Виртуальный мир N 1 2016

Африка – роддом или погост?

Это же факт!
Нет, это не факт, так было на самом деле!
Из разговора.

    Предисловие. В пещере Страшная, расположенной в Алтайском крае, археологи Института археологии и этнографии СО РАН и Новосибирского государственного университета (НГУ) обнаружили останки людей. В плейстоценовых слоях пещеры они обнаружили фрагменты ногтевой фаланги, черепа, а также, вероятно, ребра человека. Возраст двух последних находок оценивается в 50 тысяч лет. В случае, если удастся провести генетический анализ найденных образцов, будет определена их видовая (или подвидовая) принадлежность.
    «Хотелось бы, чтобы в верхних слоях (где была найдена ногтевая фаланга) оказался человек современного типа с содержанием генов и неандертальца, и денисовца. Ниже – неандерталец, так как найденные здесь орудия труда похожи на индустрию Чагырской пещеры, где была доказана принадлежность неандертальцу, а самый древний фрагмент относился бы к денисовцу», – сказал о своей мечте заведующий кафедрой археологии и этнографии НГУ А. Кривошапкин.
        Мечта А. Кривошапкина понятна: коренные жители высокогорья обладают механизмом, позволяющим им жить на большой высоте над уровнем моря и не страдать при этом от высотной гипоксии. Предельно возможная высота, на которой может находиться равнинный житель без специального оборудования, равна примерно 8 тысячам метрам, однако длительное пребывание на ней ведёт к смерти. Тибетское плато расположено на высоте более 4000 метров над уровнем моря, парциальное давление кислорода в воздухе там на 40% ниже нормы.
        Несмотря на такие экстремальные условия, тибетцы сумели прекрасно к ним приспособиться. Уровень гемоглобина в крови тибетцев понижен, что уменьшает риск развития болезней сердечно-сосудистой системы. Тибетские женщины обладают более высокой способностью к деторождению, чем жительницы равнин, они не страдают от отёков и гипертонии во время беременности, дети рождаются с нормальным весом.
        Особенностью генетического кода жителей Тибета является наличие специфической вариации гена EPAS1. Именно это и стало объектом изучения Эмилии Хуэрты-Санчес и Синь Цзиня. Исследователи сравнили ДНК 40 тибетцев, проживающих в деревнях Дингри (4300 метров над уровнем моря) и Наку (4600 метров над уровнем моря) с ДНК 40 представителей народа хань. Исследованию подверглись 477 однонуклеотидных полиморфизмов (отличия в последовательности фрагментов ДНК размером в один нуклеотид) и 32,7 тысячи спаренных оснований (пара оснований нуклеотидов на цепочках нуклеиновых кислот).
        Был вычислен индекс фиксации гена EPAS1 для тибетцев и ханьцев (индекс фиксации – это общепринятый метод определения генетического расстояния между разными видами живых организмов. Его минимальное значение – 0 – означает, что организмы идентичны, максимальное – 1 – организмы принадлежат к разным видам). Оказалось, что этот показатель для гена EPAS1 тибетцев и ханьцев гораздо выше, чем мог быть у генетически близких народов.
        Встал вопрос, является ли такое расхождение мутаций следствием ошибки при копировании генов или же возникло из-за разных условий жизни. Группа Эмилии Хуэрты-Санчес и Синь Цзиня построила модель генетического развития двух народов и установила: ни один из предложенных вариантов не объясняет существующее положение. Это означает, что особая вариация гена EPAS1 досталась тибетцам извне. Тогда исследователи сравнили генетический материал тибетцев и представителей 26 других популяций, а также денисовского человека. Результаты оказались неожиданными. Вариация гена EPAS1, характерная для тибетцев, не встречается ни у одного современного народа. Этот специфичный ген был найден у денисовского человека.

