд, уменьшились челюсти и зубы. Скелет в целом стал легче, чем у более ранних людей.

Но эти особенности появились не все сразу. Хорошо это видно по одним из древнейших останков Homo sapiens, найденным в Джебель-Ирхуде в Марокко.

Лицо, челюсти и зубы этих людей уже во многом напоминали наши, а вытянутая форма мозговой коробки сохраняла более древние черты. Получается своеобразная анатомическая мозаика: часть признаков уже была характерна для Homo sapiens, а часть ещё отличалась от строения современных людей.

Более 45 тысяч лет назад Homo sapiens появились в Европе, где уже сотни тысяч лет жили неандертальцы. Так на одной территории встретились две разные группы древних людей. Несколько тысячелетий они сосуществовали, а около 40 тысяч лет назад неандертальцы исчезли.

Ранних европейских Homo sapiens раньше часто называли кроманьонцами — по находкам из грота Кро-Маньон во Франции. Сегодня этот термин используют реже: кроманьонцы не были отдельным видом или подвидом, а относились к Homo sapiens.

Чем неандертальцы отличались от Homo sapiens

Неандертальцы заметно отличались от Homo sapiens внешне. Они были коренастее, с более короткими конечностями и массивным скелетом. Череп у них был вытянутым, с выраженными надбровными дугами и крупной средней частью лица. При этом мозг неандертальцев по объёму был сопоставим с мозгом современных людей и нередко превосходил его. Отличались не столько размеры, сколько форма черепа и организация пространства внутри него.

Но считать неандертальцев примитивными людьми было бы ошибкой.

Есть свидетельства, что в некоторых случаях они намеренно хоронили умерших, хотя такие находки не всегда можно однозначно интерпретировать. Археологи находят и свидетельства символического поведения — например, использование пигментов и некоторых украшений.

Ранние европейские Homo sapiens изготавливали разные орудия, создавали украшения и произведения искусства. Некоторые материалы они приносили издалека или получали от других групп. Это показывает, что люди общались и обменивались вещами на больших расстояниях.

Почему исчезли неандертальцы

Почему неандертальцы исчезли около 40 тысяч лет назад, учёные до сих пор точно не знают. Скорее всего, одной причины не было. Свою роль могли сыграть изменения климата, небольшая численность неандертальских популяций и конкуренция с Homo sapiens. Кроме того, часть неандертальцев могла постепенно влиться в популяции Homo sapiens.

Это удалось установить благодаря анализу ДНК. У современных людей неафриканского происхождения обычно около 1,5–2% генома имеет неандертальское происхождение, хотя эта доля различается между популяциями.

Неандертальская и денисовская ДНК у современных людей

Неандертальская ДНК, которую унаследовали наши предки, не просто сохранилась в геноме. Некоторые её варианты влияют на работу иммунной системы и другие особенности организма. Часть из них могла помогать Homo sapiens приспосабливаться к новым условиям Евразии. Другие, наоборот, оказались неблагоприятными и со временем стали встречаться гораздо реже под действием естественного отбора.

Но неандертальцы были не единственными древними людьми, с которыми скрещивались Homo sapiens. Генетика обнаружила следы ещё одной группы — денисовцев, близких родственников неандертальцев. Денисовцы жили в Азии, а впервые их удалось распознать как отдельную группу благодаря ДНК, полученной из древних останков. Их генетическое наследие сохранилось у некоторых современных народов Азии и Океании.

Как учёные восстанавливают события, происходившие миллионы лет назад? Главные источники информации — ископаемые останки и ДНК. Они дают разные подсказки и вместе позволяют восстановить основные этапы эволюции человека.

Ископаемые останки

Кости и зубы древних гоминин помогают понять, как со временем менялось строение тела. По форме таза и ног можно судить о прямохождении, по черепу — проследить изменения лица и мозговой коробки, а по зубам и челюстям — увидеть, как менялся жевательный аппарат.

Особенно много важных находок сделано в Африке. Большой вклад в их изучение внесли антрополог Луис Лики и археолог Мэри Лики. Они десятилетиями исследовали древние стоянки в Восточной Африке. Среди их важнейших открытий — останки древних гоминин и каменные орудия в Олдувайском ущелье в Танзании. Эти и многие другие находки помогли учёным гораздо подробнее восстановить ранние этапы эволюции человека в Африке.

Генетика и ДНК-анализ

С появлением генетики у исследователей появился новый способ изучать эволюцию человека — сравнивать ДНК. Она передаётся от родителей потомкам, поэтому в геномах сохраняются следы общего происхождения. Чем ближе родство двух видов или популяций, тем больше общего обычно обнаруживается в их ДНК.

