Кит Харрисон

СТРАННОСТИ НАШЕЙ ЭВОЛЮЦИИ

Рыба, которая развивалась,

или Удивительная история происхождения человека

Предисловие

В природе для нас нет ничего более очевидного и привычного, чем наше собственное тело. Но что мы знаем о нем? Почему у нас две руки и две ноги, а не четыре руки и не шесть ног? Почему ребра прикрывают наши легкие, а живот — нет? Почему наши локти и колени сгибаются в противоположных направлениях (и вообще, обращали ли вы внимание на этот факт)? Эта книга как раз отвечает на эти и другие, подобные им вопросы, прослеживая эволюцию человека не только от его ближайших родственников обезьян, но и от более далеких предков — рыб.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

Родословная человека

История человеческого тела начинается далеко не с того момента, как наши обезьяноподобные предки слезли с деревьев. К тому времени их эволюция насчитывала по меньшей мере 500 миллионов лет, начиная с эпохи первых рыб, от которых и произошли все когда-либо существовавшие позвоночные животные, от маленьких лягушек и ящериц до огромных слонов и динозавров.

После того как в первобытных морях появились рыбы, они быстро распространились по всей планете. Некоторые заселили пресные водоемы, другие даже выбрались на сушу. Естественный отбор не прекращался ни на мгновение, и благодаря ему со временем возникли первые земноводные. Некоторые из земноводных превратились в первых наземных животных, пресмыкающихся, часть видов которых становились все крупнее и крупнее, пока не стали динозаврами. Другие виды пресмыкающихся эволюционировали в млекопитающих, животных более мелких размеров. Когда динозавры исчезли, оставив после себя только своих потомков в виде птиц, установивших господство в небе, млекопитающие стали полноправными хозяевами земли и деревьев. Время шло, и одна из популяций млекопитающих встала на задние ноги и вышла из леса. Далее, как говорится, началась история.

Здесь мы поведем речь о том, что послужило подоплекой этой истории. Мы вернемся к временам рыб и проследим развитие отдельных частей человеческого тела через прохождение стадий развития земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих. Каждая из этих стадий оставила свой след в организме человека. Ответить на вопрос «Почему мы выглядим так, а не иначе?» можно, только узнав об особенностях нашей эволюции.

У нас, как у позвоночных, много общих особенностей с рыбами, но в целом принцип строения нашего тела гораздо древнее. Пятьсот миллионов лет назад моря планеты, как и сейчас, кишели разнообразными животными, но все они были беспозвоночными. Всем нам знакомы их родственники: насекомые, паукообразные и ракообразные (тела которых заключены в твердую оболочку); моллюски (включая устриц с двумя створками, улиток со спиральной раковиной, садовых слизней и кальмаров с внутренней раковиной, а также осьминогов без раковины); иглокожие, названные так из-за иголок на теле (морские звезды, морские ежи, морские огурцы); кольчатые черви и их родственники (дождевые черви, нереиды, пескожилы, пиявки); круглые и плоские черви; морские анемоны, коралловые полипы, медузы и другие животные, менее известные и слишком многочисленные, чтобы их здесь перечислять.

И вот в тех древних морях у некоторых животных, предков рыб, появилось одно приспособление, которому суждено было навсегда изменить облик природы. Это была хорда — жесткая струна, проходящая по всему телу. Позже эта хорда в процессе эволюции превратилась в ряд костей, то есть позвонков, по которым все подобные животные и получили свое название. Ученые до сих пор не выяснили, какой именно группе беспозвоночных мы обязаны этим важным приобретением, которое называем одним словом — «позвоночник» (или «хребет»), хотя на самом деле он состоит из 26 разных костей. Но для начала стоит сделать несколько важных замечаний о строении тел беспозвоночных животных.

Что мы унаследовали от своих беспозвоночных предков

Тела животных имеют самые разнообразные формы. Некоторые как бы устремляются во все стороны из центра, как у морских звезд или коралловых полипов, но в большинстве случаев одна сторона тела служит зеркальным подобием другой стороны. Все внешние черты, расположенные на одной стороне, имеют свое отражение на другой; внутренние органы также часто бывают парными, а то, что существует в одном экземпляре (например, кишечник), обычно расположено вдоль центральной линии.

Беспозвоночные, ставшие впоследствии рыбами, обладали как раз такой двусторонней симметрией. Любое когда-либо существовавшее позвоночное животное, в том числе и мы, следовало тому же самому образцу. У нас две руки, две симметричные ноги, два симметричных глаза, два уха, две ноздри, два легких, две почки, по два яичника или яичка, а вдоль центральной линии расположен один мозг (с кое-какими парными деталями), один позвоночник, одно сердце (слегка сдвинутое к левой стороне), один репродуктивный орган и один кишечник (с большим количеством витков и изгибов, поскольку его длина до шести раз превышает наш рост) с одним входом и одним выходом.

Кроме того, наши беспозвоночные предки явно передвигались в своей среде обитания, поскольку мы унаследовали от них переднюю и заднюю части тела (правда, после того, как мы встали на две ноги, они превратились в верхнюю и нижнюю часть). Любое движущееся животное — будь то червь, креветка или улитка — имеет органы чувств спереди, то есть на том конце тела, которым оно движется вперед и которым в первую очередь воспринимает окружающую среду. И в самом деле, органы восприятия, расположенные, допустим, на хвосте, вряд ли представляют большую эволюционную ценность. Животному жизненно необходимо заранее знать, не движется ли оно в сторону пасти хищника, потому что, когда оно туда попадет, будет слишком поздно. По той же причине рот животного обычно расположен в передней части тела, потому что именно здесь происходит первый контакт с пищей. Особенно важно это для хищников, ведь потенциальная пища убегает, завидев своего преследователя (если бы львы прыгали на зебр задом, то вряд ли бы им удавалось так часто лакомиться мясом).

Все это способствовало тому, что в процессе эволюции животные почти всех групп приобрели головы, у нас голова закреплена посредством шеи над туловищем, но у других животных она находится спереди тела. На ней расположены органы зрения, обоняния, вкуса и слуха; через нее же мы поглощаем пищу. Внутри головы также расположен обрабатывающий информацию мозг, связанный нервами с находящимися поблизости органами чувств. Так что вовсе не удивительно, что в процессе эволюции он сформировался именно здесь. Всеми этими чертами нашего тела мы обязаны своим беспозвоночным предкам.

Шкала времени

Книга едва началась, а я уже вовсю разглагольствую об эволюции, почти ничего не рассказав о ней. Прежде чем продолжить историю рыбы, давайте остановимся и немного поговорим о масштабе времени, о научности и о естественном отборе, важнейшем принципе эволюции. Начнем с временной шкалы, которой оперируют все, кто изучает эволюцию.

Земле примерно 4 550 000 000 (четыре с половиной миллиарда) лет. Если сжать все это время в один год и представить, что Земля сформировалась 1 января, а сегодня полночь 31 декабря, то первые микроскопические клетки появились 1 марта, тогда как наши рыбы-предки — ранние позвоночные — появились не ранее 21 ноября. Для того чтобы жизнь из простых химических соединений эволюционировала до клетки, потребовалось 750 миллионов лет, а затем еще 3 миллиарда (две трети возраста Земли) на то, чтобы из клеток возникли рыбы. После этого дело пошло быстрее, но все равно первые рыбы освоили сушу лишь в декабре. Земноводные возникли 2 декабря, а вслед за ними, 8 декабря, появились рептилии. Млекопитающие возникли 13 декабря, но оставались на заднем плане, пока 26 декабря, ближе к вечеру, не вымерли все динозавры. Люди же появились лишь за несколько часов до конца года.

ГЛАВА ВТОРАЯ

Наука, религия и камни

В этой книге мы исследуем историю человеческого тела. Поскольку все открытия в этой области сделали несколько поколений ученых, то стоит поподробнее разобраться с тем, что же представляет из себя наука.

Наука, как это следует из самого слова, означает то, чему учатся и посредством чего получают знания. На протяжении человеческой истории способы получения знаний неоднократно менялись и не всегда были одними и теми же. В средневековой Европе, например, тоже были любознательные люди, которые задавались вопросами о происхождении мира, но вместо наблюдения за окружающей действительностью и опытов они предпочитали искать знания в старых книгах или обсуждали свои теории в ходе споров на абстрактные темы, пытаясь убедить друг друга в своей правоте. Постепенно такие споры и методы теоретического убеждения вышли из моды, в XVII столетии уступив место научным методам.

Научный метод можно схематически представить в виде треугольника. Сначала мы наблюдаем мир (или ту его часть, которая нас интересует). Затем мы составляем теорию, объясняющую наблюдаемые явления — гипотезу. Пока что это не слишком сильно отличается от прежнего подхода, но после этого мы переходим к совершенно иной, третьей, стадии. Вместо того чтобы обсуждать сильные и слабые стороны теории, мы ставим эксперименты и проверяем все на практике. Наблюдая за результатами эксперимента, мы возвращаемся к первой стадии, то есть к наблюдению за окружающим миром.

Научный метод

Так мы можем кружить по этому треугольнику столько раз, сколько потребуется для того, чтобы убедиться в истинности теории и в том, что мы действительно понимаем принципы происходящего; при этом могут возникать новые догадки и ставиться новые опыты.

Такой научный метод служит основным способом получения знаний в современной цивилизации, но это далеко не новое изобретение. Это лишь развитие того принципа, каким мы руководствуемся в своей повседневной жизни. Представьте, например, что вы идете по улице и замечаете перед собой ворсистый коричневый шар. Это наблюдение (стадия 1). Вы задумываетесь над тем, что же это такое, и вам в голову приходит, что это кокосовый орех, закатившийся сюда с ближайшего рынка. Теперь у вас есть теория: «Это кокосовый орех» (стадия 2). Вы нагибаетесь, чтобы поближе исследовать шар и пробуете сдвинуть его с места ногой. Так вы проводите эксперимент для проверки своей теории (стадия 3). Но тут вы видите (снова стадия 1), как шар вскакивает и быстро убегает в кусты. Ваша теория неверна, и вы разрабатываете новую: «Это небольшое животное» (снова стадия 2). Затем вы идете к кустам, чтобы получить новые данные об этом явлении. Пусть вы даже и не догадываетесь об этом, но вы используете научный метод познания мира. Вы уподобляетесь ученому. Все мы практически ежедневно пользуемся научным методом в своей жизни. Допустим, мы забыли ключи, но нам кажется, что мы оставили их в кармане куртки, которую надевали прошлым вечером. Мы идем к куртке и проверяем свою догадку — наблюдение, теория, эксперимент. Все мы в той или иной степени ученые. В наши дни словом «ученый» принято называть человека, занимающегося какой-то строго определенной академической деятельностью с «научным» названием — астрономия, геология, химия, генетика и десятки других, — а также того, кто получает за эту свою деятельность деньги, но в действительности все мы ученые.

Начиная с XVII века слово «наука» приобрело некий налет загадочности и мистичности, но на самом деле в науке нет ничего мистического и загадочного, это всего лишь описанный выше треугольник. Загадочность по большей части ей придают два фактора. Во-первых, предмет изучения ученых непрофессионалам кажется очень сложным («Как возникли звезды?», «Из чего состоит атом?», «Как континенты перемещаются по поверхности твердой Земли?»); во-вторых, в каждой отрасли науки используется своя терминология, непонятная для непосвященных и потому кажущаяся загадочной и даже подозрительной.

Когда ученые изучают такие сложные явления, как образование звезд, они разбивают общую тему на несколько сотен различных наблюдений, строят сотни отдельных теорий и проверяют каждую из них по отдельности. Иногда для проверки даже простой теории требуются сложные инструменты, но в конечном итоге сложными оказываются только технология и общая тема. Что же касается терминологии, то свой жаргон присущ практически любой человеческой деятельности. Кто сможет понять все, о чем говорят между собой механики, или перечислить названия всех плотницких инструментов? Разве что сам механик или плотник. Наука — это настолько широкое занятие (в действительности даже целый ряд занятий), что немногие ученые понимают то, о чем говорят другие ученые даже близкой к ним области знаний. Можно даже утверждать, что биолог, занимающийся классификацией птиц, и биолог, изучающий физиологию птиц, говорят на совершенно разных языках, так как пользуются в своей работе разными терминами, хотя и работают с одной и той же группой животных. Науку не следует рассматривать как некую однородную сферу деятельности, представители которой знают все и смотрят свысока на «простых людей». Большинство профессиональных ученых узнают о том, что происходит в современной науке, из газет и по телевидению, точно так же, как и большинство из нас.

Что не является наукой?

Некоторые виды познавательной деятельности не подпадают под категорию науки, поскольку не следуют описанному выше «правилу треугольника». Например, наблюдая за окружающим миром, некоторые приходят к мысли о существовании сверхъестественной силы или бога. В данном случае перед нами две стадии из трех: наблюдение и объясняющая факты теория. Если же мы попытаемся провести эксперимент, то столкнемся с определенной проблемой. Какой эксперимент, по вашему мнению, может однозначно доказать существование бога? Пока что никто не дал ответа на этот вопрос. Следовательно, религия это не наука.

Распространено мнение, что наука противоречит религии и пропагандирует атеизм. Это неверно. Научные эксперименты не опровергают и даже не могут в принципе опровергнуть существование бога. Согласно давно известному принципу, «отсутствие доказательств не есть доказательство отсутствия». Если что-то не удается доказать с научной точки зрения, то наука попросту ничего об этом не говорит. Существование или несуществование бога — это вопрос веры. Атеист, с уверенностью отрицающий существование бога, верит в свою теорию точно так же, как и человек, утверждающий, что бог есть. Никому из них наука помочь не может и в этом вопросе вынуждена стоять на позициях агностицизма (от греческого ágnōstos — недоступный познанию). Единственный серьезный ответ на вопрос о боге из уст ученого звучит так: «Я не могу с помощью научного метода найти какое-либо достоверное доказательство существования бога, следовательно, я не берусь за это». Многие ученые верят в бога, но для них это, опять-таки, вопрос веры. В этом нет никакого противоречия. Наука исследует только физический мир, но поскольку ученые тоже люди, то им присущи две стороны человеческой личности — логика и интуиция — эти параллельные методы познания Вселенной. Наука и религия являются отражением этих двух методов. Они прекрасно могут не только уживаться вместе, но и дополнять друг друга.