Рис. 1. Тибетцы Дальнейшая работа по сравнению ДНК тибетцев и денисовцев подтвердила: генетически жители Тибета гораздо ближе к денисовцам, чем другие современные люди. Так, индекс фиксации 20 однонуклеотидных полиморфизмов для тибетцев и представителей современных популяций равен 0,65. При этом пять из этих 20 полиморфизмов присущи только тибетцам и денисовцам. В результате анализа полученных данных палеобиологи определили многие интересные особенности денисовских людей. Так, они появились в период с 700 тысяч до 170 тысяч лет назад. Кроме этого, исследователи подтвердили собственное открытие 2010 года – денисовский человек оставил свой генетический след (около 3 %) в меланезийцах. Сравнение генома трёх видов людей – современного, неандертальцев и денисовского – позволило установить, что геном азиатов содержит больше неандертальских фрагментов, нежели ДНК европейцев, хотя зона расселения неандертальцев простиралась от Атлантики до Пацифики по степям Евразии (рис. 2).

Рис. 2. «Ареал» неандертальцев         Несколько ранее генетики установили, что американские индейцы пришли на американский континент с территории современного Алтая. В рамках работы исследователи анализировали ДНК современных обитателей Алтая. Они сравнивали его с образцами, собранными на территории Казахстана, Китая, Монголии и других регионов, а также с ДНК представителей различных индейских племен. Так как в анализе использовалось большое количество генетических маркеров, они могут считаться довольно точными. В итоге исследователи обнаружили в гаплогруппе Q (она относится к Y-хромосомной ДНК) уникальную мутацию, которая роднит обитателей Алтая с племенами индейцев, которые считаются первыми из пришедших в Северную Америку.
        Аналогичные результаты были получены при анализе гаплогрупп C и D митохондриальной ДНК. Удалось даже установить, что обитатели южной части Алтая являются более близкими родственниками индейцев, чем обитатели северной части. Генетики исследовали также фрагменты митохондриальной ДНК (мтДНК), выделенной из хорошо сохранившегося скелета 15-16-летней девушки, которая жила на территории современной Мексики около 12-13 тысяч лет назад. Сравнение мтДНК современных индейцев и некоторых коренных народов Сибири с мтДНК находки показало, что они относятся к одной и той же гаплогруппе D1. Это означает их общее происхождение и согласуется с мнением, что коренные жители Америки имели предков на Алтае.
        И, наконец, индоевропейцы, к которым относится большинство представителей современного человека, апексом своей экспансии также имеют Алтай. В ДНК всех индоевропейцев обнаружены гены не только неандертальцев, к чему уже успели привыкнуть, но и гены денисовцев. Кстати, именно гены денисовцев обеспечивают «высокогорные» способности современных людей, тогда как «неандертальские» – «хладостойкость». На рис. 3 показано наше возможное «генетическое» древо, построенное на основе секвенирования ДНК современного человека, денисовца и неандертальца.

Рис. 3. «Генетическое» древо современного человека

Здесь интересно и то, что, видимо, существовал и четвёртый подвид Хомо, до сих пор не обнаруженный, возможно, потому, что антропологи до последнего времени старательно «копали» Африку, к которой он отношения не имеет. Понять их можно – копать интересно там, где вероятность находок велика и где раньше коллеги уже что-либо находили. Вот только костей больше всего бывает на кладбищах или там, где действуют смертоносные факторы (вулканические газы, самумы и т.п.).

