Путешествие во времени

Михаил Иванович Будыко

ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЕНИ

Сборник эссе

От автора

Эта книга содержит тридцать коротких рассказов (или, точнее, эссе), написанных несколько лет тому назад.

Создание представленного здесь цикла рассказов имело целью привлечь внимание широкого круга читателей к увлекательным и часто драматическим событиям, происходившим на протяжении миллионов, тысяч и сотен лет в ходе предыстории и истории человечества.

Легко понять трудность этой задачи. В результате далеко зашедшей специализации современной науки антропология и история разделились на множество частных дисциплин. Сейчас нет ученых, изучающих одновременно историю всех стран и всех эпох, а также предысторию человечества. В связи с этим кажется маловероятным, чтобы профессиональный историк наших дней захотел написать книгу «обо всем», как говорил один из героев А. С. Грибоедова.

Профессиональные писатели также редко пытались решить такую задачу. Одним из немногих исключений является книга Г. Д. Уэллса «Очерк истории».

В отличие от обширного труда Уэллса, в котором он в рамках своей концепции исторического процесса изложил главные события всемирной, истории, автор этой книги ставил перед собой гораздо более ограниченную задачу: выбрать серию эпизодов из предыстории и истории человечества с целью передать читателю свое убеждение, что размышления о событиях прошлого могут удовлетворить широко распространенную потребность лучше понять закономерности развития нашего быстро изменяющегося мира.

Автор смог бы считать свой труд оправданным, если эта небольшая книга послужит стимулом для создания новых популярных произведений по всемирной истории, которые нужны сейчас многим, в особенности молодым читателям.

Ленинград, 1989 г.

1

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Люди и динозавры

Хозяева Земли. Современный человек, возникший около сорока тысяч лет тому назад, оказывает большое и всевозрастающее влияние на все компоненты природы нашей планеты.

Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится на грани вымирания. Растительный покров на большей части поверхности континентов за последние столетия претерпел громадные изменения. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями, сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно изменившимися в результате воздействия человека. Большие изменения также произошли в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.

Быстро возрастает влияние деятельности человека на водный режим суши. Количество воды, которое ежегодно переносится во многих крупных реках, изменено в результате создания гидротехнических сооружений, изъятия воды для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошения сельскохозяйственных полей. Все большие масштабы приобретает загрязнение человеком атмосферы, вод континентов и океанов.

Недавно установлено, что сжигая всевозрастающие количества угля, нефти и других видов ископаемого топлива, человек оказывает заметное воздействие на химический состав атмосферы. За последнее столетие количество углекислого газа в атмосферном воздухе возросло примерно на одну четверть, причем скорость накопления этого газа постепенно возрастает. Простые расчеты показывают, что через несколько десятилетий масса углекислого газа в атмосфере может удвоиться, после чего рост количества этого газа будет продолжаться.

Так как углекислый газ используется растениями в процессе фотосинтеза, повышение его количества уже привело к некоторому увеличению урожаев сельскохозяйственных культур, причем это увеличение будет в дальнейшем усиливаться. Наряду с этим, воздействуя на парниковый эффект атмосферы, рост массы углекислого газа обусловил повышение средней температуры нижнего слоя воздуха на несколько десятых градуса. Увеличение этой массы в ближайшие десятилетия может повысить среднюю температуру на несколько градусов, что приведет к крупнейшему изменению природы на всей нашей планете.

В последние годы во многих странах возросло внимание к сохранению благоприятных условий окружающей среды при быстро усиливающемся воздействии на эту среду факторов, возникших в ходе научно-технической революции.

С этой целью осуществляются мероприятия для восстановления лесов и других видов естественной растительности, охраны воздуха и водоемов от загрязнения, сохранения и увеличения численности редких животных и растений. Стремительный рост воздействия человека на природные условия позволяет надеяться, что в близком будущем люди станут подлинными хозяевами своей планеты. В связи с этим встает вопрос — при возникновении жизни на Земле было ли неизбежным появление на ней мыслящих существ, способных регулировать состояние биосферы?

Предки человека. Предполагается, что жизнь появилась на Земле почти четыре миллиарда лет тому назад. Первую половину этого времени земная атмосфера не содержала кислорода, в связи с чем биосферу могли населять только примитивные анаэробные организмы. Около двух миллиардов лет тому назад в результате деятельности фотосинтезирующих растений, которые создают органическое вещество из углекислого газа и воды, выделяя в атмосферу кислород, развернулся процесс накопления кислорода в атмосферном воздухе. Это сделало возможным широкое распространение аэробных организмов. К началу фанерозоя — последнего интервала истории Земли, который длится около 600 млн лет, — атмосфера уже содержала около трети от современного количества кислорода. Вероятно, что такой химический состав атмосферы способствовал возникновению новых форм организмов, имевших скелет, в числе которых были предки распространившихся позднее позвоночных. Животные, раньше обитавшие только в водоемах, вышли на сушу примерно 400 млн лет тому назад, причем понадобилось около 250 млн лет для возникновения четырех классов наземных позвоночных — земноводных, пресмыкающихся, млекопитающих и птиц.

Можно отметить, что время, прошедшее после появления современного человека, составляет незначительную часть (одну стотысячную) от продолжительности существования биосферы, одну десятитысячную от времени после распространения животных на суше и меньше одной тысячной от времени существования млекопитающих. Естественно поставить вопрос, почему возникновение мыслящего существа происходило столь медленно? Ответ на этот вопрос не очень прост, но его главное содержание заключается в следующем — процесс эволюции организмов не имел никакой заранее определенной цели (вопреки мнению мыслителей-идеалистов), в том числе цели создания человека, причем этот процесс часто надолго замедлялся по разным причинам, в частности, в результате вымирания ранее возникших прогрессивных форм и вытеснения более прогрессивных форм менее прогрессивными.

