Окаменевшие отпечатки ног с Крита, или загадочные следы нашего двуногого доисторического предка
В 2002 году польский палеонтолог Герард Герлинский и его спутница проводили свой отпуск на северо-западном побережье Крита, в местечке под названием Трахилос. Однажды всего в нескольких метрах от моря он наткнулся на гладкое, слегка поврежденное водой плато из горной породы с необычными полыми образованиями продолговатой формы. При ярком свете было чрезвычайно сложно распознать их, и отдыхающие, вероятно, сидели там несчетное количество раз и смотрели на море, не обращая на них никакого внимания. Однако Герлинский, хорошо разбиравшийся в следах динозавров, понял, что это окаменевшие отпечатки ног. Хотя они и принадлежали не вымершим гигантским ящерам, это открытие пробудило в нем интерес. Он записал координаты места находки, сделал несколько снимков и решил вернуться туда когда-нибудь, чтобы более подробно изучить следы.
В 2010 году он наконец рассказал о следах своему коллеге Гжегошу Недзведзкому, и они пришли к выводу, что отпечатки могли принадлежать прямоходящему примату, возможно даже раннему представителю подсемейства гоминин. Для более тщательного изучения этого вопроса была сформирована международная группа исследователей.
Руководство группой принял Пер Альберг – авторитетный шведский ученый, специализирующийся на окаменевших следах позвоночных животных. Уже на месте при помощи лазерного сканнера исследователи досконально изучили плато с точностью до пяти сотых долей миллиметра и составили трехмерные изображения следов. В конце концов на участке площадью всего в 4 квадратных метра они обнаружили 50 полых образований, 28 из которых они с полной уверенностью смогли распознать как отпечатки ног. Следы имели размер от 10 до 22 сантиметров в длину и до 7 сантиметров в ширину. С некоторых из них, наиболее многообещающих, были сделаны силиконовые «слепки». Благодаря этому можно добиться еще большей точности, ведь так можно было не только сохранить отпечатки, но и точно определить их параметры в трех измерениях при помощи компьютерной техники. Эта метод называется морфометрией и применяется также при изучении окаменелых останков.
Как скоро выяснилось, находка была самой настоящей сенсацией. Тот, кто эти следы оставил, действительно должен был передвигаться только на двух ногах, потому что на месте находки не обнаружилось никаких следов передних конечностей. Так, исключалась возможность того, что там прошло четвероногое животное, которое просто на короткое время встало на задние лапы. Помимо этого, точные измерения показали еще более явное сходство с человеческими следами. У большинства отпечатков можно было безошибочно распознать контуры пяти пальцев. Большой палец имел очень массивную форму и отличался расширенной фалангой. Как и у человека, он находился рядом с остальными пальцами и слега выступал вперед. Боковые пальцы были короткими, и их размер постепенно уменьшался от указательного к мизинцу. На стопе, кроме того, уже сформировалась защитная подушечка. Вместе с большим пальцем она глубоко отпечаталась в песке. Это указывает на то, что энергия [при отталкивании] передавалась с внешней стороны [стопы] на внутреннюю и движение вперед осуществлялось за счет подушечки и большого пальца. Как мы уже объясняли, это наиболее эффективная форма ходьбы на двух ногах, потому что за счет смещения точки опоры на большой палец центр тяжести тела так и остается посередине.
Сравнение стопы человекообразной обезьяны, стопы человека и отпечатка из деревни Трахилос
Кроме того, было установлено, что ни на одном из больших пальцев не было признаков наличия когтей. Это позволяет исключить всех стопоходящих млекопитающих (например, медведя), кроме обезьян. Но и они не могли оставить таких следов, потому что все обезьяны, в том числе и человекообразные, обладали и обладают по сей день более короткими, узкими и заостренными большими пальцами, основание которых располагается в стороне от остальных пальцев и значительно ниже по отношению к ним. Кроме того, на стопе у обезьян нет подушечки, боковые пальцы длиннее, а наибольшей длины достигает средний палец. Поэтому следы из деревни Трахилос, без сомнений, имеют большее сходство со следами человека и его вымершими предками, то есть с двуногими.