        Резюмируя сказанное, логично допустить, что заселение Земли шло с Алтая, где обнаружены все три подвида наших предков (наших потому, что гены всех подвидов присутствуют в нашей ДНК) – на Алтае жили и с Алтая мигрировали и неандертальцы, и кроманьонцы, и (по меньшей мере в Тибет и Меланезию) денисовцы. Поэтому появляется не совсем праздный вопрос:
        Почему Африку многие антропологи упорно называют прародиной человечества, если:
    а) все волны расселения человечества, включая неандертальцев, шли с предгорий Алтая,
    б) на Алтае найдены останки всех трёх подвидов человека, а в Африке не найдено ни одного?
        Конечно, далеко не все антропологи согласны с гипотезой африканской родины человека. Существует немало сторонников его азиатского проихождения. Но на данный момент все доказательства сторонников африканской и азиатской гипотез являются косвенными. В палеонтологии крайне редко удаётся обнаружить останки, которые позволили бы раз и навсегда утвердиться той или иной точке зрения. Доводы сторон основаны на найденных к настоящему времени артефактах. Однако, очень важно иметь в виду, что, скорее всего, известные нам ископаемые гоминиды – лишь малая часть подлинного разнообразия! Реально их существовало гораздо больше. Вот, например, что говорит Роберт Д. Мартин, вице-президент академического отделения в Полевом Музее и соавтор исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature 18 апреля 2002 года:
        «Текущие эволюционные теории развития приматов и человека зашли в тупик потому, что палеонтологи целиком положились на прямые археологические данные об ископаемых останках. <…> Наши расчёты указывают, что мы имеем ископаемые доказательства только для 5% всех исчезнувших приматов, так что работа палеонтологов по построению эволюционного дерева для отряда приматов сравнима с тем, как если бы пришлось восстанавливать вазу, разбитую на сто осколков всего по пяти кусочкам».
        Поэтому споры «африканцев» и «азиатов» зачастую ведутся по методу «сам ...», собеседники слышат только себя, доводы оппонентов вообще не воспринимаются... В таком случае полезно привлечение более широкого контекста и данных из смежных областей, что мы в дальнейшем и попытаемся сделать.
    «Ab ovo». Для ответа на поставленные вопросы необходимо сделать несколько отступлений. Прежде всего, вспомним, что биоэволюция есть не что иное, как материальное воплощение вариационного исчисления (осознанного человеком с опозданием на несколько миллиардов лет). Суть его в том, что аргумент неизвестной функции меняют на малую величину и, если изменение функции отвечает критерию отбора, вариацию фиксируют, затем следует очередное изменение и таким образом постепенно получают ранее не известный результат...
        В биоэволюции в роли вариаций выступают повреждения и сбои в носителе наследственности, а критерием отбора служит соответствие организма среде обитания. Разумеется, для проверки результатов мутации нужно время (слишком большая частота мутаций вредна), поэтому в организмах существует ряд механизмов, подавляющих большинство «вариаций» на разных уровнях организации. Прежде всего это двойная нить ДНК, где нити комплементарны друг другу, что позволяет ферменту репаразе «чинить» повреждения одной из них по образцу другой. Однако в момент деления клетки репараза не работает и некоторое количество мутаций проходит.
        Если организм одноклеточный, то уже на этом этапе начинается отбор на соответствие внешним условиям (так появляются лекарственно-устойчивые инфекции). В многоклеточном организме есть репарационные механизмы более высоких уровней, но в конце концов наступает неизбежная проверка организма в целом, которая и определяет, будет ли мутация закреплена в потомстве или нет. Всё это вещи известные, но из них следует очень важный вывод: ни одна мутация не будет закреплена в потомстве, если она не даст мутанту ощутимого выигрыша!         Причём речь, разумеется, не идёт об отдалённых последствиях – выигрыш нужен именно в момент отбора! Конечно, возможны мутации, не ухудшающие взаимодействие организма со средой, они благополучно будут (или не будут) переданы потомству этого индивида, но они не станут массовыми. Не менее важен и второй вывод: появление нового вида, существенно отличного от прототипа, возможно при медленном, монотонном изменении условий обитания в сторону их ужесточения. Стабильность среды обитания (или её смягчение) означает постоянство критерия отбора, то есть хорошо адаптированный вид существует столь долго, сколь долго среда его обитания стабильна (примеры – латимерия, туатара и другие «живые ископаемые»)
        Теперь второе отступление. По нынешним представлениям процесс антропогенеза начался за 5 – 8 млн лет до сего дня. Срок не очень большой, но всё-таки заметный. Суть в том, что материки во времена антропогенеза не стояли на одном месте, а существенно перемещались по поверхности земного шара примерно так, как на рисунке 4.