Так как главные внешние факторы, влиявшие на ход эволюционного процесса, стали известны очень недавно, о них надо сказать немного подробнее.

Положительное влияние на прогрессивное развитие животных, связанных с возникновением их более сложных и совершенных форм, оказывало происходящее на протяжении последних 2 млрд лет увеличение количества кислорода в атмосфере. Однако рост количества атмосферного кислорода не был равномерным. В течение последних 600 млн лет, когда существовали скелетные формы животных, были две эпохи значительного повышения количества кислорода. Первая из них охватывала девонский период и часть каменноугольного периода (400–320 млн лет тому назад), вторая — конец триасового периода и юрский период (210–130 млн лет тому назад). В первом из этих интервалов времени распространились рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, во втором — млекопитающие и птицы.

В промежутке между этими интервалами количество атмосферного кислорода понижалось, причем в некоторые эпохи такое понижение было очень значительным. Указанное понижение, вероятно, существенно замедлило прогресс той ветви родословного дерева позвоночных, которая привела к появлению мыслящего существа. Дело в том, что довольно близкие к млекопитающим звероподобные рептилии широко распространились еще в пермском периоде, т. е. 280–240 млн лет тому назад. Однако из-за неблагоприятных условий внешней среды и, вероятно, главным образом из-за постепенного уменьшения количества атмосферного кислорода эти родственные млекопитающим животные начали постепенно вымирать, и ко времени нового повышения массы кислорода от этой ранее процветавшей группы осталось незначительное число видов. От них и произошли первые млекопитающие, которые появились в то время, когда главные места в экологической структуре фауны суши (называемые экологическими нишами) уже заняли разнообразные рептилии, среди которых основную роль играли динозавры.

Последовавшие 130 млн лет (приблизительно от 200 до 70 млн лет тому назад) млекопитающие сосуществовали с динозаврами, но явно проигрывали в соревновании с ними. Гораздо более многочисленные по сравнению с млекопитающими динозавры, как правило, были намного крупнее самых больших млекопитающих того времени, которые редко превосходили размер кошки или небольшой собаки. Наряду с этим масса некоторых динозавров в десять и более раз превышала массу современных слонов.

Около 70 млн лет тому назад произошло событие, которое до настоящего времени не до конца понято — динозавры внезапно исчезли, после чего начался быстрый прогресс млекопитающих, включавших приматов. Они оказались предками мыслящего существа — человека.

Расцвет динозавров. Первые фрагменты скелетов динозавров, признанные остатками неизвестных ранее рептилий, были найдены в 20-х годах прошлого века в Англии людьми, которые не были палеонтологами — священником Баклендом (который одновременно занимался геологией) и женой врача Мантелла, увлекавшегося палеонтологией. История этой второй находки часто излагается в популярной литературе. Жена Мантелла выехала в экипаже вместе со своим мужем, который должен был посетить больного, и пока Мантелл находился у пациента, решила пройтись. Во время этой прогулки она нашла камень, в который был включен необычный по форме зуб древнего животного. Впоследствии Мантелл обнаружил в том же районе еще несколько костей этого животного, названного им игуанодоном. В дальнейшем были найдены остатки ряда других сходных рептилий, что дало возможность известному английскому палеонтологу Ричарду Оуэну в 1842 г. выделить новую группу ископаемых пресмыкающихся, названных им динозаврами, что значило «ужасные ящеры».

Начиная со второй половины XIX в. поиски остатков динозавров привлекали большое внимание многих ученых, а также любителей естествознания, интересовавшихся прошлым нашей планеты. Главная причина широко распространившегося увлечения поисками остатков динозавров была связана с интересом к существовавшей в прошлом, как тогда стало ясным, длительной эпохе, когда Земля была заселена разнообразными животными, совершенно непохожими на представителей современной фауны. Многие из этих животных имели гигантские размеры, и их внешность вполне соответствовала буквальному смыслу греческого термина «динозавр». Более существенные причины значения динозавров в истории биосферы, о которых мы еще будем говорить, выяснились гораздо позже.

Хотя скелеты динозавров занимают большое место во всех палеонтологических музеях, ежегодно число новых, не известных ранее форм их увеличивается; несомненно, что имеющиеся сведения об этих животных пока еще очень неполны.

До настоящего времени открыто несколько сот родов динозавров, которые относятся к двум отрядам класса рептилий, отличающихся между собой главным образом по форме таза. В число этих родов входят очень разнообразные животные, из которых многие перемещались на задних конечностях. Хотя существовало некоторое количество сравнительно небольших динозавров, среди них преобладали крупные формы, масса которых измерялась от десятков килограммов до десятков тонн.

Самые большие динозавры принадлежали к группе завропод. Это были растительноядные животные с маленькой головой, длинной шеей и длинным хвостом. Наиболее крупные завроподы, относящиеся к роду брахиозавров, достигали 70 т массы. Есть, однако, пока еще недостаточно изученные остатки завропод, которые, по-видимому, были значительно крупнее самых больших известных сейчас динозавров.

Из хищников наибольших размеров достигали передвигавшиеся на задних ногах тиранозавры и родственные им формы. Высота этих животных превосходила 5 м, длина их тела составляла около 12 м.

Динозавры появились в середине триасового периода мезозойской эры и существовали на протяжении двух последующих периодов этой эры — юрского и мелового, в течение которых разнообразие динозавров было очень велико, причем среди них появились наиболее крупные по размеру наземные животные.