Однако при сравнении с отпечатком ноги современного человека можно выявить и некоторые отличия. Эти следы в общей сложности меньше и компактнее, в особенности это касается более короткой плюсневой кости и относительно узкой пятки. Кроме того, у стопы отсутствует свод. Можно сказать, что у того, кто эти следы оставил, было плоскостопие. Однако полностью сформировавшийся свод стопы можно наблюдать уже у наиболее ранних представителей рода людей, появившихся в Африке приблизительно два с половиной миллиона лет назад[83].
Так как же следует интерпретировать найденные на Крите следы с точки зрения истории развития человека? В этом отношении напрашивается сравнение с известными следами из Лаэтоли (Танзания). Эти окаменевшие отпечатки в 1978 году обнаружила раскопочная группа, работавшая на Мэри Лики, которая была очень значимой персоной в мире палеоантропологии. Слепки следов из Лаэтоли сегодня выставлены во многих музеях, потому что они считаются древнейшим подтверждением прямохождения человека. Они появились 3,66 миллиона лет назад, когда предлюди ходили по влажному вулканическому пеплу. На месте находки, на участке длиной приблизительно в 27 метров, сохранилось более 70 следов, оставленных разными особями. Сегодня большинство исследователей полагает, что они принадлежат австралопитеку афарскому, то есть тому же виду предлюдей, к которому относится и известная нам Люси.
Следы из деревни Трахилос по многим признакам похожи на те, которые были обнаружены в Танзании. Например, в обоих случаях наблюдаются массивные большие пальцы на ногах с расширенной концевой фалангой, примыкающие к остальным пальцам, размер которых уменьшается от указательного к мизинцу. Кроме того, стопа снабжена амортизирующей подушкой, оставившей глубокий след на поверхности. Все эти особенности говорят о том, что оставившие эти следы индивиды передвигались на двух ногах.
Следы на дне пересохшего моря
Но когда именно наш неизвестный двуногий предок оставил отпечатки своих ног на критском песке? Для датировки следов исследователям нужно было выяснить возраст песчаника, в котором они сохранились. При изучении места находки стало ясно, что здесь не обошлось без вмешательства случая. За тысячи лет прибой Средиземного моря смыл все поверхностные слои горной породы, находившиеся непосредственно на месте находки. Однако на расстоянии всего нескольких метров часть породы до сих пор сопротивляется воздействию моря значительно возвышается над слоем песчаника. Словно в геологическом архиве, в ней записана информация о неспокойном периоде развития Земли, во время которого жил наш роковой любитель пляжных прогулок [Strandgänger]. Так, поверх слоя песчаника, содержавшего следы, Пер Альберг с коллегами обнаружил пласты осадочных отложений, состоявшие из значительно более крупных элементов: из угловатых глыб и обломков породы. Даже неспециалист легко бы распознал эту явно выраженную границу между слоями.
Подобные породы возникают, когда движущаяся вода или оползни сносят подпочву [Untergrund] и увлекают за собой материал, который вновь оседает в другом месте. Для описания таких случаев геологи используют термин «брекчия». Во время образования брекчии место находки должно было располагаться не на самом берегу, а на некотором расстоянии от моря.
Однако это еще не все. Если проследить путь этой характерной брекчии в глубь суши, то можно обнаружить, что сверху нее порода меняется, становясь мелкозернистой и однородной. Такой тип породы может образоваться только в глубоком морском бассейне. Столь необычное чередование слоев осадочных отложений позволяет сделать лишь один вывод: наш предок, оставивший эти следы, жил незадолго до периода резких изменений уровня моря. Исследователи даже слишком хорошо знакомы с этой эпохой, которая затронула весь средиземноморский регион, и называют ее «Мессинским пиком солености». Тогда Средиземное море почти полностью высохло, а затем снова образовалось за счет вод Атлантического океана. Таким образом, эта крупнозернистая брекчия на месте обнаружения следов сформировалась в промежутке между 5,6 и 5,3 миллиона лет назад, когда уровень Средиземного моря уже значительно снизился. Потом оно снова наполнилось, словно гигантская ванна, и даже стало еще больше, чем раньше, затопив место находки. Таким образом, 5,3 миллиона лет назад и сформировались эти морские отложения.