Окаменелости

Применять научный метод к исследованию современного нам окружающего мира не так уж и сложно, но как быть, если мы хотим исследовать прошлое? (Ученые же не могут, например, записать на пленку брачный зов динозавров.) Оказывается, прошлое тоже поддается исследованию при помощи научного метода. Пока теорию можно проверить на практике, она остается научной; проверка не обязательно должна быть лабораторным экспериментом, она может принимать и форму предсказания. Например, если птицы в ходе эволюции произошли от динозавров, то где-то в твердых породах должны остаться окаменелые останки существ, совмещающих признаки пресмыкающихся и птиц. Рано или поздно палеонтологи должны будут их найти. Отсюда следует, что теория происхождения птиц от пресмыкающихся вполне поддается проверке, даже если никто изначально не знает, сколько времени понадобится на эту самую проверку. На самом деле такая окаменелость уже была найдена в 1861 году в каменоломне на территории Германии. Так называемый археоптерикс совмещает признаки обеих групп животных. Правда, в поисках окаменелостей ученым приходится полагаться скорее на везение, чем на логику. Большинство животных и растений не оставляют следов после своей гибели — их пожирают другие животные или разрушают микроорганизмы в процессе разложения. Останки животных и растений сохраняются в камне только в очень редких случаях, и даже тогда большинство окаменелостей разрушается в ходе эрозии или залегает слишком глубоко, где их никто никогда не найдет. Окаменелости находят только тогда, когда кто-нибудь специально интересуется ими, а поэтому замечает в разрушающихся горных породах или обнаруживает в ходе раскопок шахт или каменоломен. Получается, что вероятность обнаружить останки древних животных и растений крайне мала, и мы никогда не составим полной картины того, какие животные существовали в данной местности в определенное время. Таким образом, изучать палеонтологию это все равно что анализировать игру футболистов по теням на поле, да и то при облачной погоде.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

Эволюция, Дарвин и естественный отбор

Идея эволюции далеко не нова, в Европе ее можно проследить до древних греков, живших более двух с половиной тысяч лет назад. В течение столетий христианская церковь отвергала идею эволюции, потому что она противоречила начальным словам Библии, в которой говорится, что Бог создал Землю и всех населяющих ее существ, в том числе и нас, за шесть дней. В этом, кстати, и заключается подоплека предполагаемого конфликта между наукой и религией. Пусть наука ничего не имеет против идеи существования Бога, но она вполне может доказать, что мир не был создан за шесть дней.

К концу XVIII века, благодаря развитию науки и многочисленным трудам изучавших окружающий мир натуралистов, предположение о том, что виды животных и растений со временем изменяются, казалось все более и более убедительным. Но кроме религиозных возражений существовали еще две проблемы, мешающие принять идею эволюции: возраст мира и то, что никто пока не предложил объяснения механизма такой эволюции. В то время считали, что Земле не более нескольких тысяч лет, а этого недостаточно, чтобы живые организмы претерпели значительные изменения. К началу XIX века ученые стали приходить к мысли, что сложную геологическую структуру планеты можно объяснить, только признав, что она образовалась в ходе невероятно долгих процессов — вулканической деятельности, отложения пород и выветривания, — а отсюда следует, что возраст Земли гораздо больше, чем предполагалось ранее. В таком случае и к идее эволюции следует относиться уже более серьезно.

И в самом деле, временной масштаб эволюции поистине огромен и с трудом поддается осмыслению. Даже в наши дни, когда мы в своих рассуждениях с легкостью оперируем миллионами лет (как я на первых страницах этой книги), наш разум не до конца понимает весь смысл этих цифр. Если читатели-нехристиане позволят мне такой пример, то большинство из нас признает тот факт, что между нынешним моментом и рождением Христа более 2000 лет назад прошло очень много времени. Христос жил в эпоху так называемой древней истории, но, закрыв глаза, мы, вероятно, без особого труда представим себе этот временной отрезок. Если я попрошу вас подумать о том, что происходило 10 000 лет назад, то вам придется представить себе пять таких временных отрезков. Тогда еще не произошло ни одного события, описанного в каких бы то ни было исторических книгах. Нашим предкам предстояло раскалывать куски кремния еще как минимум тысячу лет. Такую временную шкалу вообразить труднее, но возможно. Ну а теперь попробуйте представить себе промежуток времени, превышающий отрезок между нами и Христом в 2000 раз! Это практически невозможно, такое время не поддается восприятию и находится где-то за горизонтом нашего восприятия. А ведь это всего лишь 4 миллиона лет назад. Тогда наши предки слезали с деревьев и, расхаживая по африканской саванне, оставляли отпечатки следов, почти идентичные нашим. С геологической точки зрения прошло не более нескольких часов. Огромные динозавры вымерли 65 миллионов лет назад, после того как были полноправными хозяевами на протяжении 140 миллионов лет, а ведь и они появились сравнительно «недавно». Жизнь существует на нашей планете более трех с половиной миллиардов лет. Эволюция и в самом деле происходит очень медленно — но ведь торопиться ей некуда, не правда ли?

Дарвин

В 1859 году Чарльз Дарвин опубликовал книгу «Происхождение видов путем естественного отбора». Именно естественный отбор был предложен Дарвином в качестве рабочего механизма эволюции. В своей книге ученый перечислил несколько важных наблюдений: ограниченность природных ресурсов (таких как пища или жизненное пространство), конкуренция между видами и особями за эти ресурсы и существование небольших различий между отдельными представителями одного вида.

Дарвин предположил, что в условиях конкуренции, когда между особями наблюдаются небольшие различия (например, один леопард бегает немного быстрее другого; цвет шерстки одной мыши бледнее цвета шерстки другой), некоторые признаки одной особи дают ей преимущество над другой особью, а другие признаки, напротив, не дают преимуществ. В «борьбе за существование», как это назвал Дарвин, благоприятные признаки повышают вероятность выживания и, следовательно, того, что данная особь оставит после себя потомство. Таким образом, природа производит отбор по некоторым признакам, которые передаются следующему поколению. В ходе такого естественного процесса, когда одни признаки закрепляются, а другие исчезают, происходит эволюция, то есть изменение вида.

Дарвина часто называют «отцом теории эволюции», хотя его скорее следует назвать «отцом теории естественного отбора», предложившим объяснение механизма эволюции. Его идеи многократно проверялись с момента выхода его книги в свет, так что теория давно перестала быть теорией. В настоящее время эволюция и естественный отбор стали признанными фактами.

Естественный отбор

В ходе естественного отбора меняется общий облик вида, а не черты отдельных животных. В упрощенном виде это можно показать на следующем примере: представьте себе стадо газелей, в котором длина ног одних особей слегка отличается от длины ног других особей. Иными словами, существуют высокие газели и низкие газели (можно, конечно, представить себе комнату, заполненную высокими и низкими людьми, только продемонстрировать преимущество в росте тогда было бы не так просто). Если всех газелей с короткими ногами, бегающих не слишком быстро, легко ловят и съедают львы, то выживут газели с длинными ногами. Коротконогие газели не проживут достаточно долго, чтобы оставить потомство, поэтому все следующее поколение газелей, скорее всего, будет обладать длинными ногами. Заметьте, что ни у одной отдельной газели ноги ничуть не удлинились, но средняя длина ног всех газелей стала больше. Иными словами, газели эволюционировали. Таким образом, естественный отбор проявляется в потомстве и влияет на облик последующего поколения.

Естественный отбор поведения

Некоторые признаки, отбираемые природой, могут быть особенностями поведения, а не чертами облика, определяемыми генами. Например, группа животных (в том числе и первобытные люди), которые решили приходить на водопой в то же место, что и хищники, причем в одно время с ними, и которые толкаются между собой вместо того, чтобы не терять бдительности, вряд ли проживут достаточно долго, чтобы передать эту особенность поведения своим потомкам в качестве примера. С другой стороны, группа, которая выжидает, пока хищники не напьются, а потом выставляет наблюдателей и пьет по очереди, скорее всего, передаст эту особенность поведения следующему поколению.

Конечно, не все так просто, ведь некоторые особенности поведения могут контролироваться и генами. В таком случае это унаследованное, а не усвоенное поведение. В качестве примера можно привести способности новорожденных младенцев сосать и издавать крик, а также хватательный рефлекс. Младенец в самом раннем возрасте какое-то время очень цепко хватается за пальцы взрослых и может даже висеть на руках задолго до того, как обучается делать это сознательно. Наблюдая за другими приматами, которые переносят на спине своих новорожденных, крепко цепляющихся за шерсть родителей, нетрудно понять происхождение этого рефлекса у человека.

Практически универсальный страх человека перед темнотой также можно объяснить унаследованным поведением. Сотни тысяч лет назад, когда люди жили под открытым небом в окружении хищников, страх перед темнотой был очень даже благоприятным признаком. Склонность ходить посреди ночи, когда ничего вокруг не видно, или бродить в потемках по пещере вряд ли можно назвать выигрышной стратегией. Особи, боявшиеся темноты и стремившиеся найти укромное место после наступления сумерек, передавали страх перед темнотой своим детям (если он действительно заложен в генах), и в конечном итоге он дошел до нас. В настоящее время находиться у себя дома после захода солнца, как правило, не намного опаснее, чем днем, но заложенный природой страх остается и нещадно эксплуатируется практически в каждом фильме ужасов.

Выживание наиболее приспособленных

Когда в обычной беседе заходит речь об эволюции, часто всплывает фраза «выживание сильнейших». На самом деле естественный отбор предполагает, что выживают не самые «здоровые» или самые «сильные» особи, а выживают те растения и животные, которые лучше других приспособлены к окружающей среде. В примере про газелей и львов газели с длинными ногами выживали по той причине, что их организм оказался более приспособленным к условиям, когда на них охотились хищники.

Иногда в ходе эволюции случалось и так, что некоторые группы животных выжили и оставили потомство не потому, что оказались наиболее приспособленными, а только потому, что что-то произошло с их конкурентами. В таком случае можно говорить уже о «выживании самых везучих». В качестве примера можно привести популяцию северных морских слонов, обитающих в северной части Тихого океана. В XIX веке охота на этих животных привела почти к полному их исчезновению, так что к 1890 году в живых оставалось менее 20 особей. Эти животные не обладали какими-то особенными чертами, позволявшими им лучше скрываться от охотников, просто они случайно остались самыми последними.

Получилось так, что их все-таки не уничтожили, и сейчас, после введения запретов на отстрел этих животных, их численность превышает 30 000 особей. Но весь генофонд этой популяции унаследован от тех самых нескольких морских слонов, так что в наше время их генетическое разнообразие гораздо беднее, чем было изначально. Генетический набор этой популяции как бы пропустили через фильтр, в результате чего большая часть генов отсеялась. Материал для естественного отбора значительно сократился, что, несомненно, сильно повлияет на дальнейшую эволюцию морских слонов.

В Африке через тот же эффект «бутылочного горлышка» несколько тысяч лет назад, похоже, прошла популяция гепардов. Генетическое разнообразие современных гепардов настолько мало, что очень вероятным кажется предположение о былом сокращении их численности до нескольких особей.

Вкратце данную главу можно изложить следующим образом: естественный отбор (иногда в сочетании с катастрофами) служит эффективным механизмом изменения признаков вида в последующих поколениях. Путем естественного отбора удаляются некоторые особи до того, как они успеют дать потомство, у одних возникают препятствия с продолжением рода, у других, наоборот, благоприятные условия. Таким образом, следующее поколение наследует больше полезных признаков, способствующих выживанию вида. Поскольку большинство этих признаков определяется генами, то важно знать, что же представляют собой эти самые гены.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

Гены

Слово «ген» происходит от древнегреческого слова, обозначающего «род, происхождение» (тот же корень присутствует и в слове «генеалогия»). Гены — это передаваемые из поколения в поколение единицы наследственности, своеобразные инструкции, согласно которым организм формируется и поддерживает свое существование. Такие инструкции определяют внутренние свойства, например производство ферментов в кишечнике или такие очевидные признаки, как величина роста, форма носа.

Каждый ген представляет собой отрезок длинной молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), названной так потому, что эта молекула кислоты находится в ядре клетки («нуклеус») и включает в себя сахарид рибозу без одного атома кислорода («дезокси» означает отсутствие кислорода). Цепочки ДНК содержатся в ядрах большинства клеток, а всего в человеческом теле насчитывается примерно сто триллионов клеток (100 000 000 000 000, или 10^14), в каждой из которой присутствует полный набор генов, определяющий признаки организма. Таким образом, клетка в глазу содержит те же гены, что и клетка желудка или колена, даже если большинство из этих генов никогда не используются. Это все равно как если бы в каждой библиотеке мира хранились точные карты каждого города на земле с указанием домов и улиц, даже если большинство жителей приходили бы в библиотеку только для того, чтобы посмотреть карту своей местности.

В ядре клетки человека содержится 46 цепочек ДНК, общей длиной более 2 метров и насчитывающих примерно 24 000 генов. Эти 46 цепочек расположены парами, потому что все мы получаем по одному экземпляру парных молекул от каждого из родителей: 23 из яйцеклетки матери и 23 из сперматозоида отца. Это все равно что получить 23 пары носков на день рождения, по одному правому носку от матери и одному левому — от отца. Если расположить их попарно, то получится как раз полный набор.

Каждая цепочка в паре содержит гены, определяющие признаки и свойства нашего тела (цвет волос, цвет глаз, длину рук), но и в другой парной цепочке содержатся гены тех же признаков и свойств. Эти цепочки — своеобразные близнецы. Отсюда следует, что мы получаем по два гена, отвечающих за большинство свойств организма. На практике, конечно, все немного сложнее, но вам, читателям этой книги, необязательно вникать во все эти тонкости.

В определенный период жизни клетки каждая цепочка ДНК сворачивается спиралью словно веревка или канат и образует более плотную и короткую структуру под названием «хромосома» (от греческих слов, обозначающих «цветное тело», потому что раньше, когда ученые только начали исследовать клетки под микроскопом, они для наглядности окрашивали их разными красителями, и хромосомы иногда проявлялись в виде коротких темных лент. В наши дни мы называем эти цепочки хромосомами вне зависимости от того, плотно они упакованы или нет). Такие «цветные тела» образуются в клетке, когда она готовится к делению в ходе роста ткани или зарастания ран.

Большинство клеток постоянно сменяется клетками следующего поколения. Наша кожа постоянно отслаивается, и под ней вырастает новая кожа; красные кровяные тельца, переносящие по организму кислород, живут примерно 120 дней. В каждом из нас содержатся миллиарды миллиардов красных кровяных телец (только в одной большой капле крови их примерно 500 миллионов), а каждый день из костного мозга образуется 170 миллиардов (170 000 000 000) новых красных кровяных телец, приходящих на смену разрушенным или, лучше сказать, переработанным селезенкой, печенью и (опять-таки) костным мозгом. При сдаче крови организм донора теряет пол-литра крови, в которых содержится примерно два с половиной триллиона (2 550 000 000 000) красных кровяных телец, и для их восстановления требуется 50 дней. (Исходя из формулы: 2 550 000 000 000 : 170 000 000 000 = 15, могло бы показаться, что для восстановления такого количества клеток требуется 15 дней, но на самом деле эти клетки потеряны для организма, и их материал не может использоваться. Доноры вынуждены получать «сырье» для новых клеток из пищи.)