По генетическим различиям можно восстановить многое из того, что происходило в прошлом: установить родство между группами людей, проследить древние миграции и определить, когда их предки разделились.

Особенно много информации даёт древняя ДНК, сохранившаяся в некоторых костях и зубах. Её сравнивают с ДНК современных людей и других древних находок. Благодаря этому генетика позволяет проверять выводы, сделанные по ископаемым останкам, и узнавать о событиях, от которых почти не осталось других следов.

В 1859 году Чарльз Дарвин объяснил один из главных механизмов эволюции — естественный отбор. В любой популяции особи немного отличаются друг от друга, и часть этих различий передаётся потомкам. Если какой-то наследуемый признак помогает выживать и оставлять больше потомства в определённых условиях, со временем он может стать более распространённым.

Представим, что в холодном климате одна из наследуемых особенностей помогает организму лучше сохранять тепло. Если её обладатели в среднем оставляют больше потомков, эта особенность будет чаще передаваться следующим поколениям. Так постепенно меняется не отдельный человек, а популяция на протяжении многих поколений.

Сегодня известно, что естественный отбор — не единственный механизм эволюции. Новые наследуемые изменения появляются благодаря мутациям. Некоторые признаки могут распространяться или исчезать случайно — например, если небольшая группа отделилась от большой популяции и дала начало новой. Такие случайные изменения называют генетическим дрейфом.

Есть и поток генов: он происходит, когда представители разных популяций встречаются и оставляют общих потомков. В результате гены одной популяции попадают в другую. Именно так, например, часть генов неандертальцев оказалась у предков современных Homo sapiens.

Все эти процессы действовали и в ходе эволюции человека. На протяжении миллионов лет в популяциях накапливались изменения, одни признаки распространялись, другие исчезали, а сами популяции разделялись, расселялись и иногда снова смешивались.

В эволюции человека не было одного решающего момента, после которого появился человек в современном смысле. Сначала наши предки освоили прямохождение, гораздо позже увеличился мозг, развивались орудия, общение и культура. Современный человек стал результатом множества изменений, которые происходили в разное время и влияли друг на друга.

Прямохождение

Почему наши предки перешли к постоянной ходьбе на двух ногах, учёные точно не знают. Но такая походка давала новые возможные преимущества: руки больше не участвовали в передвижении и могли переносить пищу, предметы и детёнышей, а на земле можно было преодолевать большие расстояния.

Для этого пришлось перестроиться всему скелету. Когда мы идём, на каждом шаге вес тела на мгновение приходится всего на одну ногу. Поэтому изменились таз и коленные суставы, позвоночник приобрёл изгибы, смягчающие нагрузку при ходьбе, а стопа стала прочной опорой.

Увеличение мозга

Большой мозг даёт много возможностей, но требует много энергии. У взрослого человека мозг составляет около 2% массы тела, но в состоянии покоя на его работу приходится примерно пятая часть энергозатрат организма. Поэтому мозгу постоянно нужны кислород и питательные вещества.

В ходе эволюции особенно заметное увеличение мозга происходило у представителей рода Homo. Более сложный мозг позволял хранить и обрабатывать больше информации, планировать действия и находить решения в новых ситуациях. Но его размер увеличивался не равномерно: у разных видов Homo он заметно различался.

Как появилась речь

Когда именно люди начали разговаривать, мы не знаем. Исследователям приходится собирать косвенные свидетельства — изучать строение речевого аппарата, гены и археологические находки, связанные со сложным поведением.

Язык принципиально изменил передачу опыта. Человеку уже не обязательно самому открывать удачный способ изготовления орудия или добычи пищи — этому можно научиться у других.

Орудия труда и питание

Каменное орудие давало возможности, которых не было у одних только зубов и рук. Острым краем можно было разрезать шкуру и мясо, а тяжёлым камнем — раскалывать орехи и кости. Благодаря орудиям древние люди получили доступ к новым источникам пищи.

Со временем рацион наших предков становился разнообразнее, а обработка делала часть пищи легче для пережёвывания и усвоения. Это было особенно важно для мозга — органа, которому требуется много энергии. Изменения питания могли создавать условия для увеличения мозга, но не были единственной причиной этого процесса.

Эволюция человека длилась миллионы лет. Одни виды исчезали, другие появлялись, а некоторые долгое время существовали рядом. В итоге из множества древних человеческих групп сохранился только Homo sapiens, хотя следы наших древних родственников остались и в ископаемых находках, и в нашей ДНК.

Благодаря палеонтологии, антропологии и генетике мы можем восстановить эту историю: узнать, как выглядели древние люди, как они расселялись и какие группы встречались друг с другом. И новые находки продолжают добавлять к ней новые детали.