Рис. 4. Динамика литосферных плит в Кайнозое (начало 65 млн. лет назад)         Обратимся снова к Роберту Д. Мартину. Применив новый метод статистического анализа данных по отношению к приматам, он и его сотрудники обнаружили, что этот отряд млекопитающих появился не 65 миллионов лет назад, как считалось, а на 20 миллионов лет раньше. Но тогда и граница появления первых человекоподобных существ должна быть отодвинута с общепринятых 5 млн. лет до 8 млн. лет назад. Пересмотр границ происхождения, предлагаемый сотрудниками Полевого Музея, имеет ключевое значение для построения эволюционного дерева приматов, включая время появления первых людей:
        «Более раннее происхождение приматов даёт объяснение ранее непонятным фактам их межвидовой раздробленности. Объяснение оказывается довольно простым, – этому способствовал дрейф континентов и последовавшее территориальное размежевание». (Пожалуй, Роберт Д. Мартин первый из палеонтологов произнёс этот термин – дрейф континентов – применительно к антропологии, до сих пор его коллеги дрейфа не замечали!)
        Учитывая указанные Робертом Д. Мартином 5% и то, что общая площадь раскопок почти бесконечно мала по сравнению с площадью суши, на которой могли обитать наши предки, предлагается зайти «с другого конца» – попытаться логикой эволюции отыскать «перспективные» для раскопок места. И копать «по системе», так сказать, по методу Шлимана. Иначе говоря, вообще исключить из рассмотрения ископаемые останки и заняться чисто логическими построениями. Понятно, что историческая ценность таких построений невелика, если ... в логически вычисленных местах не будут найдены соответствующие артефакты.
        Итак, 5 (или 8) млн. лет назад Африка, ещё в начале кайнозоя «оседлавшая» экватор, оставалась относительно него практически неподвижной, поэтому населявшие её виды, приматы в том числе, не испытывали нужды как либо изменяться – они уже до этого были адаптированы к среде. Единственное, что могло происходить в таких условиях – расщепление видов на подвиды, отличающиеся друг от друга несущественными для выживания признаками. То же самое относится и к Южной Америке – оба этих материка насыщены разнообразными родственными подвидами.
        Иное дело –Евразия. Начиная со второй половины Кайнозоя и по настоящее время Индийский треугольник, ранее примыкавший к Африке, переехал к Евразии и с тех пор продолжает в неё «въезжать», образовав сперва обширные мелководья, затем осушив их, а затем начав вздымать горные хребты на стыке плит. Это видно на рис. 4.
        Вот здесь-то условия обитания наших предков не только не были стабильны, но последние 10 млн лет менялись монотонно! На рис. 5 красной штриховкой показана зона, где лесные приматы оказались в мангровых лесах на берегу мелководья, богатого разнообразной пищей, но требующего влезания в воду за вкусной добычей.

Рис. 5. Зона мангровых лесов Именно здесь мутации, облегчающие переход к бипедализму (двуногости) давали немедленное преимущество мутантам, позволяя им расширить зону добычи на бо'льшую глубину. Выигрыш давали и опускание гортани (как у дельфинов и человека), и уменьшение намокающего волосяного покрова на теле, и увеличение подкожной жировой прослойки. Каждая из них давала выигрыш и сама по себе, а тем более в сочетании с остальными. Так появился наяпитек, наш гипотетический предок, предложенный Леонардом Ибраевым (рис. 7).

Рис. 7. Возможный внешний вид наяпитека Наяпитеки в период своего расцвета были идеально приспособлены к жизни на мелковоье и быстро заполнили всё болотистое пространство на стыке Индийского треугольника и Евразии. Но, увы, плиты продолжали двигаться, на севере Индии возникали горные хребты, отрезавшие ареал наяпитеков (уже двуногих, способных хорошо нырять, но с голым телом) от тропиков и вынуждавшие их мигрировать по всё более мелеющим болотам...
Те из них, кто пошёл на запад, в Африку, стали Хомо эректусами, и, так и не найдя болот, вымерли (дав антропологам обильный материал для находок и интерпретаций). Некоторые наяпитеки, оказавшись южнее растущих хребтов, деградировали в стабильной среде в известных нам носачей...