У большинства животных в красных кровяных тельцах содержится ДНК, точно так же, как и в остальных клетках тела, но у млекопитающих, в том числе и у нас, эти клетки в процессе формирования теряют свои ДНК. Поэтому судебные медицинские эксперты могут с легкостью отличить пятна крови птицы (оставленные, например, в ходе приготовления ужина) от пятен крови человека.

Поскольку клетки тела постоянно размножаются, образуя новые клетки кожи, крови или других тканей, то копии хромосом (а следовательно, и генов)переходят во все последующие клетки. В женских яичниках образуются яйцеклетки, а в мужских яичках — сперматозоиды, имеющие по одному набору хромосом. При их слиянии образуется клетка, которая начинает делиться как обычно. К тому времени, как ребенок полностью сформируется, его гены успевают подвергнуться копированию огромное количество раз.

Мутации

В научно-фантастических произведениях мутацией называется нечто очень плохое и страшное. На самом деле слово «мутация» означает просто «изменение». В процессе роста и развития организма, а также в ходе образования нового организма, гены постоянно копируются, и иногда случается так, что в ходе копирования происходит ошибка. В качестве аналогии можно привести анекдот времен Первой мировой войны. Говорят, что один офицер с передовой приказал солдату передать сообщение в штаб: «Вышлите подкрепление, мы собираемся наступать». Но в спешке тот не успел записать его на бумаге, а в устной форме передал посыльному. Посыльный в свою очередь устно передал его дежурному по штабу. Так оно переходило из уст в уста, пока начальство с удивлением не услышало: «Примите поздравления, мы отправляемся танцевать». В данном случае примечательно то, что конечное сообщение имеет свой смысл. Оно не превратилось в набор ничего не значащих слов и звуков, а вместе с тем оно не имеет никакого отношения к текущей ситуации и не связано с исходящей информацией. Проблема заключается в том, что сообщение несколько раз копировалось с ошибками, как это бывает и с генами.

Мутация гена может либо привести к тому, что он полностью утратит свою важную функцию (если это ошибка, допущенная при образовании яйцеклетки или сперматозоида, то организм может погибнуть еще на стадии зародыша), либо не иметь серьезных последствий. Иногда бывает и так, что изменения в гене идут на пользу организму. Поскольку изменения носят случайный характер, то результат бывает самый разный. В некоторых случаях информация искажается, как в приведенном выше примере из военной жизни, но не превращается в полную бессмыслицу. Ген не уничтожается, но перестает выполнять свою работу. В зависимости от того, какой вред или какую пользу приносит ген в своей новой форме, эти изменения со временем закрепляются в популяции организмов одного вида или исчезают из нее. Ген, из-за которого погибают зародыши, погибает вместе со своими носителями и не передается последующим поколениям. Но если мутация оказывается полезной, то такой ген быстро распространяется в популяции.

Приведем другую аналогию. Гены — это своего рода инструкции или кулинарные рецепты, а организм — выпекаемый торт. Представьте, что в одном рецепте написано, что торт нужно посыпать кокосовой стружкой, но она не всем приходится по вкусу. Кое-кому такой торт нравится, и его покупают, но не в больших количествах; рецепт тоже не пользуется особенной популярностью. Однажды кто-то просит переписать ему рецепт, но ему дают клочок бумаги с очень неразборчивым почерком. Вместо «100 г кокосовой стружки» он записывает «100 г шоколадной стружки». Торт получается восхитительным. Все, кто его пробует, просят переписать им рецепт. В результате очень скоро появляется 500, затем 5 тысяч и, наконец, 5 миллионов копий рецепта. Ошибка в копировании, то есть «мутация», оказалась благоприятной для этого рецепта, и изготовленные по нему торты стали популярны во всем мире. То же самое может произойти и с генами, которые, казалось бы, не доставляют никаких особых преимуществ своим носителям. Так, например, в гене крови человека однажды произошла мутация, которая не принесла никаких преимуществ, но тем не менее обрела самое широкое распространение. Для большинства из нас именно она определяет группу крови.

Группы крови

На поверхности красных кровяных телец имеются молекулы под названием «антигены». Они бывают двух типов: А и В. Эти типы мы наследуем от наших родителей, и именно они определяют нашу группу крови.

Для обозначения групп крови используется система АВ0. Иногда можно услышать, что это «трехбуквенная система», но на самом деле «0» это не буква, а цифра «ноль». Она обозначает отсутствие антигенов А и В.

На заре истории нашего вида было две разновидности гена группы крови: А и В. Если ребенок наследовал ген А от матери и ген А от отца, то у него была группа крови А. Если же он наследовал ген В от обоих родителей, то у него была группа крови В. А если он наследовал по одному из генов А и В, то у него была группа АВ. Но однажды один из этих генов мутировал таким образом, что вообще перестал производить антигены. И хотя эта мутация не предоставляла никаких преимуществ ее носителям, она настолько широко распространилась во всем мире, что в настоящее время это самая частая разновидность гена группы крови. Получается, что сейчас возможных сочетаний генов гораздо больше, чем было изначально.

Если ребенок получает по гену а от каждого из родителей («АА»), то у него, разумеется, будет группа крови А, как и раньше. Но сейчас может случиться и так, что от одного родителя он получит ген, производящий антитела А, а от другого ничего не производящий ген — сочетание «А0» (А плюс 0). Поскольку анализ крови будет давать положительную реакцию на антиген А, то его кровь также принадлежит к группе А. Таким образом, мы имеем два сочетания для одной и той же группы крови А (а если считать гены отца и матери разными, то даже три — АА, 0А и А0). То же относится и к группе крови В. Кроме этого, ребенку по-прежнему могут достаться два разных варианта гена, А и В. В таком случае у него будет группа крови АВ. Наконец, и от отца, и от матери ему могут достаться гены, не производящие ничего, то есть гены 0. В результате у него будет группа крови 0 («00»). Получается, что единственный способ получить группу 0 — это получить по нулевому гену от отца и матери, но, несмотря на это, такая группа самая распространенная. А все потому, что большинство родителей с группой крови А имеют гены «А0» или «0А», а не «АА». Также и большинство людей с группой крови В имеют гены «В0» или «0В», а не «ВВ». Если добавить к ним людей с генами «00», то получается, что носителей гена «0», не производящего никаких антигенов, большинство.

В результате мутации гена крови возникла ситуация, когда группа крови детей может отличаться от группы крови каждого из родителей. Например, оба родителя имеют группу А, а у их ребенка группа 0:

Или же у одного родителя может быть группа А, у другого группа В, а у их ребенка группа АВ или 0:

В последнем примере у ребенка могла быть также группа А («А0») или группа В («0В»), но не «АА» и не «ВВ». Какой из вариантов окажется в действительности — исключительно дело случая. Это зависит от того, какой из генов матери, «А» или «0», окажется в яйцеклетке при оплодотворении, а также от того, какой из генов отца, «В» или «0», окажется в оплодотворившем яйцеклетку сперматозоиде (в яйцеклетке или сперме остается только одна хромосома из парных). Если у таких родителей несколько детей, то группы крови у них могут отличаться.

Процентное соотношение групп крови среди населения современной Великобритании таково (в квадратных скобках указано процентное соотношение групп крови среди населения США): Группа 0 — 45 % [45 %]; группа А — 43 % [40 %]; группа В — 9 % [11 %]; группа АВ — 3 % [4 %]. Но среди жителей как США, так и Великобритании много иммигрантов. (Те, кто жалуется на засилье иммигрантов в современной Англии, забывают, что они сами являются потомками англосаксонских мигрантов. Без миграции вообще не было бы никакой англосаксонской культуры и никакой Англии). Следовательно, процентное соотношение групп крови в Великобритании и США не отражает изначального распределения групп крови среди кельтского населения Британских островов или североамериканских индейцев.

У коренных жителей Северной Америки практически не было группы В, и это дало повод предположить, что они являются потомками одной немногочисленной группы, мигрировавшей в Северную Америку из Азии через Берингов пролив в конце ледникового периода. Так получилось, что в той популяции не нашлось представителей группы В, и в целом ситуация походит на описанный выше случай с северными морскими слонами, за исключением того, что остальное человечество не вымерло. Эффект «бутылочного горлышка», когда образуется отдельная группа внутри одного вида, ученые называют «эффектом основателя».

Взаимодействие генов

Случай с группами крови довольно сложен, хотя с другими генами дело обстоит еще сложнее. Некоторые признаки действительно зависят от одного-единственного гена (точнее, от одной генной пары), который получает удобное название, вроде «гена цвета глаз» или «гена высоты роста». Но в большинстве случаев признаки зависят от многих взаимодействующих друг с другом генов. В настоящее время известно, что цвет глаз определяют по меньшей мере три разные генные пары, причем есть подозрение, что их гораздо больше. Цвет кожи также зависит не от одного гена, что верно и для многих других особенностей нашего организма.

На этом сложности не заканчиваются. Было бы неверно рассматривать организм как запрограммированную генами машину, собираемую по четким инструкциям, подобно тому, как собирают машины на заводе. В отличие от них в биологических системах, таких как наш организм, многие «детали» не имеют жесткого крепления. Взаимодействующие между собой гены определяют не столько конечные признаки организма, сколько его развитие от зародыша до взрослой особи. Например, кожа вырастает не потому, что в ее гене заложена «инструкция по сборке кожи», а потому что ее клетки получают сигналы от соседних клеток, направляющие действие их генов в определенном порядке. Если это участок кожи на голове, то включаются гены роста волос, если это участок во рту, то гены роста волос выключаются. Гены, ответственные за рост волос, имеются во всех типах кожи, ведь по большому счету один и тот же набор генов присутствует практически во всех наших клетках. Наивно было бы полагать, будто гены в клетках рта и гены на макушке головы «знают», где они находятся. Многие виды тканей развиваются так, а не иначе не из-за содержащихся в них генах, а в ходе взаимодействия с другими окружающими их тканями. Наше тело — это не просто собранный на конвейере механизм, а скорее результат непрерывного взаимодействия и развития всего сообщества клеток и тканей, растущих и влияющих друг на друга на протяжении всей нашей жизни, особенно на тех порах, когда мы еще находимся в утробе матери.

Принимая во внимание всю сложность взаимодействия генов и учитывая то, что конечный результат зависит от огромного количества самых разных факторов, действующих в период развития организма, все известия о том, что в какой-то лаборатории удалось открыть «ген облысения» или «ген гомосексуальности» (эти сообщения в последнее время неоднократно появлялись в средствах массовой информации), можно смело причислить к жанру научной фантастики.

ГЛАВА ПЯТАЯ

Эволюция на практике

Форма тела особи любого вида представляет собой набор признаков, переданных ей по наследству от предков. Для того чтобы выжить в текущей среде обитания или приспособиться к новым условиям окружающей среды, популяции необходимо пройти через естественный отбор тех признаков, которые имеются в генофонде вида. Поскольку каких-то идеальных генов, соответствующих данным условиям, чаще всего не бывает, природа обходится тем, что есть. Здесь можно привести очередную аналогию.

Представьте себе, что вы совершали морское путешествие и потерпели кораблекрушение. Вам повезло, и вы выбрались на необитаемый остров, где вам придется полагаться только на то, что находилось в ваших карманах на момент кораблекрушения. Понятно, что идеальными в данных условиях были бы набор всевозможных инструментов и «Справочник по выживанию на необитаемом острове» (Автор Робинзон Крузо, 4-е издание). Но у вас ничего такого нет. Значит, нужно использовать то, что есть, иначе вы погибнете.

В кармане у вас завалялась монетка. Вы затачиваете ее края на камне и пользуетесь ею для обстругивания веток, с целью создания стрел для охоты и гарпунов для ловли рыбы. Конечно, для этого гораздо лучше подошел бы нож, но его у вас не было. Впрочем, с этим неплохо справляется и монетка, а благодаря выпуклым буквам и цифрам на поверхности она не так сильно скользит в руках. Позже вы придумываете еще один способ затачивать стрелы. Вам уже не нужен нож, но нужно грузило для удочки. Идеально для этого подошел бы кусочек свинца, но его у вас нет. Поэтому вы сгибаете монету пополам и прикрепляете ее к леске. Теперь выпуклые буквы помогают ей крепче держаться на леске. Итак, вы уже нашли два применения тому, что предназначалось совершенно для других целей и не имело никакого отношения к жизни на необитаемом острове. При этом монета — не самый совершенный инструмент, но он работает. Вы ловите рыбу и поддерживаете свое существование. Тем временем на монете остаются отметки, повествующие об ее истории. На ней до сих пор видны отчеканенные буквы с цифрами, она сохраняет округлую форму, а также острые края с того времени, когда служила режущим орудием. В данный момент чеканка используется совсем для другой цели, нежели изначально, а острые края уже не нужны, хотя никакого вреда от них тоже нет.

То, что мы проделали с монеткой, эволюция автоматически делает с различными органами тела в ходе естественного отбора. Результат же получается примерно тот же. Тела многих животных сохраняют черты, которые сейчас используются совсем для других задач, нежели раньше. Зубы акулы — это видоизмененные чешуйки; крылья птицы — видоизмененные передние конечности; мембраны на крыльях летучих мышей сначала прикрывали тело, но позже стали использоваться для увеличения аэродинамической поверхности и т. д. Кроме того, некоторые черты, подобно заостренным краям монеты в нашем примере, сейчас не имеют никакого полезного свойства, хотя в прошлом были полезны для предков нынешних особей и передавались из поколения в поколение. Вы, вероятно, сейчас сидите на остатках хвоста, который возник у ваших предков и выполнял полезные функции, но в настоящий момент представляет собой лишь несколько костей на конце позвоночника. Другой пример — рудиментарный палец собак, который можно заметить у них высоко на ноге и который не касается земли. У предков собак было пять полноценных пальцев, но в процессе эволюции они стали бегать быстрее, так что один палец уменьшился в размерах и поднялся выше (сокращение числа пальцев на ноге распространено среди животных, которые быстро передвигаются по земле; см. рис. в гл. 12, раздел «Ступни»). Сейчас у собак только четыре функциональных пальца. Пятый палец ничего полезного не дает, и собаководы иногда даже удаляют его хирургическим путем. Вполне вероятно, если бы собаки и дальше жили сами по себе, а не рядом с человеком, который подвергает их искусственному отбору, и если бы естественный отбор среди них продолжился, то их пятый палец или совсем исчез бы, или не был бы виден снаружи, как остатки хвоста у людей.

Эволюция не стремится к совершенству

Если какой-то признак в ходе эволюции утрачивается, то восстановить его почти невозможно.