Благодаря этому исследовательская группа Пер Альберга смогла установить, что найденные в деревне Трахилос следы были определенно старше 5,6 миллиона лет. Помимо этого, существуют указания на то, что отпечатки могли возникнуть даже раньше: при более тщательном рассмотрении видно, что узкий слой песчаника, содержащий следы, представляет собой пропласток между тонкими слоями известняка, состоящими из окаменелых скелетов планктонных организмов[84]. Следовательно, на протяжении сотен лет до и после нашего загадочного двуногого предка уровень воды снова слегка поднимался. В те времена место находки было сокрыто под мелководным морем.
Однако подобные планктонные организмы практически полностью исчезли из Средиземного моря еще в начале Мессинского пика солености, а именно 5,97 миллиона лет назад. Причиной тому послужило увеличение концентрации соли и, как следствие, ухудшение условий жизни, в том числе и для планктона, который в конце концов вымер. Следовательно, возраст следов из деревни Трахилос составляет скорее шесть миллионов лет.
В те времена Крит и Пелопоннес все еще образовывали один длинный, дугообразный полуостров. Он охватывал Критское море – теплый мелководный морской бассейн, на бывшем северном побережье которого сегодня расположены Афины, где был обнаружен Эль Греко. Местечко Трахилос находится в 275 километрах по прямой от греческой столицы. Поэтому не было бы ошибкой предположить, что грекопитек, возможно, являлся предком нашего неизвестного любителя пляжных прогулок. По мнению исследователей, одна из рек, впадающих в это море, могла принести сюда песчаник, в котором находятся следы. Наш двуногий предок мог последовать за ним по направлению к берегу, потому что морское побережье и зоны солоноватых вод всегда обещают большое количество пропитания. Нужно только нагнуться, чтобы насытиться моллюсками, улитками и водорослями.
Результаты исследования следов из деревни Трахилос были опубликованы в июле 2017 года – всего через два месяца спустя, после того, как вышла наша работа о грекопитеке Фрейберга. Для нашей исследовательской группы это была настоящая сенсация, потому что эта находка также стала сильным ударом по общепринятому мнению о том, что самые древние предки человека жили только в Африке. Находка из деревни Трахилос представляет собой наиболее древнее непосредственное свидетельство прямохождения. На примере этих следов можно наблюдать относительно современное строение стопы, и при этом они как минимум на 2,3 миллиона лет старше отпечатков, найденных в Лаэтоли. Однако эти следы были оставлены человекообразными существами из Европы, а не из Африки!
Критское море 6–7 миллионов лет назад
Но у владельца следов из Греции отсутствует свод стопы, как это отчетливо можно наблюдать и в случае некоторых отпечатков из Лаэтоли. Тем не менее у Люси также было плоскостопие[85], что отличает ее от тех ее сородичей, которые оставили следы в местности Лаэтоли. Таким образом, наличие плоскостопия варьируется не только у современных людей, но и предположительно варьировалось уже у австралопитека афарского. Что же касается остальных признаков, следы из деревни Трахилос свидетельствуют о развитой стопе и поэтому, очевидно, принадлежат человекообразным обезьянам. Следовательно, критская находка противоречит представлению о том, что человеческая стопа впервые сформировалась у австралопитека афарского 3,7 миллиона лет назад. Напротив, она наводит на мысль, что прямохождение в совокупности с явно выраженной формой стопы возникло значительно раньше, предположительно даже более 6 миллионов лет назад.
Насколько точны молекулярные часы?