Кроме остатков костей палеонтологи в некоторых случаях находили сохранившиеся отпечатки кожи динозавров, следы их ног и скорлупу яиц, в которой иногда удавалось обнаружить скелет еще не вышедшего из яйца маленького динозавра.

Многочисленные изображения внешнего вида динозавров, которые часто публикуются не только в научных изданиях, но и в популярной литературе, могут создать ошибочное впечатление об обилии и полноте найденных остатков динозавров. Хотя, как уже говорилось, сейчас известно несколько сот родов динозавров, однако значительное большинство этих родов определено по находкам немногочисленных (иногда единичных) фрагментов костей или следов животных, которые часто недостаточны не только для реконструкции внешности животного, но и для уверенного определения его положения в системе динозавров. Наряду с этим есть виды динозавров, которые представлены практически полными скелетами, а иногда — скелетами, относящимися к разным возрастным этапам их жизни.

Хотя имеющиеся находки остатков динозавров дают представление только о меньшей части существовавших в прошлом форм этих животных, они достаточны для заключения, что на протяжении примерно 150 млн лет, т. е. большей части мезозойской эры, динозавры были наиболее преуспевающей группой наземных позвоночных. В этом отношении их успех можно сравнивать только с широким распространением млекопитающих в следующей за мезозойской кайнозойской эре, которая продолжалась (и продолжается до сих пор) около 70 млн лет.

Нужно еще раз напомнить, что млекопитающие появились задолго до начала кайнозойской эры, — они начали распространяться уже в конце триасового периода, примерно на 20 млн лет позже появления динозавров. Однако до исчезновения динозавров место, занимавшееся млекопитающими в экологических системах прошлого, было очень ограниченным.

Гибель динозавров. Вопрос о причинах исчезновения динозавров является одним из аспектов более общей проблемы объяснения ряда массовых вымираний разнообразных групп животных, которые происходили на границах некоторых геологических периодов и их отделов. В конце мелового периода вместе с динозаврами исчезли многие другие группы рептилий, включая их морские и летающие формы. В то же время вымерли многочисленные виды морского планктона, а также крупные группы беспозвоночных, населявших моря того времени. По имеющимся оценкам, на границе мелового периода и кайнозойской эры исчезло 75 % видов животных, населявших тогда Землю.

Уже давно выдвигалось предположение, что такие крупные вымирания были следствием грандиозных природных катастроф, сущность которых, однако, была неясна. В начале 70-х годов в нашей стране было высказано предположение, что такие катастрофы могли быть следствием выброса в атмосферу на высоту 10–20 км большого количества твердых или жидких частиц (аэрозоля), которые удерживались на этих уровнях в течение десятков месяцев. При больших скоростях ветра на таких высотах аэрозольные частицы могли за несколько недель распространиться над всем земным шаром, создав экран, малопроницаемый для солнечных лучей. Простые расчеты показывают, что после выброса достаточно большого числа аэрозольных частиц из-за ослабления нагрева поверхности Земли солнечной радиацией температура нижнего слоя атмосферы должна понизиться от нескольких градусов до нескольких десятков градусов. Такое похолодание могло вызвать массовое вымирание организмов конца мелового периода, которые были особенно уязвимы при действии на них низких температур из-за исключительно теплого климата на всех широтах, который существовал на протяжении 200 млн лет до конца мелового периода.

Причиной образования аэрозольного облака в высоких слоях атмосферы могло быть необычно крупное вулканическое извержение или серия таких извержений. Это предположение подтверждается неоднократно наблюдавшимися в историческое время последствиями взрывных вулканических извержений, после которых средняя температура нижнего слоя атмосферы понижалась на несколько десятых градуса, а в некоторых случаях, вероятно, на несколько градусов. В результате наиболее сильных извержений в ряде районов возникали неурожаи, что приводило к массовой гибели людей от голода. Есть основания считать, что за гораздо более продолжительные по сравнению с историческим временем эпохи геологического прошлого должны были возникать значительно более крупные извержения по сравнению с теми, о которых сохранились сведения в летописях и записях современников.

В конце 70-х годов в серии исследований, начатых работой американского физика Альвареца и его сотрудников, в слоях земной коры, относящихся к границе мелового и третичного периодов, было найдено избыточное количество иридия и других металлов платиновой группы. Так как этот факт был подтвержден данными для различных географических районов, он доказывал распространение в то время над Землей аэрозольного облака, включавшего частицы, содержавшие металлы группы платиноидов. Учитывая, что повышенное содержание этих металлов характерно для вещества астероидов, Альварец заключил, что в конце мелового периода с Землей столкнулся астероид с диаметром около 10 км, в результате чего произошел грандиозный взрыв, выбросивший в верхние слои атмосферы большое количество аэрозольных частиц, образовавших экран для солнечной радиации над всей поверхностью Земли.

Альварец и его сотрудники думали, что главной причиной массового вымирания животных, которое произошло после этого события, было резкое ослабление солнечной радиации, приведшее к прекращению фотосинтеза зеленых растений. Гибель этих растений должна была привести к вымиранию сначала растительноядных животных, а затем и хищников, которые охотились на этих животных. Такая гипотеза не получила поддержки, и сейчас чаще считают, что причиной вымирания многих организмов, включая динозавров, было понижение температуры воздуха, имевшее характер глобальной климатической катастрофы. Наряду с этим высказывалось предположение, что значительное количество частиц, содержащих иридий, было выброшено в атмосферу не из-за падения астероида, а вследствие крупного вулканического извержения или в результате обоих этих событий, так как падение астероида, разрушившего большой участок земной коры, могло вызвать серию взрывных вулканических извержений.