Естественный отбор действует только в отношении тех признаков, которые имеются в данный момент, так что изменения условий влияют только на те части тела особи, которые есть сейчас. Например, птицы произошли от древних пресмыкающихся, которые произошли от древних земноводных, а те в свою очередь произошли от древних рыб. У древних рыб, земноводных и пресмыкающихся были длинные хвосты, которые участвовали в движении, когда животные плавали. В процессе своей эволюции птицы утратили длинные костистые хвосты и приобрели вместо них хвосты в виде перьев. От первоначальных хвостов у них осталась только так называемая гузка. Когда некоторые птицы (например, пингвины) вернулись в водную среду обитания и начали плавать, у них не вырос такой же хвост, как был когда-то. Для плавания пингвины использовали конечности, с помощью которых ранее летали, то есть крылья, так что теперь они как бы летают под водой. В результате кости их крыльев стали больше и крепче, чем кости крыльев других птиц, ведь плотность воды значительно больше плотности воздуха и для передвижения в ней требуется больше усилий. Как следствие, пингвины утратили способность летать в воздухе. Они плавают на поверхности моря, но хвост для плавания у них так и не появился. Вместо этого пингвины гребут в воде перепончатыми лапами подобно тому, как отталкиваются ими, передвигаясь по земле.

Идеальным решением для передвижения птиц в воде был бы хвост, подобный хвосту рыб, но эволюция ничего не планирует и не продумывает заранее. Эволюция просто происходит в результате естественного отбора; это следствие, а не причина. Пингвины приспособились к новой среде обитания и выжили, потому что естественный отбор понемногу изменял облик особей каждого поколения. Благодаря долгой череде небольших изменений общая форма тела пингвинов изменилась так, как требуется для птиц, которые ловят рыбу в воде. Природа не требует идеального решения, она довольствуется тем, что работает.

Так мы подходим к ответу на давний вопрос, который задают себе многие женщины: «Почему рожать так больно?» Беспощадный в своей прямоте ответ звучит следующим образом: «Потому что роды вовсе не обязаны быть безболезненными». Эволюции все равно, доставляют роды боль или удовольствие; пока они выполняют свою задачу, все остается так, как есть. Пока рождается достаточное количество здоровых малышей, сопутствующая родам боль не имеет никакого значения для естественного отбора, вне зависимости от того, что думает по этому поводу мать. Та степень боли, которую испытывают женщины при родах, — это, скорее всего, относительно недавнее новшество, возникшее всего несколько миллионов лет назад с увеличением объема человеческого мозга. Голова современных младенцев крупнее голов их предков, а появляться на свет им приходится примерно по тому же родовому каналу. Пока большинство родов заканчиваются удачно, нет никаких предпосылок для того, чтобы путем естественного отбора увеличились размеры родового канала. В результате сохраняются родовые боли.

«Природа не терпит пустоты»

Биологи часто повторяют эту фразу, но ее значение не всегда так очевидно. Как заметил Дарвин, виды борются между собой за существование. Но лучше всего жить тем, у кого нет никаких конкурентов, поэтому, как только в природе появляется неисследованная возможность, кто-то обязательно ею воспользуется.

Мир природы похож на современный деловой мир. Если работники в офисах слишком заняты, чтобы ходить на обед, то обязательно появится тот, кто предлагает услуги по доставке обеда прямо на рабочие места. Торговцы сандвичами получают прибыль, заняв свою нишу на рынке, — можно придумать сотни подобных примеров из области коммерции, которая как нельзя лучше подходит для сравнения с тем, что происходит в природе. Такая «коммерческая ниша» это своего рода «пустота», которую ищут все вокруг. Это может быть идея, до которой еще никто не додумался, или монополия на производство какой-нибудь продукции. Наткнувшись на какую-нибудь «жилу», до которой еще не добрались конкуренты, можно получить значительную прибыль. Когда же появляются конкуренты, то основатели бизнеса меняют стратегию, стараясь выполнять свою задачу более эффективно (например, продавать сандвичи по более низкой цене), вносят изменения в свои действия (например, заодно предлагают и напитки) или просто пытаются пережить конкуренцию. Это и есть то, что в теории Дарвина называется «борьбой за существование» (в нашем примере выраженное через мир бизнеса). Бизнес эволюционирует так же, как и биологические виды.

В природе многие виды птиц питаются летающими насекомыми — пищей, богатой белкàми, но существуют насекомые, которые летают ночью, когда птицы спят. Природа не терпит пустоты, и эту нишу на рынке заполнили ночные млекопитающие, которые в процессе эволюции приобрели способность летать, — летучие мыши. У них даже возникли крылья, преобразовав передние конечности. Внешне летучие мыши походят на птиц, потому что ведут примерно такой же образ жизни.

В мире бизнеса происходит примерно то же самое — предприятия, ведущие похожие дела, организованы идентично, даже если между ними нет прямой связи. Благодаря одинаковым условиям среды они приобретают схожие признаки. В работе продавцов сандвичей, например, неизбежно много общего, даже если их места находятся на противоположных концах света: для производства сандвичей они используют хлеб и наполнители; у них должны быть помещения и повара для изготовления сандвичей; у них должны быть транспортные средства для доставки продукции клиентам; чтобы ее разносить, у них должны быть корзинки или тележки; нужно принимать оплату деньгами. Все это следствие выбранного продавцами образа жизни. Природа в этом отношении ничем не отличается от бизнеса.

Животные, занимающие схожие ниши в разных частях света, как правило, похожи друг на друга. Морские птицы Южного полушария, загребающие воду лапами, ныряющие за рыбой и перемещающиеся под водой при помощи своих крыльев (пингвины), имеют общие черты с морскими птицами Северного полушария, загребающими воду лапами, ныряющими за рыбой и перемещающимися под водой при помощи своих крыльев (кайры и гагарки). Млекопитающие, постоянно обитающие в воде, плавающие с большой скоростью и добывающие рыбу (дельфины), похожи на хищных рыб, ведущих такой же образ жизни, хотя и не являются рыбами. Вымершие ихтиозавры также походили на дельфинов и на хищных рыб, потому что вели схожий образ жизни, даже несмотря на то, что были пресмыкающимися (их название переводится как «рыба-ящерица»).

Таким образом, разные группы животных, обитающие в схожих условиях, уподобляются друг другу, даже не будучи близкими родственниками. Биологи называют такой эволюционный процесс сближения «конвергенцией», то есть «схождением», потому что разные животные обретают примерно одну и ту же форму тела независимо друг от друга, не наследуя признаки от своих общих предков.

Эволюция никогда не дремлет

Эволюция не прекращается ни на мгновение, она происходит всегда, хотя и не стремится к какой-то цели; это пассивная реакция на естественный отбор, который также не прекращается ни на мгновение. Люди никоим образом не являются «венцом творения», хотя некогда это было общепринятым мнением. У эволюции нет «венца», нет конечной точки, она продолжается всегда. Нас даже нельзя назвать самым совершенным видом современности, эволюция которого заняла больше всего времени. Каждый ныне существующий вид эволюционировал столько же времени, сколько и мы (начиная с момента появления жизни на планете), и все существующие ныне виды в равной степени выиграли борьбу за существование.

Время от времени ученые находят окаменелые останки предков некоторых современных видов (например, папоротников, акул или крокодилов), которые, как кажется, ничуть не изменились за прошедшие миллионы лет. Распространено даже мнение, что это своего рода примитивные формы жизни, застывшие во времени. Но эволюция определяет не только внешние черты животных или растений, она меняет и внутренние органы, а также их функции. Со временем меняется даже биохимический состав организма. То, что современные животные или растения выглядят примерно так же, как и их предки, обитавшие миллионы лет назад, еще не значит, что эволюция обошла их стороной. Любой садовник скажет, что папоротники очень устойчивы ко многим болезням и вредителям, обладая прекрасной химической защитой. Вполне вероятно, что у их предков не было такой защиты. За миллионы лет внутренние защитные механизмы папоротников могли очень сильно измениться, чего не скажешь об их внешней форме. Акулы также страдают лишь от некоторых заболеваний, как и крокодилы, раны которых на удивление быстро затягиваются в грязной воде. Сейчас медики даже пытаются найти особые вещества в крови этих животных, сражающиеся с бактериями и уничтожающие их подобно пенициллину.

Нельзя также утверждать, что современные виды в чем-то превосходят виды, жившие в прошлом. Каждый вид приспособлен к своей специфической среде обитания, поэтому мнение о том, что вымершие виды были лишь «переходным звеном» к современным, ошибочно. Для примера возьмем людей, живших 10 000 лет назад. Да, у них не были развиты технологии, у них было накоплено меньше знаний, они не могли похвастаться достижениями в области медицины или строительства, но, прежде чем называть их «примитивными», подумайте, каким мир будет через 10 000 лет. Люди будущего будут обладать знаниями и способностями, какие нам даже не снились. Станут ли они называть нас всего лишь «переходным звеном» от каменного века к их современности? Не думаю. Мы не существуем для того, чтобы проложить дорогу будущим поколениям. Мы реагируем на современные условия и пытаемся выжить, как можем, в окружающих условиях. То же самое происходит и в процессе эволюции. Каждый вид приспособлен к своему времени. Время это может быть коротким или долгим, но сам факт существования вида говорит о том, что он все-таки победил в борьбе за существование. Вспомним, для того чтобы появилась птица дронт, потребовалось три с половиной миллиарда лет. Птицы этого вида были прекрасно приспособлены для условий острова Маврикий в Индийском океане и вымерли только после того, как европейцы завезли туда виды животных со своего континента, к сосуществованию с которым дронт оказался неприспособлен. Это все равно что выпустить стаю львов в местном торговом центре — мы тоже окажемся неприспособленными для существования в новых условиях (дронты гнездились прямо на земле, и завезенные моряками свиньи быстро пожрали их яйца).

Без вмешательства человека дронт, возможно, выжил бы и существовал по сей день. Но что значит «выжить»? Ответ на этот вопрос тоже неоднозначен. Ни один вид из обитавших на планете 400 миллионов лет назад сегодня не существует, но если бы все они вымерли, то никакой жизни сегодня не было бы. Виды исчезают по двум причинам: либо численность их представителей постепенно сокращается, пока не умрет самый последний (классический пример вымирания), либо вид постепенно эволюционирует и становится непохожим на своего дальнего предка. Примерно 4 миллиона лет назад в Африке обитал один вид, представители которого покинули ветви деревьев и принялись расхаживать по саванне. Сейчас этого вида не существует (если бы такое существо встретилось нам на улице, мы бы сразу поняли, что перед нами нечто непохожее на то, что мы видели до сих пор), но нельзя и сказать, что этот вид вымер. Как и многие другие виды, он выжил благодаря тому, что изменил свой облик, приспособившись к современным условиям. А теперь речь пойдет о его потомках.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

Когда мы были рыбами

Человек, продемонстрировавший такую удивительную способность к приспособлению, произошел от первых позвоночных. Это были бесчелюстные рыбы, фильтровавшие ил и появившиеся в древних морях более 500 миллионов лет назад. Бесчелюстные миксины и миноги (похожие на угрей, но с круглым ртом-присоской) существуют и в наше время, но они мало походят на своих древних бесчелюстных предков.

Твердая струна, идущая вдоль спины первых позвоночных, строго говоря, представляла собой не кость, а хорду — трубку из жесткой мембраны, заполненную жидкостью под давлением. Первые рыбы с костями появились лишь 100 миллионов лет спустя. Ученые так и называют их «костными», отличая их от акул и скатов, скелет которых состоит в основном из более мягкого хряща, который хорошо разгрызают хищные животные. Большинство же современных рыб — костные.

До появления рыб беспозвоночные имели ряд приспособлений для поддержки своего тела. Кольчатые черви, например, поддерживают постоянную форму тела, регулируя давление внутренней жидкости слоями мышц под кожей. У ракообразных имеется внешний скелет — своего рода броня, к которой изнутри прикреплены мышцы. У рыб же мышцы крепятся к внутреннему жесткому скелету.

Мышцы — это всего лишь группы клеток, которые в процессе эволюции приобрели способность сокращаться. Сокращаясь, мышца приближают ту структуру, что прикреплена к ее концу, и это единственная ее работа. Самостоятельно растягиваться и толкать что-либо она не умеет. В этом отношении мышцы можно сравнить с веревками, с помощью которых можно тянуть тяжелые объекты, но толкать эти объекты нельзя. Для того чтобы вернуть скелет позвоночного животного в исходное положение, мышцы должны работать парами: одна группа мышц сокращается с одной стороны центральной твердой струны, сгибая ее в одном направлении, другая сокращается с другой стороны, сгибая струну в другом направлении. Когда сокращается одна группа мышц, другая отдыхает и растягивается, подготавливаясь к последующему сокращению. Этот принцип сохранился и получил дальнейшее развитие во всех последующих поколениях позвоночных животных (особенно после того, как они покинули воду), но у древних рыб он прежде всего обеспечивал S-образное сгибание тела, благодаря чему они перемещались в воде, то есть плавали.

Рыба плавает, сгибая тело в противоположные стороны и отталкиваясь от воды боками. Это похоже на свободную с одного конца веревку, которую трясут так, чтобы она изгибалась из стороны в сторону. Для такого движения у животного должны по очереди сокращаться группы мышц, расположенные с противоположных сторон позвоночника. Вода поддерживает тело рыбы в вертикальном положении, так что единственная функция позвоночника — это не дать рыбе изогнуться подковой или сложиться пополам, когда сократятся мышцы с одной стороны тела. На этой стадии эволюции центральная струна тела была довольно слабой и исполняла роль опоры для мышц совершавших волнообразные движения. Древние рыбы плыли вперед исключительно благодаря волнообразным движениям, но движения рыб не были особенно точными, да и положение в пространстве не отличалось устойчивостью, ведь они могли легко перевернуться. Вскоре у рыб появились новые приспособления для передвижения и для сохранения равновесия, а именно плавники, и некоторые из них впоследствии преобразились в руки и ноги.

Плавники

У древних бесчелюстных рыб плавники располагались вдоль срединной линии. Ученые предполагают, что у некоторых рыб вдоль всего тела по бокам шли непрерывные складки кожи. Со временем эти складки сократились до одной пары плавников у переднего края и одной пары плавников у заднего края.

Рисунок, изображающий, как складки кожи древних бесчелюстных рыб могли превратиться в две пары плавников.