Эту точку зрения также подтверждают современные исследовательские подходы, в основе которых лежит молекулярная генетика. При помощи метода, который называется «молекулярные часы», несколько лет назад ученые установили, что эволюционное разделение человека и шимпанзе произошло приблизительно семь миллионов лет назад. Принцип действия молекулярных часов основывается на предположении, что мутации, то есть спонтанные изменения в генетическом материале живых организмов, случаются относительно равномерно на протяжении длительных промежутков времени. Мутации – это двигатель эволюции. Они изменяют организм и передаются дальше только в том случае, если изменения оказываются полезными. Так постепенно возникают новые виды.
Чтобы выяснить, когда разделились эволюционные линии двух видов, необходимо с учетом уже накопленных сведений перевести различия в генетическом материале в года. Чем раньше произошло разделение, тем больше различий между видами. Вначале проверить и усовершенствовать эту систему можно было, используя только окаменелые останки, чей возраст уже был известен. Например, в распоряжении исследователей имеются останки орангутана, возраст которого составляет 13 миллионов лет и чьи особенности строения говорят о том, что он стоял в начале эволюционного пути этого рода. С генетической точки зрения человек и орангутан отличаются друг от друга более чем на три процента. По мнению основоположников теории молекулярных часов, эти отличия «накопились» в генетическом материале за данный промежуток времени. Если следовать этой линии, то разделение человека и шимпанзе могло произойти только позже, потому что их генетический состав отличается только на 1,3 %. Согласно расчетам, между ответвлением линии орангутана и линии шимпанзе около 10 миллионов лет назад также отделилась линия гориллы.
Хотя этот метод и был относительно грубым, на протяжении долгого времени для исследователей он был единственной возможностью расположить на временной шкале известные на тот момент останки.
Однако с появлением палеогенетики этот раздел науки стал развиваться куда активнее. Он позволил извлекать и анализировать генетический материал даже из окаменелых останков уже вымерших видов. Таким образом можно высчитывать частоту мутаций даже в рамках одного и того же вида. Для этого исследователи определяют количество изменений генетического материала, отличающих современных представителей одного вида от их предков. Несмотря на то что палеогенетика не позволяет заглянуть на много миллионов лет назад, она проливает свет на сотни тысяч лет истории эволюции, а за это время в генетическом материале может накопиться большое количество мутаций.
Благодаря этому гораздо более точному методу становится все более очевидным тот факт, что мутации часто проходят не постоянно, а со значительными колебаниями. И кроме того, что еще важнее, у разных видов происходят различные мутации, потому что они находятся под влиянием множества биологических факторов. Например, значимую роль играют возраст отца и матери, особенности образования сперматозоидов, скорость обмена веществ [Stoffwechselrate], размер тела и величина популяции.
Поэтому, применяя новые методы, ученые идут еще дальше и пытаются изучать генетические отличия между родителями и их потомством. Как следствие, в данном случае можно обойтись и без окаменелостей. Согласно результатам подобных исследований, изменения генетического материала человека происходили значительно медленнее, чем полагалось до сих пор. Таким образом, применяя как метод молекулярных часов, так и палеогенетику, исследователи пришли к выводу, что разделение линий человека и шимпанзе с большой долей вероятности произошло раньше изначально высчитанного периода (7 миллионов лет назад), а именно вплоть до 13 миллионов лет назад[86],[87].
Наверняка еще много научных работ будет посвящено этой теме, однако одну тенденцию можно распознать уже сейчас. Очевидно, если мы хотим лучше понять первые этапы истории нашего развития, нам нужно будет заглянуть еще дальше в прошлое. Эти данные также могут объяснить, почему уже шесть миллионов лет назад наш двуногий предок ходил по критскому побережью. Поэтому кажется абсурдом, что на протяжении почти шести лет исследовательская группа Пера Альберга напрасно пыталась опубликовать сенсационные результаты своей работы. Многие научные журналы отказывались принимать рукопись, руководствуясь мнением анонимных рецензентов и выдвигая часто весьма сомнительные возражения. Однако после появления наших публикаций о грекопитеке сенсация наконец прогремела.