Хотя дискуссии по вопросу о причинах исчезновения многих групп животных в конце мелового периода все еще продолжаются, представления о важной роли в этом вымирании катастрофы, обусловленной образованием аэрозольного экрана в высоких слоях атмосферы, поддерживаются многими учеными различных специальностей. Существуют данные, указывающие на неоднократность в истории Земли аэрозольных климатических катастроф, которые приводили к массовым вымираниям организмов.

Динозавры или млекопитающие. За время, прошедшее после расселения животных на континентах, только два раза возникали их большие группы, представители которых заполняли основные экологические ниши наземных позвоночных. Первой из этих групп были динозавры, второй — млекопитающие. Динозавры, существовавшие на протяжении примерно 150 млн лет, появились раньше млекопитающих и, как уже говорилось, за 130 млн лет совместного существования с ними не уступали своего положения более многочисленных и, как правило, гораздо более крупных животных. Только после исчезновения динозавров млекопитающие смогли занять освобожденные динозаврами позиции в структуре биосферы.

Попытаемся выяснить, в какой из этих двух групп позвоночных было более вероятным возникновение мыслящего существа. Известный факт появления человека в ходе эволюции второй группы животных не проясняет этого вопроса, так как нельзя исключать шанса осуществления единичного события в результате возможного, но менее вероятного пути развития биосферы по сравнению с возможным и более вероятным.

Антропологи часто связывают возникновение человека с тремя условиями, достигнутыми в ходе эволюции его предков, — прямохождением, развитием свободно действующих пальцев верхних конечностей, а также увеличением объема и усложнением структуры головного мозга. К этим условиям нужно добавить четвертое — определенный размер тела. Как показывают материалы о современной фауне, и у небольших животных, и у гигантских форм возникновение сложного головного мозга маловероятно. Оптимальный размер тела для обеспечения такого условия, по-видимому, соответствует общей массе организма в несколько десятков килограммов.

Обращаясь к вопросу о выполнении этих условий представителями двух рассматриваемых нами групп, отметим, что среди динозавров прямохождение было гораздо больше распространено по сравнению с млекопитающими и что среди динозавров были формы со свободно действующими пальцами передних конечностей, которые можно было использовать для довольно сложных манипуляций. Условию оптимальной массы соответствовали многие формы динозавров в течение почти всей их истории, тогда как ни одна форма млекопитающих не достигала этой массы на протяжении большей части времени их существования, от конца триаса до раннего кайнозоя.

Главным препятствием для появления «мыслящего динозавра» было ограниченное развитие головного мозга у этих животных. На самом деле мозг динозавров был не меньше по сравнению с мозгом других рептилий таких же размеров, но сильно уступал относительной к размеру тела величине мозга даже у наиболее примитивных мезозойских млекопитающих. Это заключение было бы достаточным для вывода о невозможности возникновения «мыслящего динозавра», если бы в конце мезозойской эры не появились динозавры из семейства заврорнитоид, которые при массе тела в несколько десятков килограммов, прямохождении и наличии хорошо развитых пальцев передних конечностей, обладали относительным размером головного мозга, немного меньшим мозга млекопитающих. Предполагается, что некоторые заврорнитоиды обладали стереоскопическим зрением — свойством, которого среди млекопитающих достигли только высшие приматы (обезьяны и человек).

В отношении этих динозавров возникает вопрос — были ли они, как и другие рептилии, холоднокровными (эктотермными) или же достигли крайне важной для эволюционного прогресса регуляции температуры их тела на основе теплокровия (эндотермии). Этот вопрос в последние годы оживленно дискутировался по отношению ко всем динозаврам, причем вероятно, что мнение некоторых ученых об их эндотермии неправильно. Однако данное мнение было опровергнуто в основном материалами, относящимися к наиболее крупным динозаврам (завроподам), тогда как ответить на вопрос о тепловом режиме наиболее прогрессивных не очень больших по размеру динозавров несколько труднее.

Весьма возможно, что значительное развитие высшей нервной деятельности недостижимо для эктотермных животных даже при не очень малом размере их головного мозга. Если это правильно, можно назвать пятое условие возникновения «мыслящего позвоночного» — эндотермию.

Гибель представителей указанного семейства динозавров вместе со всеми другими жертвами массового вымирания конца мелового периода скорее свидетельствует об их эктотермии, так как эндотермные животные того времени (млекопитающие и птицы) меньше пострадали от климатической катастрофы. Это, однако, не исключает возможности развития у наиболее прогрессивных динозавров эндотермии при их более длительном существовании, перспектива которого была уничтожена в конце мелового периода.

Из сказанного следует, что динозавры, появившиеся раньше млекопитающих и захватившие места крупных животных в наземных экологических системах, оказались первыми претендентами на продвижение в категорию мыслящих существ, через которых млекопитающие перешагнуть не могли. Сколько-нибудь надежно оценить вероятность появления «мыслящего динозавра», если бы прогрессивные формы динозавров уцелели после катастрофы в конце мелового периода, явно невозможно. Напомним слова выдающегося биолога XX в. Эрнста Майра: «Теория естественного отбора может описать и объяснить наблюдаемые явления с достаточной точностью, но она непригодна для составления надежных прогнозов».