Даже в наши дни у современных рыб, разнообразные плавники которых могут располагаться на спине, в нижней части тела и на хвосте, сохраняется только по два вида парных плавников — грудные спереди и брюшные сзади (хотя у некоторых видов рыб брюшные плавники «переместились» вперед и теперь находятся ниже и спереди от грудных плавников). Современные рыбы используют парные плавники в качестве тормоза или для совершения медленных движений. Именно из-за того, что продольные складки кожи сократились до двух пар плавников, у всех других позвоночных, включая нас, имеются две пары конечностей — передние и задние. От этих парных плавников в процессе эволюции произошли наши руки и ноги; они начинают формироваться еще у маленького зародыша не более 5 мм длиной и представляют собой поначалу по две полукруглые складки с обеих сторон тела. Если бы у древних рыб сформировалось три пары плавников, то сейчас бы у нас было шесть конечностей, но четырех оказалось достаточно для того, чтобы придать древним рыбам равновесие — одна пара перед центром тяжести и одна пара позади него.

Челюсти

К тому времени, как образовались грудные и брюшные плавники, естественный отбор привел также к значительным изменениям в передней части многих рыб. Внутри головы, сформированной у древних рыб внешними костяными пластинами, начали формироваться челюсти. У самых древних рыб, как и у современных акул, с обеих сторон головы располагались ряды жаберных щелей. Между этими щелями кожу в растянутом состоянии поддерживали косточки, называемые жаберными дугами. Со временем первая дуга в каждом ряду постепенно растягивалась вдоль рта, до этого представлявшего собой простое отверстие. Благодаря этим костям рот обретал форму, и так появились первые челюсти.

Одна из реконструкций процесса превращения жаберных дуг в челюсти.

Благодаря такому приспособлению рыбы получили возможность питаться более твердой пищей, захватывая и удерживая ее ртом. До этого они питались мелким планктоном, процеживая его из воды. Скорее всего, это преимущество и позволило закрепиться такому ярко отличительному признаку. После этого произошло еще одно важное изменение: у части пластин, располагавшихся вокруг рта, начали формироваться острые зазубренные края, позволявшие еще крепче удерживать добычу. Так в ходе естественного отбора из пластин, в придачу к недавно образовавшимся челюстям, сформировались зубы.

От плавников к конечностям

У современных рыб мышцы, контролирующие движения парных плавников, находятся внутри тела. Наружу выступают только тонкие мембраны, поддерживаемые тонкими костистыми подпорками. Мы же произошли от кистеперых рыб — древнего типа костных рыб, у которых мышцы, контролирующие движения парных плавников, располагались снаружи, в мясистых отростках, заканчивающихся плавниками. Сегодня такой тип рыб представлен лишь немногими дожившими до наших дней видами, вроде целаканта в Индийском океане или тропических пресноводных двоякодышащих рыб, но в древности, примерно до 255 миллионов лет назад, они были очень широко распространены в пресноводной среде обитания.

Кистеперая рыба пандерихтис (длина примерно 1 м).

Биологи пока не знают, почему у кистеперых рыб возникли такие мясистые плавники. По мере того как некоторые виды рыб покидали моря и осваивали новые места обитания, реки, озера и болота, они все чаще попадали в мелкие водоемы. Мясистые плавники, скорее всего, помогали им пересекать самые мелководные участки, поросшие растениями. Во время плавания такие плавники помогали рыбам увереннее двигаться вперед, отталкиваясь от камней или водорослей. На небольшой скорости движения этих плавников дополняли движения хвоста.

В любом случае мясистые плавники оказались весьма удачным нововведением для пресноводной среды обитания. У некоторых групп рыб плавники на конце выростов и вовсе утратились, сменившись рядом костей. Ими можно было цепляться за камни и растения; возможно, благодаря им увеличивалась поверхность выростов, а следовательно, и сила отталкивания от воды. Какова бы ни была причина, но эти костистые отростки позже превратились в пальцы рук и ног.

Такие древние рыбы, передвигавшиеся по озерам и болотам с помощью своих примитивных мышечных «конечностей», постепенно приспосабливались к жизни на мелководье, но здесь их поджидали опасности, с которыми их морские предки ранее никогда не сталкивались.

Легкие

Пресные водоемы, особенно мелкие, во время жары катастрофически теряют кислород. Даже при 15 °C вода содержит лишь треть кислорода от того количества, что содержится в атмосфере. Сегодня многие пресноводные рыбы реагируют на его недостаток так: они всплывают к поверхности, где содержание растворенного кислорода выше. Там некоторые виды рыб даже приспособились хватать насекомых, летающих над поверхностью воды, заглатывая при этом немного воздуха. От этого остается лишь один шаг к потреблению кислорода непосредственно из воздуха, необходим только способ усваивать его.

У современных рыб дыхательные органы развивались несколько раз независимо у разных групп, живущих в пресных водоемах с резкими сезонными колебаниями уровня содержания кислорода. В качестве примера можно привести электрического угря, который заглатывает воздух и впитывает кислород через тонкую кожу в ротовой полости, а также хоплостернума из семейства панцирных сомов, который тоже заглатывает воздух и усваивает его в кишечнике, где имеются участки с особо тонкими кровяными сосудами. Нетрудно представить, что древние рыбы, обитающие в схожей среде, научились дышать воздухом по той же причине. Чем лучше у них это получалось, тем меньше они зависели от воды и тем больше у них было шансов выжить. У некоторых рыб даже появились специальные органы для усваивания атмосферного воздуха, которые мы называем легкими.

У эмбрионов всех дышащих воздухом позвоночных, в том числе и у нас, легкие развиваются из выроста кишки зародыша, а это дает повод предположить, что наши древние предки-рыбы заглатывали воздух и усваивали его в кишечнике подобно современному хоплостернуму. Это также объясняет, почему мы дышим и поглощаем пищу через одно и то же отверстие, то есть через рот, и почему дыхательное горло ответвляется от пищевода в горле. (Мы также можем дышать носом, но это всего лишь трубка, ведущая к ротовой полости.)

Выход на сушу

Первые рыбы вышли на сушу более 360 миллионов лет назад, в эпоху чередующихся засух и наводнений, когда эволюция создала много новых типов рыб.

Никто точно не знает, почему рыбы вышли на сушу, но сегодняшние позвоночные успешно осваивают различные среды обитания. Некоторые млекопитающие большую часть времени проводят в воде (выдры, бобры), другие очень хорошо приспособились к водному образу жизни (тюлени и морские львы), а некоторые полностью переселились в водную среду (киты, дельфины, дюгони, ламантины). Млекопитающие могут питаться в воздухе и приспосабливаться к воздушной среде обитания (летучие мыши). Птицы также могут находить пропитание в воде (утки, лебеди, пеликаны), а некоторые приспособились к водному образу жизни (пингвины), хотя постоянно живущих в воде птиц не существует. Многие птицы находят пропитание на земле, некоторые даже утратили способность летать (страусы, нанду, киви). Многие рептилии приспособились к водному образу жизни (крокодилы, морские игуаны), а некоторые виды почти всегда обитают в воде (морские черепахи, морские змеи). В доисторические времена некоторые пресмыкающиеся были полностью водными (ихтиозавры, плезиозавры) или летающими (птерозавры) животными. Беспозвоночные также приспособились к самым разным средам обитания. Улитки, ракообразные и черви обитают в океанах, в пресных водах и на суше. Поэтому не стоит удивляться, что некоторые древние рыбы приспособились к «пограничному» образу жизни вдоль берегов древних рек и озер. Для животных, которые уже научились заглатывать воздух и шагать в воде, это был совсем незначительный шаг.

Первые рыбы, скорее всего, вышли на сушу в поисках пищи. Судя по форме зубов, они были не травоядными, а питались насекомыми и другими членистоногими. Преследовать добычу, выбегающую из воды на сушу, — успешная стратегия для выживания. Некоторые касатки (из семейства дельфиновых), охотящиеся за детенышами морских львов, пользуясь приливом, выбрасываются на берег, несмотря на то что вернуться в воду им бывает очень трудно. Если эта стратегия окажется весьма удачной, то можно даже представить, как у потомков этих касаток разовьются более крепкие и гибкие передние плавники, а затем и ноги, на которых они будут передвигаться по суше. В конечном итоге эти китообразные могли бы снова стать полностью сухопутными животными, какими были их предки.

Уши

То, что мы воспринимаем как звук, представляет собой колебательное движение частиц окружающей среды. (В научно-фантастических фильмах стараются как можно громче представить взрывы бомб и шум ракетных двигателей в космосе, но в действительности в вакууме звук не распространяется, так что там царит абсолютная тишина). У рыб (в том числе и у наших предков) плотность тела была примерно такой же, как и плотность окружающей воды. Звук, распространяющийся в воде, свободно проходит через тело рыбы, так что никакие специальные органы ей не требуются. У современных рыб имеется небольшое внутреннее приспособление для восприятия вибраций, но внешнего уха у них нет. Когда некоторые из древних рыб стали все больше и больше времени проводить вне воды, им потребовались органы слуха, потому что воздух был гораздо более разряжен по сравнению с плотностью их тканей и звуковые волны, распространявшиеся в воздухе, очень плохо воспринимались их телом. Теоретически эти древние животные могли бы улавливать вибрации земли, но поскольку они первыми из позвоночных животных вышли на сушу, то вокруг них просто не было того, кто мог бы как следует сотрясать землю. Камнепады или огромные растения, конечно, производили ощутимое сотрясение, но к тому времени, как они обрушивались на землю, бедной рыбе было уже поздно убегать от них. У рыб оставалась возможность обнаружить движения других рыб, что давало им преимущество в поисках пищи или помогало спрятаться от хищников. Первые выползающие на землю рыбы проводили почти все время в воде, и на то, чтобы у них сформировались полноценные органы слуха, понадобилось очень долгое время.

Что мы унаследовали от своих предков-рыб

От рыб нам достался позвоночник, две руки, две ноги, челюсти, зубы, легкие, а также рот, которым мы одновременно едим и дышим.

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

Когда мы были земноводными

Рыбы, со временем научившиеся дышать воздухом, все лучше и лучше приспосабливались к жизни вне воды. Примерно 360 миллионов лет назад некоторые виды изменились настолько, что их уже можно назвать не рыбами, а земноводными животными, хотя ни на одно из современных земноводных они не походили. По форме тела они были ближе всего к современным тритонам, но достигали в длину нескольких метров, а один из видов — даже пяти метров. На конце примитивных конечностей имелись пальцы, хотя их число еще не зафиксировалось, так что у разных групп животных их было разное количество (обычно от шести до восьми). Среди самых известных ископаемых животных, принадлежавших к этому классу, — акантостега и ихтиостега, хотя они и не были нашими непосредственными предками.

Ископаемое земноводное ихтиостега

Акантостега (в переводе с латинского «колючками покрытая») в длину достигала всего 7 см и выглядела как покрытый броней тритон. Подобно древним рыбам, ее голова была защищена толстыми костными пластинами. Ее передние конечности заканчивались восемью пальцами. Похоже, что она все еще вела полностью водный образ жизни, поскольку у нее был хвост, похожий на хвост тритона, и внутренние жабры, как у рыб.

Ихтиостега (в переводе с латинского «рыба скрытая») представляла собой гораздо более крупное животное, длиной примерно с метр, с семью пальцами на передних конечностях. У нее также был хвост с плавником, как у тритона, и она проводила большую часть жизни в воде. Правда, при этом у ихтиостеги не было внутренних жабр.

Поскольку древние земноводные все больше времени находились на суше, их тела постепенно изменились. Они все еще откладывали икру в воде, где и проводили первые стадии своей жизни, но у взрослых особей исчезли внутренние жабры и плавники вдоль боковой линии, а сами они все больше становились полноценными наземными животными. На брюхе, которым они часто ложились на землю, у них сохранялись чешуйки, но с остальной поверхности кожи чешуя исчезла, как исчезли и костные пластины на голове. Вода уже больше не поддерживала тела этих животных, так что в течение последующих 50 лет кости их конечностей, а также плечевого и тазового поясов постепенно укреплялись, как укреплялся и позвоночник.

Самым первым земноводным, лежащим на земле под тяжестью собственного веса, было трудно открывать челюсть, не поднимая всей передней части тела. По всей видимости, именно поэтому и развилась гибкая шея. Так голова могла подниматься независимо от тела, а также поворачиваться по сторонам. Рыбы, как известно, не могут вертеть головой — ни одна рыба не способна «заглядывать через плечо».

Улучшился также и слух земноводных, хотя никто не знает, какие их окружали звуки и какие звуки они издавали сами.

Конечности

Многие современные земноводные (саламандры и тритоны) передвигаются по суше примерно так же, как и рыбы в воде (и как большинство современных пресмыкающихся). Они изгибают свое тело из стороны в сторону волнообразными движениями в горизонтальной плоскости. При этом они попеременно отталкиваются от земли своими конечностями примерно так же, как рыбы отталкиваются от воды плавниками.

При таком способе передвижения на земле одновременно покоятся только две конечности, передняя и противоположная ей задняя, что, в общем-то, нельзя назвать устойчивой позой. Для устойчивости необходимо опираться на землю третьей точкой — хвостом или брюхом. В результате создается сильное трение на всех соприкасающихся с землей поверхностях, кроме самых гладких, а передвижение замедляется, если только животное не спускается по наклонной плоскости. Эволюция решила эту проблему, изменив способ передвижения наших древних предков. Они стали опираться тремя ногами и за один раз поднимать только одну ногу. Так шагают современные саламандры и рептилии, хотя среди земноводных многие при ходьбе могут до сих пор опираться на землю только двумя конечностями.

Перемены в способе передвижения отражены в форме наших рук и ног. У самых древних позвоночных конечности отходили от тела примерно под прямым углом; впоследствии же они стали сгибаться и благодаря этому прочно опираться о землю. Мышцы конечностей окрепли, позволив образовавшимся ступням сильнее отталкиваться от земли и быстрее перемещаться вперед. Теперь нашим предкам уже не надо было полагаться исключительно на гибкость позвоночника и силу боковых мышц. Изменилось и строение конечностей. У первых наземных позвоночных участок с пальцами был, по большей части, простым продолжением конечности. Позже он стал и сам сгибаться — так появились зачатки запястья и лодыжки.

Пальцы

Примерно 360 миллионов лет на планете произошла очередная смена климата и природных условий. В результате поднятия земной коры образовались огромные болота, ставшие основой современных залежей угля, из-за чего этот период в эволюции называют каменноугольным.

К тому времени естественный отбор, по всей видимости, установил стандартное количество пальцев на ногах большинства, если не всех, земноводных. Отныне у всех последующих четвероногих позвоночных животных их будет по пять на каждой конечности, хотя позже кое-какие группы и утратят несколько пальцев. Любопытно, что у современных земноводных пять пальцев на задних ногах и только четыре на передних; неизвестно, обладал ли их предок только пятью пальцами или же они произошли от той ветви древних земноводных, у которых было более пяти пальцев, и четыре пальца на передней конечности у них развились параллельно нашим пяти.