Рис. 8. Материки во времена неандертальцев Для нас же наиболее интересны наяпитеки, оказавшиеся к северу от среднеазиатской горной дуги. Большая часть их погибла, тем более, что вскоре начались похолодания, но где-то на Алтае очередные мутации привели к появлению тех наших предков, которых мы называем неандертальцами, кроманьонцами, денисовцами и теми, четвёртыми, пока не найденными...
Дополнительным доводом в пользу такого предположения может служить и поразительная результативность раскопок к северу от этой дуги. Места раскопок можно перечесть на пальцах одной руки:

Вид местности	Раскоп	Датировка
	«Курган Темир», Заповедник Аркаим в Чесменском р-не Челябинской обл.	V – IV в. до н.э.
	Курган № 1 могильника «Эки-Оттуг 1», Тува	VII век до н.э.
	«Йылгынлы-депе», Копетдаг	V-IV тыс. до н.э.

Все эти раскопы находятся в северных предгорьях Среднеазиатской горной дуги, причём наиболее древний из них – «Йылгынлы-депе» – наиболее близок к горам (Рис. 9).

Рис. 9. Раннеземледельческое поселение Йылгынлы-депе расположено в подгорной полосе Копетдага примерно в 240 км на юго-восток от Ашхабада (на карте не указано). Как видим, чем ближе к горам, тем древнее артефакты. Резюмируя изложенное, можно предложить организацию археологических поисков останков наяпитеков на северных склонах среднеазиатской горной дуги, но не на равнинах, а на склонах, которые были равнинами от 700 до 170 тысяч лет тому назад. Не исключено также, что перспективным окажется и Тибет.
Материалы по теме:
1. В.А. Коноваленко Прародина человека «Виртуальный мир» N 1 2012 г.
2. В.А. Коноваленко Откуда Homo Sapiens по Земле пошёл? «Виртуальный мир» N 2 2009 г.

    1. Пещера Страшная находится на левом берегу реки Иня в 2,5 километрах к северу от поселка Тигирек в Алтайском крае. Ранее в отложениях 50-тысячелетнего возраста археологами были найдены каменные орудия древних людей. В 1989 году в ней обнаружили зубы человека современного типа, жившего там 20 тысяч лет назад.
    2. Денисовский человек – вид вымерших людей, впервые обнаруженный российскими учеными Михаилом Шуньковым и Анатолием Деревянко в Денисовой пещере на Алтае в середине первого десятилетия 21 века.
    3. Открытие останков Homo naledi в Пещере восходящей звезды близ Йоханнесбурга вызывает ещё больше вопросов. У него довольно современная кисть, по способности к орудийной деятельности сопоставимая с Homo habilis (2,3-1,5 миллиона лет назад) и Homo erectus (1,5-0,4 миллиона лет назад). Вот только по объему мозга наледи уступает им в 1,2-1,5 раза, да и общий рост и вес (до 1,5 метров и 50 килограммов) роднит его скорее с австралопитеками. При этом передние зубы новоявленного родственника по размеру близки к нашим и намного меньше, чем у более «башковитых» хабилисов и эректусов. Кости стопы и ног больше похожи на современные человеческие (или неандертальские), а не хабилисовы, — то есть ходил и бегал древний наледи довольно хорошо.
    4. Поселение Йылгынлы-депе было основано в начале или середине V тысячелетия до н.э. и просуществовало около 1,5 тысячи лет. Культурный слой поселения включает, по оценкам ученых, 20 строительных горизонтов, содержащих остатки сырцовой архитектуры. За годы раскопок памятника с 1985-го по 2014 год Каракумская экспедиция ИИМК РАН изучила шесть верхних строительных горизонтов. В 2014 году во время начала раскопок седьмого строительного горизонта Йылгынлы-депе петербургские археологи обнаружили уникальный комплекс – специализированную мастерскую по изготовлению мелкой глиняной пластики, в которой было обнаружено несколько сотен изготовленных в ней предметов, относящихся к эпохе раннего энеолита (V-IV тысяч лет до н.э.).

В оглавление