Соглашаясь с этим мнением, можно тем не менее предположить, что при сохранении динозавров «мыслящее млекопитающее» — человек — не появилось бы. Вероятность осуществления в конце мелового периода селективной катастрофы, в результате которой вымерли динозавры и уцелели млекопитающие, была явно очень низкой. Гораздо вероятнее была бы катастрофа или уничтожившая обе эти группы, или мало их затронувшая.

Наряду с этим число крупных массовых вымираний на протяжении времени существования позвоночных животных было незначительным, что еще больше понижает вероятность события, которое привело к расцвету млекопитающих. Поэтому можно думать, что возникновение человека было результатом событий, вероятность которых была весьма невелика. Очень возможно, что вероятность возникновения «мыслящих динозавров» даже при благоприятных для этого условиях была еще меньшей. Такие заключения приводят к выводу о большой редкости цивилизаций на планетах Вселенной и о высокой ответственности человечества за сохранение цивилизации, существующей на планете Земля.

Гипотеза естественного отбора

Дарвин и Уоллес. Предположение о происхождении человека от обезьяноподобных предков высказывалось уже в XVIII в. Одним из сторонников этой гипотезы был Кант, в начале XIX в. ее поддерживал Ламарк.

Для выяснения происхождения человека большое значение имели опубликованные в конце 50-х годов XIX в. труды Дарвина и Уоллеса, содержащие теорию происхождения видов посредством естественного отбора наиболее приспособленных организмов. Хотя в этих работах проблема эволюции человека не рассматривалась (Дарвин ограничился замечанием, что предложенная им концепция позволит пролить свет на происхождение человека), многим сразу стала очевидной возможность применения теории Дарвина и Уоллеса для объяснения эволюции человека.

Уже в 1860 г. состоялся известный диспут между Хаксли и Уилберфорсом, в котором Хаксли отстаивал предположение о происхождении человека от сходных с обезьянами животных в результате процесса естественного отбора. В 60-х годах были опубликованы работы Хаксли, Геккеля, Фогта и других авторов, развивавших эту точку зрения.

Несколько другую позицию занял Уоллес. Если в первой работе, посвященной вопросу о происхождении человека, он высказал взгляды, близкие взглядам Хаксли, то через несколько лет пришел к выводу, что естественный отбор не мог быть единственной причиной формирования человека. По мнению Уоллеса, в результате естественного отбора умственные способности человека могли только немного превзойти способности высших обезьян. Уоллес отметил, что развитие мозга человека значительно опережало потребности его существования на ранних стадиях человеческого общества и объяснил это несоответствие вмешательством в процесс формирования человека «высшей разумной воли». Заслуживает внимания, что предположение о влиянии на происхождение человека необъяснимых факторов было единственным допущением такого рода, принятым во всех многочисленных биологических исследованиях Уоллеса.

Мнение Дарвина об эволюции человека было высказано в его книге «Происхождение человека и половой отбор», опубликованной в 1871 г. Эта книга содержала обширные материалы, обосновавшие происхождение человека от обезьяноподобных предков, сходных в ряде отношений с современными высшими обезьянами. Дарвин указал вероятное место возникновения человека — Африку, где сейчас существуют наиболее близкие человеку обезьяны — шимпанзе и горилла (такое же мнение высказал Уоллес).

В своей книге Дарвин только кратко упомянул о соображениях Уоллеса относительно трудности объяснения развития мозга человека и выразил несогласие с этими соображениями. Это несогласие, по-видимому, основывалось на выполненном Дарвином сравнении умственной деятельности человека и животных, между которыми он нашел много общего. В результате этого сравнения Дарвин пришел к заключению об отсутствии качественного различия между мышлением животных и человека.

С точки зрения современных представлений очевидно, что указанное заключение не может считаться правильным. Но заслуживает внимания вывод, которым Дарвин закончил свою книгу: «Мы должны, однако, признать, что человек, со всеми его благородными качествами… с его божественным умом, который постиг движение и устройство Солнечной системы, человек со всеми его высокими способностями, тем не менее носит в своем физическом строении неизгладимую печать своего низкого происхождения».

Из этой фразы ясно, что Дарвин в известной мере признавал принципиальные отличия человека от наиболее прогрессивных форм животных.

Уоллес, хотя и пережил Дарвина на три десятилетия и был свидетелем многих научных успехов в исследовании происхождения человека, до конца жизни сохранил свои взгляды на обсуждаемую проблему. Принимая во внимание научный авторитет Уоллеса и то, что он высоко ценил исследования Дарвина и в редких случаях возражал против его выводов, разногласие между Уоллесом и Дарвином по столь важному вопросу должно было бы обратить на себя внимание. Но этого не случилось, вероятно, из-за предположения Уоллеса о воздействии на эволюционный процесс необъяснимых причин.

В середине прошлого века имелось очень мало палеонтологических материалов, освещающих происхождение человека. В течение последнего столетия в этой области было сделано много выдающихся открытий, из которых наибольшее значение имели находки остатков австралопитеков в Южной и Восточной Африке, а также остатков питекантропов и родственных им существ на Яве, в Китае и в других странах.

Данные палеонтологических исследований подтвердили точку зрения Дарвина и Уоллеса об африканском происхождении человека, однако, австралопитеки, к которым были близки древние предки человека, оказались заметно отличающимися от современных высших обезьян. Австралопитеки были в значительной мере хищниками и охотились на различных животных, применяя для этой цели простейшие орудия. Таким образом, характерное для современного человека употребление животной пищи имеет очень древнее происхождение.

Австралопитеки существовали в интервале времени от нескольких миллионов до 1 млн лет тому назад. Ранее 2 млн лет тому назад появились первые примитивные представители рода человека, которые во многих отношениях занимали промежуточное положение между австралопитеками и питекантропами (последних сейчас обычно называют человек прямоходящий).