Что мы унаследовали от наших предков-земноводных

От земноводных нам достались следующие особенности: гибкая шея, локти, колени, запястья, лодыжки и по пять пальцев на руках и ногах (что впоследствии привело к созданию десятичной системы и появлению понятия «процентов»). Тогда же мы утратили плавники, жабры и большинство чешуек.

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

Когда мы были пресмыкающимися

До сих пор древним земноводным для размножения требовалось возвращаться в воду. Все они начинали жизнь в виде икринок. Все изменилось с появлением яйца, внешняя мембрана которого не давала испаряться находящейся внутри воде, но при этом пропускала кислород из окружающего воздуха. Земноводным, которые откладывали яйца, уже не нужно было возвращаться в воду, и они стали первыми пресмыкающимися. Таким образом, яйцо было настоящим двигателем прогресса, своего рода космической капсулой жизнеобеспечения эмбриона, сохранявшей привычную среду обитания в чужом окружении.

У новых животных, называемых пресмыкающимися (или рептилиями, от латинского слово reptilis, что означает «ползающий»), кожа была покрыта легкими и гибкими чешуйками, состоящими в основном из кератина, в отличие от тяжелой чешуи их предков — рыб и земноводных. Кератин — это вещество, которое входит в состав наших ногтей и волос, а также перьев птиц.

Для таких перемен потребовалось немало времени, так что полностью к жизни на суше пресмыкающиеся приспособились не ранее 280 миллионов лет назад.

Развитие ящеров

Каждое сухопутное животное вынуждено решать проблему, связанную с силой тяжести. В плотной воде рыбы практически не имеют веса. Современные четвероногие животные либо опираются на землю как ящерицы, расставив согнутые ноги по бокам от тела, либо поддерживают вес своего тела на вертикально или почти вертикально вытянутых ногах, как коровы или собаки. Переход к такой вертикальной позе уже начался у некоторых самых древних рептилий, а наши предки и их дальние родственники динозавры значительно ее усовершенствовали.

В то время наши предки, по всей видимости, принадлежали к группе пресмыкающихся с большими кожаными «парусами» на спине. По-научному эта группа ящеров называется «пеликозавры» (от греческих слов, обозначающих «чаша» и «ящерица»).

Диметродон — пеликозавр, длина тела 3 м.

Некоторые биологи предполагают, что паруса служили своего рода солнечными панелями, позволявшими этим хладнокровным животным получать максимум тепла (но такие паруса имелись не у всех пеликозавров; некоторые более поздние виды прекрасно обходились без них). Пеликозавры были крупными пресмыкающимися (некоторые достигали 3 м в длину) и в свое время господствовали на суше, хотя большинство из них, по всей видимости, питалось рыбами и земноводными, а это значит, что они обитали близ водоемов.

Почти все пеликозавры вымерли 240 миллионов лет назад, за исключением одной группы, которая изменилась настолько, что получила свое собственное научное название — «терапсиды» (от греческих слов, обозначающих «зверь» и «арка»). Мы произошли как раз от этих терапсид.

Конечности и позвоночник

В процессе развития терапсидов значительно изменились позвоночник с ребрами, а также конечности, то есть наши будущие руки и ноги. У терапсидов, по сравнению с их предками, конечности были уже не так широко расставлены в стороны. По сравнению с пеликозаврами они меньше времени проводили у водоемов, но гораздо больше передвигались по земле, поэтому в строении их тела произошел ряд серьезных изменений. Прежде всего это касается утраты некоторых частей скелета, мешавших быстрой ходьбе. Рептилии унаследовали от земноводных способ передвижения, при котором позвоночник изгибается из стороны в сторону; большинство их позвонков между передними и задними конечностями до сих пор имеют ребра. По мере того как задние конечности становились все сильнее и играли более активную роль при ходьбе, ребра в этой части тела начинали сталкиваться между собой, мешая животным изгибать позвоночник из стороны в сторону. Естественный отбор привел к тому, что ребра в этой части позвоночника исчезли. Так образовались отличающиеся друг от друга поясничный отдел у задних ног и грудная клетка у передних ног. Вот почему у нас сейчас нет ребер в нижней части туловища, то есть в районе живота.

Второе изменение произошло после того, как конечности терапсид, которые стали более хорошими ходоками, приняли положение под телом. Животное, тело которого опирается о землю, не может быстро передвигаться; кроме того, когда конечности расставлены в стороны, для удержания веса тела требуется достаточно сильно напрягать мышцы. Попробуйте сами провести следующий эксперимент. Лягте лицом вниз и попробуйте поднять тело, отжавшись руками. Легче это сделать, опираясь ладонями о пол совсем рядом с плечами. Чем дальше вы будете расставлять руки, тем сложнее вам будет отжиматься. Животное, ноги которого расположены вертикально под телом, опирается на них как на колонны, а мышцы ног использует только для движений и для смены положения при сохранении равновесия. Мы можем очень долго стоять по стойке «смирно», но быстро устаем в положении с полусогнутыми ногами.

Локти и колени

У наших предков терапсид смена положения конечностей сопровождалась их разворотом в противоположных направлениях: так плечевые кости расположились вдоль тела назад, а бедренные — вдоль тела вперед.

В результате этого разворота суставы передних и задних конечностей стали сгибаться в противоположных направлениях. Вот почему наши локти и колени сейчас сгибаются в разные стороны, как и суставы конечностей всех млекопитающих, а также других потомков пресмыкающихся и птиц. Правда, при взгляде на задние конечности птиц и таких двуногих динозавров, как тиранозавр, может создаться впечатление, что их «колени» направлены назад и сгибаются совсем в другую сторону. Такое же впечатление создается и при взгляде на задние конечности многих млекопитающих (кошек, собак, лошадей). На самом деле это не так, но почему это не так, мы узнаем позднее.

Примерно 240 миллионов лет назад появилась новая группа терапсид, называемая учеными цинодонтами (в переводе с греческого «собачьи зубы»). Некоторые из них были травоядными, но большинство — хищными, поэтому их зубы и были похожи на зубы собак. На протяжении последующих 10 миллионов лет они оставались самыми распространенными наземными хищниками. Их конечности располагались прямо под телом. Есть свидетельства, что эти животные постепенно становились теплокровными. Другим рептилиям, как и всем позвоночным до них, для повышения скорости обмена веществ приходилось полагаться на солнечное тепло. Цинодонты обладали и лучшим слухом по сравнению с другими животными того времени, потому что у них появилась барабанная перепонка. Изначально размером они были с крупную собаку, но впоследствии многие виды уменьшились и в длину не превышали 25 см.

В ту эпоху терапсиды были доминирующей группой животных, по развитию обогнавших других пресмыкающихся и выживших земноводных. Но примерно 210 миллионов лет назад их время закончилось, они почти вымерли. Последние особи вымерли 60 миллионов лет назад, но перед этим они успели дать начало новой ветви животных, небольших по размерам и похожих на современных грызунов. Это и были первые млекопитающие. Со временем их потомкам, принадлежащим к виду Homo sapiens, предстояло вновь покорить планету, но пока что доминирующими животными на Земле стали представители другой ветви пресмыкающихся. Так начался юрский период, время безусловного господства динозавров.

Что мы унаследовали от наших предков-пресмыкающихся

От некоторых видов пресмыкающихся нам достались следующие особенности: водонепроницаемая кожа без чешуи; поясничный отдел позвоночника без ребер; сгибающиеся в разные стороны локти и колени; барабанная перепонка и зачатки функции теплокровности. Примерно в то же время у этих животных исчезла необходимость возвращаться в воду для размножения.

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

Млекопитающие

Наши млекопитающие предки жили бок о бок с динозаврами 150 миллионов лет, прячась от этих «ужасных ящеров». И лишь когда примерно 65 миллионов лет большинство динозавров вымерло, млекопитающие вышли из своих убежищ и начали заполнять освободившиеся ниши. Вскоре они обрели самые разнообразные формы и освоили почти все уголки суши по всему миру.

Одни из главных признаков млекопитающих — это волосяной покров и молочные железы, по которым они и названы млекопитающими. В настоящее время существуют три группы млекопитающих: однопроходные, сумчатые и плацентарные. Наименее распространенные среди них — однопроходные (названные так потому, что их кишечник и мочеполовая система заканчиваются общим отверстием). Единственные дожившие до наших дней представители этой группы — утконос и два вида ехидны, обитающие в Австралии и на островах Австралазии. Однопроходные откладывают яйца, но кормят своих детенышей молоком.

Сумчатые млекопитающие рождаются не до конца развитыми и поэтому какое-то время обитают в сумке матери. При этом мать кормит детенышей молоком из молочных желез.

У плацентарных млекопитающих, к которым принадлежим и мы, детеныш вплоть до поздних стадий развивается внутри тела матери и получает питательные вещества через особый орган, плаценту.

Ни одну из этих групп животных нельзя назвать «более совершенной» или «более развитой» по сравнению с другими; каждый способ рождения детенышей представляет собой итог естественного отбора, хотя первые млекопитающие, по всей видимости, откладывали яйца с мягкой скорлупой, как это делают однопроходные и как это делали их предки-пресмыкающиеся.

Большинство пресмыкающихся прекратили откладывать яйца и стали вынашивать детенышей внутри своего тела, потому что у животного, свободно передвигающегося во время вынашивания плода, больше преимуществ, чем у животного, вынужденного высиживать яйца. Возможно, выживанию способствовал кочевой образ жизни большинства древних млекопитающих или способность вынашивать плод, скрываясь на ветвях деревьев, вдали от подстерегающих на земле опасностей. В любом случае, оболочка остававшегося внутри яйца исчезла, а вместо нее появились другие приспособления.

Молочные железы

Наличие молочных желез — общая особенность всех млекопитающих, как и вообще наличие желез в коже. У пресмыкающихся и птиц очень мало желез в коже, но у млекопитающих они весьма распространены и бывают разных типов. Предположительно молочные железы — это уплотнения увеличенных потовых желез, а молоко — это видоизмененный пот.

Количество молочных желез у млекопитающих широко варьирует и бывает самым разным. У человека их две, у других млекопитающих — четыре, шесть, восемь и более (у некоторых опоссумов их количество достигает двадцати). Грудные железы всегда располагаются в нижней части туловища; при этом у некоторых животных они идут вдоль всего туловища (у свиньи, собаки), но у других располагаются только между задних ног (у коровы, лошади, овцы). У человека и других приматов они находятся между передними конечностями.

Волосы

Наличие волосяного покрова свойственно всем млекопитающим, хотя его происхождение до конца не выяснено. У других потомков пресмыкающихся — птиц — сформировались перья, по поводу которых можно почти с уверенностью утверждать, что это модифицированная чешуя. У птиц сохранились и обычные чешуйки, хорошо заметные, например на ногах курицы. У некоторых млекопитающих также есть чешуйки на коже (например, на хвосте у крысы), но относительно происхождения волос от чешуи возникают сомнения.

Каково бы ни было происхождение волос, они оказались хорошим средством защиты от низких температур и от травм, а также для маскировки. В настоящее время они бывают следующей окраски: черной (например, у пантер, окраска представляет собой разновидность окраски леопардов или ягуаров); почти белой (белые медведи и другие полярные животные зимой); черно-белой (зебры, скунсы, большие панды); серой (волки) и многочисленных оттенков коричневого, среди которых встречаются более экзотические — желтая и рыжая (жирафы, тигры, пятнистые коты). Все эти расцветки зависят от одного пигмента, меланина, существующего в двух формах; одна форма дает черные и темно-коричневые, а другая желто-красные оттенки. (Между прочим, это тот же пигмент, от которого зависит цвет кожи человека.) Волосы не бывают зеленого цвета, но большинству млекопитающих все равно присуща цветовая слепота по красному и зеленому цветам. Они видят синий и желтый цвета, но не различают или с трудом различают между собой красный, зеленый, оранжевый и коричневый. Среди млекопитающих полностью цветное зрение имеется лишь у приматов. Для лисы кролик того же цвета, что и трава, как и для кролика — лиса.

Люди (по крайней мере, представители европеоидной расы) необычны в том отношении, что у них наблюдаются почти все варианты окраски внутри одного вида, хотя «белые» или «серые» волосы, как правило, бывают седыми, то есть изменившимися в результате старения; кроме того, у каждого человека цвет волос одинаков, то есть не бывает пятнистых или пегих людей. Среди других млекопитающих такое разнообразие окраски внутри одного вида наблюдается только у домашних животных, которых человек специально разводил, используя искусственный отбор.

Что касается пятнистости у диких животных, то по этому поводу были выдвинуты различные предположения. Чаще всего такая окраска объясняется необходимостью в маскировке, хотя не ясно, почему у гепардов пятнистая окраска, а у львов, живущих в той же среде, сплошная (если только не принимать во внимание тот факт, что львы, точнее львицы, охотятся стаей). Кажется также странным и то, что у пятнистых представителей семейства кошачьих рисунок пятен разный. Если пятнистость объяснялась бы прежде всего маскировкой, то в процессе эволюции возник бы один рисунок. Вполне возможно, что для животных с ограниченным цветным зрением рисунок пятен служит способом отличать «своих» от «чужих». Другие позвоночные отличают друг друга по окраске.

Конечности и позвоночник

Древние земноводные, конечности которых отходили от тела под прямым углом, могли передвигаться, только совершая своими ногами попеременные движения, подобные тем, что совершает пловец стилем «кроль». Животное отталкивается ногой от земли и переносит ее, описывая дугу в сторону от тела.

Когда у наших древних предков–млекопитающих (или у пресмыкающихся, ставших впоследствии млекопитающими) конечности стали располагаться вертикально, при ходьбе и беге их движения в виде более плоской дуги стали совершаться непосредственно под туловищем.

В результате их туловище больше не волочилось по земле, и им не нужно было совершать движения из стороны в сторону. Позвоночник уже не колебался в горизонтальной плоскости; отталкивающие движения производились исключительно ногами под туловищем. Несмотря на то что теперь основная нагрузка ложилась на ноги, их мышцы уменьшились, ведь туловище над землей поддерживали теперь не столько они, сколько кости ног. Мышцы теперь были нужны не для поддержки, а для ходьбы. Благодаря таким переменам эти животные тратили гораздо меньше энергии на быстрое перемещение, чем их предки на ползание.

Новый способ передвижения распространился почти среди всех древних млекопитающих, так что туловище большинства современных видов этого класса находится на вертикально вытянутых ногах. Некоторые пресмыкающиеся также освоили эту позу (взять хотя бы динозавров для примера), и эта черта явно заметна у их потомков, птиц. Большинство современных рептилий передвигается по-старому, но некоторые во время бега иногда приподнимаются повыше. Когда крокодилы лениво лежат у берега реки, их брюхо покоится в иле, а лапы растянуты в стороны. Но когда им нужно быстро передвигаться, они выпрямляют ноги вертикально и приподнимают туловище. Такое положение не только позволяет им не волочить брюхо по земле, но и помогает делать более широкие шаги. На суше крокодилы часто выглядят ленивыми и неповоротливыми, но постороннему наблюдателю лучше не проверять их способность к бегу.

Почему мы умеем пожимать плечами

Кости таза прочно сочленяются с нижней частью позвоночника, ведь сильные ноги при отталкивании от земли должны крепко соединяться с туловищем. Между тазом и позвоночником нет никаких промежуточных мягких тканей, поэтому ничто не гасит импульс движения ноги, отталкивание сразу же передает движение вперед позвоночнику, а за ним и всему телу. Передние конечности, в отличие от задних, не настолько важны для движения вперед; они скорее используются для смены направления, а для этого им нужна гибкость. У млекопитающих кости передних ног крепятся к грудной клетке и лопатке, но не жестко, а системой мышц и связок. Отличие легко продемонстрировать тем, что мы можем пожимать плечами, то есть эти сочленения более подвижные, чем сочленения костей таза. У четвероногих млекопитающих соединительные мышцы также служат амортизатором удара передних конечностей о землю во время бега на большой скорости. Поглощение удара уменьшает тряску черепа и глаз, которые во время бега должны зорко следить за окружающей обстановкой. Для нас в этом тоже есть преимущества. Если бы наши плечи крепились непосредственно к позвоночнику наподобие таза, то работать с пневматической дрелью или отбойным молотком было бы просто невозможно — они бы вытрясли из нас все мозги.

Но для древних млекопитающих прочное соединение таза с позвоночником обернулось одной проблемой. Когда одна задняя нога поднималась для того, чтобы сделать шаг вперед, весь таз нужно было приподнимать и наклонять при этом в противоположную ноге сторону. Между тем противоположная задней передняя нога на другом конце туловища заканчивала шаг, а соответствующая лопатка оставалась еще приподнятой. В результате во время ходьбы позвоночник постоянно скручивался вдоль всей своей длины — задняя часть в одну сторону, передняя — в другую. Это похоже на то, как выжимают мокрую тряпку во время мытья полов. Именно из-за этой необходимости скручивать позвоночник во время ходьбы мы теперь можем крутиться верхней частью туловища в разные стороны, стоя на одном месте. Без этой способности мы никогда бы не могли играть, например, в гольф. Другие позвоночные так делать не могут. Кроме того, только млекопитающие с гибким позвоночником и гибким креплением передних конечностей могут ложиться на бок (и вставать из положения лежа на боку). Пресмыкающиеся могут лежать только на своем брюхе.

После того как конечности стали крепиться под туловищем вертикально и двигаться взад и вперед, произошло еще одно изменение в строении тела. Позвоночнику уже не нужно было изгибаться из стороны в сторону, как у рыб; вместо этого он стал изгибаться вверх и вниз. Когда задняя конечность делала шаг вперед, задняя часть позвоночника изгибалась вниз, и благодаря этому передняя конечность касалась земли дальше, чем если бы позвоночник был жестким, а шаг делался только одной ногой. Так увеличилось расстояние, преодолеваемое за один шаг во время ходьбы или бега. Благодаря этой способности млекопитающих изгибать позвоночник в вертикальной плоскости, мы теперь можем нагибаться вперед и дотрагиваться до кончиков пальцев на ногах.

Позже эта способность позвоночника сказалась на развитии одной отдельной группы млекопитающих. Когда четвероногие предки дельфинов и китов «вернулись» в море и снова принялись использовать хвост для плавания, то он уже совершал колебательные движения вверх и вниз, а не из стороны в сторону, как у их предков-рыб.

Почему мы скачем на лошадях, а не на кошках

У гепарда способность изгибать позвоночник поистине достигла высот совершенства. Во время бега его спина изгибается словно лук, сначала вверх, затем вниз. Когда средняя часть позвоночника выгнута вниз, передние ноги простираются далеко вперед, увеличивая общий размах конечностей. Когда передние ноги касаются земли, спина начинает сгибаться в противоположном направлении, то есть вверх, так что вперед теперь устремляются задние ноги.

Из-за большой гибкости позвоночника задние ноги касаются земли даже перед передними. Затем мышцы задних конечностей толкают животное вперед, а мышцы спины распрямляют позвоночник, после чего он снова начинает сгибаться вниз. Эти движения похожи на движения гребца во время олимпийских соревнований: сначала он наклоняется вперед, пока его руки почти не коснутся ног, затем выпрямляет спину и отталкивается назад своими сильными ногами.

Благодаря своему гибкому позвоночнику гепард развивает большую скорость, но, к счастью для нас, не все млекопитающие придерживаются именно такого способа передвижения. Если бы спина лошади во время движения изгибалась точно так же, как у гепарда, то скакать на ней было бы все равно что ездить на катапультируемом сиденье.

Лошади и другие копытные животные во время передвижения практически сохраняют горизонтальное положение позвоночника. В отличие от гепардов, они не приспособлены к быстрым забегам на короткие дистанции; в процессе эволюции они приспособились к продолжительной скачке на открытой местности. Гепард действительно бегает быстрее всех остальных животных, развивая скорость свыше 100 километров в час, но только на очень коротком расстоянии. Лошадь же может равномерно бежать несколько часов подряд. Этому способствует ряд особенностей ее тела.

Задняя конечность человека, собаки и лошади (в разном масштабе). Видны различные способы опоры о землю: полной стопой (человек), на цыпочках (собака и кошка) и на вытянутом пальце (лошадь).

Во-первых, ноги лошади удлинились, ее стопа вытянулась, а пятка поднялась очень высоко от земли. Многие млекопитающие, подобно ей, передвигаются постоянно на пальцах, но эволюция на этом не остановилось. Пальцы лошади тоже постепенно вытягивались, пока она не стала стоять на самых кончиках, словно балерина.

Вместе с удлиненными конечностями такая поза еще больше увеличивает длину шага и уменьшает затраты энергии на передвижение. То, что нам кажется коленом задней ноги у лошади, направленным назад, на самом деле является ее постоянно приподнятой пяткой, располагающейся примерно посередине ноги. Настоящее колено у лошади находится рядом с туловищем, и оно направлено вперед, как и следовало ожидать. То, что кажется коленом на передней ноге лошади, это на самом деле запястье. Настоящий локоть, как и у нас, направлен назад; он тоже располагается высоко рядом с туловищем.

Во-вторых, конечности лошади стали легче с утратой некоторых костей. На всех четырех ногах сохранился только один средний палец, а другие остались в рудиментарном состоянии. В стопе количество костей сократилось, а две кости голени превратились в одну. Уменьшение веса играет немалую роль в скорости, ведь каждый раз, как лошадь делает шаг, особенно во время бега, ей нужно поднять ногу и передвинуть ее вперед. Чем тяжелее нога, особенно в области стопы, тем больше усилий требуется для ее перемещения. Ногу же с малым весом поднимать и перемещать легче и быстрее.

В-третьих (но по той же причине), мощные и тяжелые мышцы ног располагаются не в районе костей, движениями которых они заведуют. У нас икроножные мышцы, которые бывают очень сильно развитыми, находятся ближе к концу наших ног, и во время ходьбы нам приходится каждый раз поднимать их. У лошади же все мощные мышцы расположены в верхней части ноги, в задней части туловища или в районе плеча. Эти мышцы связаны с нижними костями ноги легкими и прочными сухожилиями. Сокращаясь, мышцы натягивают сухожилия, и те, словно веревки, тянут кости ног. В результате лошадь с тонкими и легкими ногами может без устали непрерывно скакать на протяжении долгого времени.

Иногда сухожилия помогают совершать движения непосредственно благодаря своей природной упругости, и наиболее известное среди них — так называемое ахиллово сухожилие, идущее от пяточной кости. У кенгуру оно очень длинное, и его упругость помогает животному прыгать. Высота прыжка кенгуру зависит не столько от намеренного сокращения мышц, сколько от естественного сокращения сухожилий. Так кенгуру быстро передвигается без лишней траты энергии, подобно тому как человек на батуте высоко подпрыгивает не столько благодаря своим ногам, сколько благодаря пружинам.

Скорость и утрата пальцев

Ноги современной лошади стоят на кончиках третьих пальцев. Такое строение конечностей было у их предков уже примерно 5 миллионов лет назад, после того как те покинули леса и приспособились к жизни на равнинах.

Сокращение количества пальцев у носорога, хищного динозавра аллозавра, оленя и лошади (в разном масштабе).

У многих нынешних животных, особенно у копытных млекопитающих, пальцев меньше, чем у их далеких предков. Носороги передвигаются на трех пальцах, а коровы и олени на кончиках двух, хотя они выглядят как одно копыто, расщепленное пополам (эти животные называются парнокопытными). Сокращение количества пальцев наблюдается не только у млекопитающих. Тираннозавр и его многочисленные родственники ходили на трех пальцах, а среди птиц у нелетающего страуса остались только два пальца.

У наших предков не было необходимости развивать навыки быстрого бега по открытой местности. На протяжении почти всего своего развития они обитали в лесу, на деревьях. Как следствие, у нас сохранились все пальцы на ногах и руках; мы также до сих пор ходим, полностью опираясь на ступню. Среди немногих млекопитающих эти особенности сохранились, например у медведей.

Теплокровность

Мы как представители млекопитающих принадлежим к группе теплокровных животных. Теплокровность — это способность поддерживать постоянную внутреннюю температуру тела вне зависимости от температуры окружающей среды, так что теплокровных животных было бы точнее называть «животными с постоянной температурой тела». Эта особенность присуща млекопитающим и птицам. Рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, которых называют хладнокровными, не столько обладают «холодной» кровью, сколько лишены механизмов терморегуляции. Температура их тела зависит от температуры окружающей среды; чтобы повысить интенсивность обмена веществ, им приходится полагаться на внешние источники тепла, например на тепло солнца. Это может подтвердить любой, кто видел, как черепаха с трудом тащится по английскому саду, а затем наблюдал за тем, как те же самые черепахи довольно шустро бегают в лучах тропического солнца. В настоящее время разводить черепах в Великобритании не рекомендуется, что, несомненно, пойдет только на пользу самим черепахам.

Преимущество теплокровности заключается в том, что животное сохраняет активность вне зависимости от температуры окружающей среды. Особенно это полезно для поиска пищи в вечернее и ночное время. Возможно, млекопитающие приобрели эту особенность, когда жили бок о бок с древними пресмыкающимися и были вынуждены осваивать новые ниши, в частности ночной образ жизни, ведь ночью ящеры становились менее подвижными.

Недостаток же теплокровности заключается в том, что животное тратит много энергии на поддержание постоянной температуры тела. Следовательно, ему необходимо регулярно питаться, даже если оно не ведет активного образа жизни. Змея может есть раз в месяц, а большинство млекопитающих и птиц без еды погибают через несколько дней.

Кроме того, теплокровное животное должно поддерживать температуру тела даже во время активных физических нагрузок (когда оно, например, бегает или прыгает с ветки на ветку) или во время жары. Многие млекопитающие решили эту проблему с помощью потовых желез в коже. Эти железы выделяют жидкость, которая испаряется и тем самым понижает температуру организма. Тепло также теряется при выдыхании через рот и нос — вот почему многие млекопитающие так тяжело дышат, когда им жарко. Разные млекопитающие потеют и дышат с разной интенсивностью. У собак потовые железы расположены только на подушечках пальцев, поэтому животные высовывают длинный язык из пасти и часто дышат. При высокой температуре окружающей среды дыхание учащается и у нас, но основные излишки тепла помогают вывести потовые железы. Если тело обдувает ветер, то процесс испарения ускоряется — вот почему нам нравится обдувать себя веером во время жары. Конечно, мы также можем снять с себя лишнюю одежду, что недоступно другим млекопитающим.

Мужские половые железы (яички)

Я рискую показаться нетактичным, но в этой же главе стоит обсудить еще одну любопытную особенность млекопитающих, а именно тот факт, что яички у них располагаются снаружи тела, в кожном мешочке под названием «мошонка». Эта особенность наблюдается у большинства видов на протяжении всей жизни, хотя у некоторых видов (например, у белок и у некоторых летучих мышей) мужские половые железы опускаются из брюшной полости в мошонку только в сезон размножения. Никаким другим внутренним органам млекопитающих такое расположение не присуще. У нас нет никаких кожных мешков с почками по бокам, и печень снаружи под грудной клеткой у нас тоже не висит. Даже женские половые железы (яичники) располагаются внутри тела, так что мужские яички с этой точки зрения представляют собой определенную загадку.

Считается, что яички должны находиться в прохладе, потому что для созревания сперматозоидов требуется более низкая температура — на 1–3 °C ниже, чем температура тела. Но у слонов, броненосцев, ленивцев, китов, тюленей и морских львов яички находятся внутри. У птиц яички также находятся внутри, а ведь температура их тела выше, чем у млекопитающих. Температура тела петухов и волнистых попугайчиков равна 41 °C, по сравнению с 37 °C у человека. Несомненно, если половые железы изначально находились внутри организма, то они в процессе эволюции должны были бы приспособиться и к функционированию при более высокой температуре. Так что объяснение «чтобы было прохладнее» на первый взгляд кажется не таким уж убедительным. Более логичным было бы другое предположение: сперматозоиды лучше созревают при более низкой температуре, потому что в процессе эволюции мужские половые железы оказались снаружи (а не наоборот). Но если это не так и если постепенное повышение температуры тела действительно стало мешать процессу образования спермы, то теперь черед мужчин жаловаться на несовершенство эволюции. Как это обычно бывает, последующим поколениям передался не самый совершенный вариант, а первое, что сработало и оказалось достаточным для продолжения рода.

По мере того как у древних рептилий, предков млекопитающих и птиц, температура тела повышалась, две группы животных пошли по разным путям развития. У птиц изменилась физиология образования сперматозоидов, тогда как у млекопитающих яички опустились в наружный кожаный мешок. Пусть это непривлекательно и неудобно, но зато работает.

Какими бы ни были истинные причины, в любом случае такой вариант стал доступен только после того, как ноги животных опустились вертикально вниз, а тело поднялось выше над землей. У земноводных и пресмыкающихся просто не хватает места для того, чтобы что-то висело под их брюхом.

Что мы унаследовали от наших четвероногих предков–млекопитающих

От наших четвероногих предков — млекопитающих нам досталось следующее: теплокровность, волосы, потение, молочные железы, яички в мошонке, способность вращать верхней частью туловища и нагибаться вперед, доставая руками до пальцев ног. Мы также начинаем жизнь в утробе матери, а не в яйце, и в первые месяцы питаемся материнским молоком.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

Приматы

Мы принадлежим к отряду приматов. Окаменелые останки самых древних представителей этой группы млекопитающих до сих пор пока еще не найдены, но примерно 55 миллионов лет назад в Северной Америке и Европе уже существовали маленькие, похожие на белок приматы, предположительно ведущие свою родословную от грызунов.