Современный человек возник около 40 тыс. лет тому назад[1], причем предполагают, что он произошел от потомка питекантропов — неандертальского человека, который существовал более длительное время и исчез в эпоху, близкую ко времени формирования современного человека. Так как более поздние формы неандертальцев больше отличались от современных людей, чем ранние формы, происхождение современного человека от поздних неандертальцев часто подвергается сомнению.

Хотя имеющиеся палеонтологические и археологические материалы освещают многие эпохи эволюции человека, вопрос о механизме этой эволюции нуждается в дальнейшем исследовании.

Одна из трудностей в объяснении этого механизма была понята еще Дарвином, который, сделав заключение о происхождении человека от обезьяноподобных предков, писал: «Самое большое затруднение, возникшее перед нами, когда мы пришли к этому выводу о происхождении человека, это — высокий уровень наших умственных способностей и нравственных качеств». Для преодоления этого затруднения нужно разъяснить вопрос, поставленный Уоллесом свыше 100 лет назад.

Как известно, естественный отбор обычно сохраняет изменения организмов, полезные для их жизнедеятельности и используемые в ходе их существования.

Есть основания думать, что центральная нервная система людей, начиная с эпохи верхнего палеолита, мало отличалась от современной. Одним из доказательств этого служат изображения животных в пещерах Западной Европы, которые часто считаются высшими достижениями анималистической живописи за всю историю человека. Впечатление о наличии громадного разрыва между способностями современного человека к умственной деятельности и использованием этих способностей на ранней стадии развития культуры возникает, в частности, в результате наблюдений над передачей достижений современной цивилизации членам наиболее отсталых племен, находящихся на уровне культуры каменного века. Если представители таких племен в наше время с детства получают соответствующее образование, они легко включаются в современную техническую цивилизацию. Следовательно, можно думать, что умственные способности подобных людей в ранее имевшихся условиях использовались в очень малой степени.

Объяснение этого разрыва в рамках обычной концепции эволюции путем естественного отбора наиболее приспособленных организмов встречается с трудностями. Хотя многие животные в результате приручения усваивают некоторые формы поведения, не свойственные им в диком состоянии, никакой аналогии указанного разрыва в мире животных не имеется.

Таким образом, для объяснения происхождения человека необходимо принять во внимание действие особых факторов, которые привели к качественному отличию человека от всех животных. Вопрос о природе этих факторов заслуживает большего внимания.

Аридизация тропиков. Уже давно известно, что в течение кайнозойской эры (т. е. последних 70 млн лет) преобладала тенденция к развитию глобального похолодания. Причина такого изменения климата была установлена в исследованиях эволюции химического состава атмосферы. Оказалось, что в кайнозое преобладала тенденция к снижению концентрации углекислого газа в атмосфере, количество которого уменьшилось в наше время по сравнению с концом мезозойской эры приблизительно в шесть раз. Как показали расчеты, 10–20 млн лет тому назад количество углекислого газа в атмосфере было больше современного в 2,5 раза, около 5 млн лет тому назад — в 1,5.

Так как углекислый газ является одним из главных факторов, обусловливающих парниковый эффект в атмосфере, уменьшение его массы приводило к понижению средней температуры у земной поверхности. Глобальному похолоданию способствовало также увеличение отражательной способности (альбедо) земной поверхности в результате сокращения площади лесов и расширения области ледяных покровов. Уменьшение поглощения солнечной энергии из-за роста альбедо приводило к дополнительному понижению температуры нижнего слоя воздуха. Существенное значение имела неравномерность этого похолодания. Наибольшее понижение температуры имело место в высоких широтах, тогда как в низких широтах температура менялась сравнительно мало.

Важнейшим следствием увеличения разности между температурами в экваториальных и полярных широтах было усиление пояса высокого давления, расположенного в высоких тропических и в субтропических широтах. Так как в зоне высокого давления выпадает мало осадков, сейчас в этой зоне расположены пустыни, которые не существовали в более теплые эпохи. Вторым фактором, способствовавшим уменьшению количества осадков при похолодании, было обусловленное снижением температуры уменьшение абсолютной влажности воздуха.

В результате этого почти во всех широтных зонах количество осадков 10–20 млн лет тому назад было заметно больше количества осадков в современную эпоху. При развитии похолодания в ряде районов и в особенности в области тропических и низких субтропических широт развивался процесс аридизации, что приводило к изменению типов растительного покрова. Влажные тропические леса во многих районах внеэкваториальной зоны сменились более ксерофигной растительностью, чаще всего саванной. По мере развития пояса высокого давления в зоне между 20 и 40° широты местами возникали сухие степи и пустыни.

Так как изменение температуры в сторону похолодания не было непрерывным и часто сменялось более или менее продолжительными повышениями температуры, площадь областей недостаточного увлажнения также часто сокращалась, чтобы опять расшириться при очередном усилении глобального похолодания.

Палеогеографические данные показывают, что процесс аридизации особенно отчетливо был выражен в Африке. Если 10–20 млн лет тому назад основная часть поверхности этого континента была покрыта лесами, позже в ряде районов леса сменились саваннами.

Не вызывает сомнения, что аридизация африканского континента являлась важнейшим фактором процесса антропогенеза. Такая точка зрения разделяется многими современными исследователями.

Преавстралопитеки. Начавшееся 10 млн лет тому назад сокращение площади влажных тропических лесов создало существенные трудности для сохранения ранее многочисленных видов африканских человекообразных обезьян (до нашего времени от этой ранее процветавшей группы сохранилось только три вида: горилла, шимпанзе и карликовый шимпанзе). Наряду с этим некоторые представители указанной группы стали предками существ, называемых нами преавстралопитеками, которые занимали промежуточное положение между человекообразными обезьянами и распространенными позднее австралопитеками.

Основным экологическим отличием преавстралопитеков от человекообразных обезьян (антропоидов) было их приспособление к жизни в саванне, которая за интервал времени 5-10 млн лет тому назад заняла большую часть африканского континента, заменив там ранее широко распространенные влажные тропические леса. Главные особенности условий существования преавстралопитеков в саванне по сравнению с влажным тропическим лесом заключались в следующем. Во-первых, ресурсы пригодной для преавстралопитеков растительной пищи в саванне были менее стабильны по сравнению с лесной зоной. В засушливые сезоны количество такой пищи могло быть недостаточным для прежних обитателей лесов. Во-вторых, саванна была населена множеством растительноядных животных, которые могли обеспечить мясным питанием самых разнообразных хищников. В-третьих, наличие в саванне многочисленных крупных хищников создавало величайшие трудности для выживания там преавстралопитеков, в частности, при удалении их от обычного убежища человекообразных обезьян — деревьев, которые не составляли в саванне сомкнутого растительного покрова. Невозможность укрытия на деревьях делала необходимым развитие у преавстралопитеков новых форм защиты от крупных хищников при столкновении с ними.

Вероятно, что последняя особенность жизни преавстралопитеков в саванне была важным экологическим фактором антропогенеза. Можно думать, что переход человекообразных обезьян от обитания в лесах к жизни в саванне был длительным процессом и состоял, по крайней мере, из двух этапов. Как показывают наблюдения над живущими в лесах современными крупными антропоидами Африки (шимпанзе и горилла), они большую часть времени проводят на земле. Это, однако, не привело к созданию у них способности быстро передвигаться по земной поверхности на большие расстояния. Такая способность им не нужна из-за редкости столкновений африканских антропоидов с хищниками и из-за преобладания растительной пищи у шимпанзе и в особенности у гориллы.

Наряду с этим у шимпанзе отмечены случаи охоты на небольших животных, которая бывает успешной только при достаточно быстрых движениях охотящихся обезьян. Представляется вероятным, что постепенное развитие тенденции к потреблению мясной пищи было главным стимулом у некоторых древних человекообразных обезьян для посещения примыкающих к лесу открытых пространств, богатых разнообразными животными, которые были возможной добычей для хищников. Как успех охоты, так и способность охотящихся обезьян скрыться от крупных хищников на деревьях зависели от быстроты их перемещения по земной поверхности, что, вероятно, явилось главной причиной эволюционного изменения задних конечностей этих обезьян, обеспечивающего их способность не только к прямохождению, но и к быстрому бегу. Развитие способности к прямохождению освободило передние конечности и расширило возможности их использования, в частности, для применения орудий.

Шимпанзе используют некоторые орудия для защиты от опасных хищников (об этом подробнее говорится ниже), для добычи термитов, меда и некоторых других целей. Представляется, что для всеядных обезьян наибольшую ценность имели орудия, используемые ими при охоте на различных животных. Такими орудиями первоначально были, вероятно, обломки ветвей деревьев, а в дальнейшем заостренные палки, аналогичные тем палочкам, которые шимпанзе используют при добывании термитов и при извлечении меда из пчелиных гнезд.

Таким образом, первым этапом формирования ближайших предков человека, входивших в группу гоминид, было развитие способности у некоторых человекообразных обезьян к прямохождению и использованию рук для орудийной деятельности. Эта способность открывала возможности для постепенного перехода указанных обезьян к образу жизни всеядных животных. Вторым этапом было постепенное приспособление всеядных обезьян к значительному удалению от возможных убежищ на деревьях, что могло быть достигнуто только при наличии возможностей их защиты при столкновениях с крупными хищниками, Весьма вероятно, что достижение такой возможности одновременно обеспечивало наличие у преавстралонитеков способности к успешной охоте на средних и крупных растительноядных животных саванны. Задача получения обильной мясной пищи путем охоты была важным фактором эволюции преавстралонитеков, однако пути ее решения не были простыми для этих малоспециализированных существ.

Первый из названных выше этапов эволюции предков человека являлся промежуточным, и его результатом было появление группы всеядных обезьян, отличающихся от их предков главным образом способностью к быстрому передвижению на сильно измененных по сравнению с исходными формами задних конечностях. Эта способность обеспечивала успешную охоту представителей данной группы на небольших животных, встречающихся на опушке леса, который служил убежищем всеядных обезьян при появлении крупных хищников.

На втором этапе в ходе эволюции всеядных обезьян появились первые гоминиды — преавстралопитеки, способные к длительному существованию в безлесных районах. Для объяснения, как могла возникнуть такая способность, следует коснуться некоторых общих вопросов экологии хищников африканских саванн.

Допустимый риск. Наиболее крупные хищники современной африканской саванны — львы и леопарды — могут охотиться на очень разнообразных животных, но предпочитают добывать копытных, масса тела которых сравнима с их собственной массой или несколько меньше ее. Такая добыча обычно не оказывает большого сопротивления в момент ее поимки и обеспечивает хищника значительным количеством мяса.

Следует, однако, иметь в виду, что даже при охоте на совсем малых животных, а тем более на средних и крупных, охота никогда не бывает совершенно безопасной для хищников. Неудачный прыжок может привести к повреждению костей или мускулов; даже слабо сопротивляющаяся жертва при недостаточной ловкости хищника может нанести рану, которая и при ее незначительности будет опасна из-за высокой активности в тропиках организмов, переносящих инфекцию. Риск нападения для крупных хищников резко возрастает с увеличением размеров их добычи, что подтверждается наблюдениями натуралистов, которые отмечали не только случаи убийства нападающих львов такими крупными животными, как жирафы, но даже убийство леопарда заметно меньшим его по массе павианом.

Несомненно, что хищники обычно довольно точно оценивают свои возможности при нападении на то или другое животное. В основе их действий лежит широко известная в современной науке концепция обоснованного риска. В своей жизнедеятельности дикие животные применяют сходные с вычисляемыми статистиками критерии допустимого риска, выработанные на основе опыта многих поколений их предков и передаваемые потомкам в форме инстинкта. Отметим попутно, что такой же инстинкт имеется у современных людей, которые ежедневно им пользуются (наряду с рациональным анализом ситуации) при принятии решений в случаях возникновения какой-либо опасности (начиная с решения о переходе улицы при наличии на ней движения и включая множество других случаев). Содержание концепции обоснованного риска для хищных животных можно пояснить следующим примером. Для сохранения численности популяции какого-нибудь хищника каждая самка должна иметь не менее двух потомков, которые переживут опасный для всех диких животных ранний возраст и достигнут зрелости. Так как заметная часть детенышей неизбежно погибает и коэффициент рождаемости (отношение ежегодного числа рождающихся животных к общей численности популяции) у крупных хищников сравнительно мал, такой хищник для сохранения своей популяции должен прожить в среднем, сверх времени его роста, не менее 10 лет. Эта цифра является, конечно, ориентировочной, но она вряд ли сильно отличается от точных значений для многих крупных хищников.

Принимая эту оценку, заключим, что допустимый риск (т. е. допустимая вероятность гибели) охотящегося хищника в сумме с другими возможными причинами его смерти составляет около 0,1 в год. Иначе говоря, в течение года без ущерба для численности популяции может погибнуть не более 1 взрослого хищника из 10. Можно привести аналогичную оценку допустимого риска единичной охоты. Если лев, как это часто считают, довольствуется добычей одного более или менее крупного животного в неделю, допустимый риск при каждой охоте составит не более 0,002.

Из этого результата следует интересный вывод. Даже такое сильное животное, как лев, не может нападать на любую добычу, которую он способен умертвить, без учета риска такого нападения. Подобная стратегия таила бы в себе опасность быстрого уничтожения популяции львов. Правильная стратегия для льва заключается в выборе объекта для нападения, который будет побежден без опасных последствий (в виде угрожающих инфекцией ран и т. д.) в 998 случаях из 1000. Если вероятность безопасной победы меньше этой величины, лев должен отказаться от нападения.

В соответствии с этим принципом крупные хищники обычно избегают столкновения с рядом опасных для них животных, в том числе — не говоря о слонах и носорогах — с ядовитыми змеями, а также с человеком, который на протяжении длительного времени успешно уничтожал хищных животных. Правило обоснованного риска действует, конечно, только в более или менее нормальных условиях. Так, например, в случае острого голода или неспособности хищника найти обычную для него добычу лев или леопард могут напасть на человека. Однако так поступают немногие животные, и их быстрое в дальнейшем уничтожение не допускает ослабления передаваемого по наследству инстинкта, останавливающего хищников от преследования опасных для них существ.

Из этого примера видно, что преавстралопитеки находились бы в относительной безопасности при частых встречах с крупными хищниками, если бы они могли их убивать или опасно ранить в двух случаях из тысячи нападений на них хищников. При достижении такого уровня эффективности защиты преавстралопитеков систематическое преследование их хищниками было бы невозможно.

Однако даже такая сравнительно невысокая частота побед преавстралопитеков могла быть обеспечена только при значительном изменении их техники защиты по сравнению с лесными человекообразными обезьянами. Леопарды обычно не решаются нападать на взрослых шимпанзе, так как в этом случае был бы явно превзойден предел допустимого риска. Однако трудно представить, что шимпанзе мог бы нанести тяжелый ущерб льву, — это, вероятно, является одной из причин несовпадения основной части ареалов распространения указанных животных.

Представляет интерес сравнение стратегии поведения стада обитающих в саванне павианов при приближении к ним леопарда или льва. В первом случае стадо собирается в тесную группу, впереди которой находятся крупные самцы. Леопард обычно отказывается от нападения на эту группу. При появлении льва павианы не пытаются сопротивляться и разбегаются в разных направлениях, что делает возможным уничтожение львом одной обезьяны. Пока он ловил эту обезьяну, другие успевают удалиться от него на безопасное расстояние.

Подобный прием самозащиты, по-видимому, допустим для павианов, коэффициент рождаемости которых заметно больше коэффициента рождаемости человекообразных обезьян. Очень сомнительно, чтобы преавстралопитеки при их низком коэффициенте рождаемости могли пользоваться подобной стратегией.

Характер действий преавстралопитеков при столкновении с крупными хищниками был, вероятно, аналогичен действиям шимпанзе, которых в условиях эксперимента помещали в одну клетку с леопардом, отделенным от обезьян решеткой. В другом варианте сходного эксперимента группа живущих в заповеднике шимпанзе неожиданно встретила выставленную модель леопарда. Во всех случаях шимпанзе атаковали леопарда, бросая в него палками и другими предметами. Нападая на модель леопарда, шимпанзе нанесли по этой модели ряд сильных ударов ветками деревьев. Характерно, что нападающие шимпанзе стояли на задних конечностях и активно действовали передними.