Не удивительно, что от первых приматов до нас дошло так мало останков. Они, по всей видимости, обитали в лесах, а это не самая подходящая среда для превращения костей в окаменелости. Почва в лесах умеренно щелочная, разрушающая кости; корни растений и постоянная сырость также способствуют быстрому разложению организмов. Когда климат меняется и леса исчезают, оставшаяся почва быстро подвергается эрозии, в процессе которой уничтожаются немногие из сохранявшихся до той поры костей. Окаменелости чаще находят в слоях осадочных пород или там, где они были покрыты вулканическим пеплом и из-за недостатка кислорода не подверглись разложению. В лесах такое случается нечасто.

За исключением нас самих, большинство современных приматов до сих пор обитает на деревьях или в лесах. Самые известные представители этого отряда — обезьяны. У небольших обезьян обычно имеются длинные хвосты, тогда как большие человекообразные обезьяны этот признак давно утратили. Некоторые неосведомленные наблюдатели считают, что это главный признак, отличающий человекообразных обезьян от остальных, так что в человекообразные обезьяны они записывают даже бесхвостых макак. Хвостатые обезьяны пользуются своим хвостом для сохранения равновесия во время передвижения с ветки на ветку, а некоторые даже цепляются им за ветки словно рукой. Некоторые виды висят на хвосте, собирая руками фрукты. Массивные человекообразные обезьяны, как правило, не прыгают с дерева на дерево. Обычно они раскачиваются, повиснув на ветке на своих руках.

У большинства млекопитающих передние конечности находятся под туловищем, так что они давят на них своим весом. Обезьяны же висят на передних конечностях, которые вытягиваются под весом всего тела. Чтобы мышцы плеч, не приспособленные в процессе эволюции к такой нагрузке, не получили повреждений, у приматов развилась ключица, помогающая распределять вес тела равномерно. Бегающие животные, такие как лошади и антилопы, которым никогда не приходится висеть на передних конечностях, в процессе эволюции полностью утратили ключицу.

В отличие от других млекопитающих, не различающих зеленый и красный цвета, для всех приматов характерно полностью цветное зрение (подобно нашему). Благодаря ему они легко различают среди листвы спелые красные фрукты и красные цветы. Приматы приучились полагаться больше на свое зрение, чем на другие чувства, поэтому наше обоняние сравнительно неразвито — вот почему мы прибегаем к помощи собак, когда нам нужно выследить кого-нибудь по запаху.

Хвостатые обезьяны широко распространены в теплых областях Южной Америки, Африки и Азии, тогда как человекообразные обезьяны встречаются только в Юго-Восточной Азии (гиббоны и орангутанги) и в Центральной Африке (шимпанзе и гориллы). Орангутангов, шимпанзе и горилл называют еще «высшими человекообразными обезьянами». Всего существует два вида орангутангов, два вида шимпанзе — обыкновенный шимпанзе и карликовый шимпанзе (бонобо) — и один вид гориллы, хотя его разделяют на три подвида: западная равнинная горилла, восточная равнинная горилла и горная горилла.

Из этих человекообразных обезьян наши самые близкие родственники — шимпанзе, с которыми мы делим 99 % ДНК. Или, выражаясь иначе, всего лишь 1 % ДНК отличает наши гены от генов шимпанзе. Но если судить по внешности, то различий в признаках гораздо больше, ведь внешний облик зависит не только от последовательности генов, но и от того, как эти гены активируются, то есть выполняют записанные в них инструкции. Однояйцовые близнецы имеют одинаковый набор генов и выглядят одинаково. У человека и у шимпанзе почти одинаковый набор генов, но выглядят они по-разному. У близнецов одни и те же гены действуют одинаково, тогда как у человека и шимпанзе они, по всей видимости, действуют по-разному, потому и получаются разные результаты. В данном случае эволюция, предположительно, является не следствием естественного отбора генов, а следствием естественного отбора принципов выполнения инструкций, записанных в этих генах.

Люди и шимпанзе произошли от единого предка, обитавшего всего несколько миллионов лет назад, поэтому ученые, занимающиеся вопросами нашего происхождения, проявляют к ним большое внимание. Особенно это касается вопроса о происхождении языка. Голосовые связки шимпанзе отличаются от наших голосовых связок, так что эти обезьяны не смогли бы освоить человеческую речь, даже если бы захотели. Но некоторые исследователи утверждают, что им удалось обучить шимпанзе языку знаков. Грамматика у них, конечно, страдает, и они не умеют составлять из слов сложные предложения, но правильно используют знаки, обозначающие различные предметы и понятия. Одна из таких обезьян, Уошо, научилась распознавать 240 различных знаков из языка глухонемых и даже составлять из них комбинации для обозначения того, чему ее еще не научили. Так, например, для обозначения арбуза она выбирала знаки «пить» и «фрукт». В природных условиях шимпанзе общаются между собой криками и другими нечленораздельными звуками, передающими в основном эмоциональное состояние, но они отчасти умеют понимать и выражения лиц и жесты. Некоторые даже изобретают свои собственные сигналы. Вот почему в неволе шимпанзе способны усвоить язык глухонемых людей.

Подобно нам и в отличие от гориллы, два вида шимпанзе питаются плодами и семенами с небольшим (до 10 %) добавлением мяса. Бонобо едят грызунов и змей, а обыкновенные шимпанзе объединяются в группы для охоты на мелких обезьян, свиней и антилоп.

Сходства между нами и шимпанзе в социальной организации, сотрудничестве и способности к общению позволяют предположить, что мы многое в своей социальной жизни унаследовали от обитавших в лесах предков и что многие наши особенности поведения появились еще до того, как мы стали Homo sapiens. Все это подтверждает предположение, что мы представляем собой всего лишь часть общей градации видов.

Рука приматов

У большинства других млекопитающих хватательными органами являются пара челюстей с зубами или две передние лапы, которые прижимаются друг к другу. И только у приматов большой палец на руке отчетливо противопоставлен другим пальцам, что делает руку очень удобным хватательным приспособлением, в котором остальные пальцы действуют как единое целое. Вот вам демонстрация этого факта, но прежде, чем переходить к практическому эксперименту, прочтите следующее предупреждение:

Во время выполнения описанного ниже упражнения, сгибая указательный палец, НЕ ПРИДЕРЖИВАЙТЕ средний палец другой рукой, иначе можно повредить сухожилие предплечья.

Прочитав предупреждение, положите одну ладонь на ровную поверхность тыльной стороной вниз. Согните мизинец, постаравшись дотронуться им до ладони. Обратите внимание на то, что вместе с мизинцем приподнялся и безымянный палец, причем его движение происходит автоматически, независимо от вашей воли. И точно так же, если сгибать указательный палец, то вслед за ним двинется и средний. Это происходит по той причине, что рука в процессе эволюции приспособилась для захвата, а захватывать что-либо с минимальными усилиями и с максимальной скоростью можно, если пальцы связаны с одним и тем же механизмом. В нашей руке механизм захвата «возглавляет» мизинец. Если поставить себе задачу быстро сжать пальцы по очереди так, чтобы они касались ладони, то гораздо удобнее начинать с мизинца и закончить указательным пальцем, а не наоборот.

Этим пальцам противостоит большой палец. В царстве животных это не редкость, но у немногих групп такая особенность распространяется на всех представителей группы. Противостоящие пальцы имеются у птиц из отряда воробьинообразных, хотя у некоторых видов это один палец из четырех, а у других два пальца противостоят другим двум пальцам. У некоторых пресмыкающихся, например у передвигающегося по веткам хамелеона, также имеются противостоящие пальцы. У беспозвоночных хватательные органы принимают различные формы — прежде всего на ум приходят клешни крабов и скорпионов, а также передние конечности таких насекомых, как богомол. Все эти органы используются для манипуляции предметами (слово «манипуляция» происходит от латинского manus, что означает «рука»).

У нас большой палец противостоит другим пальцам только на руках; у других приматов эта особенность распространяется на все конечности. Люди утратили противостоящий палец на ногах, когда спустились с деревьев на землю, но размеры большого пальца на ногах до сих пор указывают на его особую роль в прошлом.

По сравнению со всеми обезьянами, у человека самая ловкая рука. Мы с легкостью дотрагиваемся до кончика большого пальца кончиками всех остальных пальцев, потому что он относительно длинный. Большой палец у шимпанзе значительно короче; они также могут манипулировать предметами, но в меньшей степени. Когда обезьяны висят и раскачиваются на ветке, их большой палец обычно не обхватывает ее. Они просто складывают остальные пальцы крюком и хватаются ими за ветку. Большой палец в образовании этого «крюка» участия не принимает. Шимпанзе обхватывает ветку всеми пальцами, только когда медленно передвигается по ней или стоит на ней сверху, но даже тогда, как и большинство человекообразных обезьян, она не столько хватается за ветку, сколько опирается на суставы пальцев, как и при ходьбе по земле.

Ладонь шимпанзе и ладонь человека.

У приматов на руках имеется еще одно эволюционное приспособление для манипуляции. У большинства их видов когти превратились в плоские ногти. Так, кончики пальцев защищены от повреждений, но при этом подушечки пальцев сохраняют чувствительность. Этими подушечками приматы могут надавливать на предметы, схватывать их и ощупывать любую поверхность, даже самую гладкую, и при этом не царапать ее. Для увеличения трения кожа в этой области покрыта тонкими морщинками. Именно поэтому мы оставляем отпечатки пальцев.

Подвижность руки

Приспособленная для хватания ладонь позволила нашим предкам легче передвигаться по ветвям деревьев, но это нельзя назвать предсказуемой средой обитания. Ветви растут в разные стороны, хаотично переплетаясь между собой. Для того чтобы приспособиться к передвижению по ветвям, приматы должны были научиться действовать своими цепкими руками практически в любом направлении, так что изменениям подверглось строение всей конечности в целом, а не только ладоней.

Руки приматов могут вращаться во всех направлениях. Лучше всего такие возможности видны на примере пловцов, выступающих в комплексных заплывах. Баттерфляй, брасс, кроль и плавание на спине демонстрируют почти полный комплекс движений, доступных для приматов. Единственное, что отсутствует в программе комплексного плавания, — это так называемый собачий стиль, доступный и для большинства других млекопитающих.

Помимо плавания, мы можем схватиться рукой за противоположное плечо и развернуть ее на три четверти так, чтобы указывать на точку позади себя. Мы можем описать полный круг рукой не только сбоку, но и перед собой. Если приматы и не могут дотянуться до какой-то точки вокруг себя, то в этом им на помощь приходит гибкий позвоночник, доставшийся от предков-млекопитающих. Но на этом история с ветвями не заканчивается, ведь они могут расти в любом направлении — вертикально, горизонтально, по диагонали, наклонившись от нас и наклонившись к нам. Для того чтобы ухватиться за них, приматам нужно сначала развернуть ладонь в нужном направлении. Естественный отбор привел к ослаблению связи между двумя костями предплечья, локтевой и лучевой. Эти кости могут вращаться друг относительно друга, благодаря чему мы можем хватать что угодно развернув ладонь как вниз, так и вверх. Другие млекопитающие так не могут. Когда ладонь направлена вверх, эти две кости идут параллельно друг другу. Когда ладонь направлена вниз, они перекрещиваются. Если к этому добавить подвижность других суставов руки, то получается, что мы можем развернуть свою ладонь более чем на 360°.

Но и на этом эволюция рук приматов не закончилась. Мы можем сгибать руку и вращать руку в одном лишь запястье. Такая способность помогала нашим предкам схватиться за вертикальную ветвь, а потом за горизонтальную, вовсе не двигая предплечьем. К тому же (как будто всего этого было недостаточно) мы можем двигать одной рукой независимо от другой почти в любом сочетании. Можно, например, одну руку вытянуть вперед и вверх, а другую назад и вниз, можно вытянуть их в разные стороны или в одну сторону на разных уровнях, а ведь наши предки хватались за ветви еще и ногами.

Такой чрезвычайно огромный диапазон движений совершенно не характерен для других животных. Лошади и собаки двигают передними конечностями только вперед и назад, и даже живущие на деревьях белки крайне ограничены в своих движениях по сравнению с людьми.

Жизнь в трех измерениях

Для любого животного, обитающего на деревьях и вынужденного прыгать с ветки на ветку, крайне важно не только знать, где находится следующая ветка, но и понимать, насколько далеко она расположена. Для оценки расстояния до предмета животное должно видеть его двумя глазами. Мозг получает информацию о взаимном расположении предметов в пространстве только тогда, когда в него поступает изображение с двух глаз, находящихся недалеко друг от друга. По этой причине глаза приматов стали располагаться на передней части головы рядом друг с другом. У других млекопитающих глаза также приспособлены к их образу жизни. Многие травоядные, например кролики, вынуждены спасаться от охотящихся на них хищников, поэтому их глаза располагаются по бокам головы и направлены в разные стороны. Так они замечают все, что находится вокруг них в пределах 360°, но пространственное зрение у них развито плохо.

У приматов же пространственное зрение развито великолепно, но это произошло за счет сокращения угла обзора. Для компенсации этого недостатка шея у них стала еще более гибкой, так что сейчас у них одна из самых подвижных голов в царстве животных. Практически ни одно млекопитающее не может оглядываться назад так, как приматы. Непосредственно назад смотреть мы не можем, но поскольку большинство приматов — животные социальные, то они могут положиться на то, что опасность вовремя заметят другие члены стаи.

Прямохождение

Обитающие на деревьях приматы могут вставать на две ноги. Это неудивительно для животных, лазающих по ветвям, которые могут располагаться достаточно высоко. Чтобы дотянуться до высокой ветви передними конечностями, приматы вытягиваются вверх, стоя на задних конечностях. Большинство обезьян может вставать на ноги и даже перемещаться на них по земле, хотя это не свойственная им походка, так что ходят они на двух ногах очень неуклюже. Тем не менее, когда наши предки оставили деревья и принялись расхаживать по саванне, такой способ передвижения для них был вовсе не нов. Так делали многие приматы до них, и оставалось только приспособиться к новым условиям. Как у некоторых рыб уже были легкие и конечности до выхода на сушу, так и у наших предков уже имелась способность передвигаться на двух ногах по земле до того, как они слезли с ветвей деревьев.

Мужской половой орган

Я снова рискую показаться бестактным, но у самцов приматов имеется одна крайне любопытная особенность — а именно постоянно открытый половой член. Это связано с их способностью стоять на задних конечностях и открывать таким образом паховую область. У пресмыкающихся половой орган обычно спрятан внутри тела до тех пор, пока не возникает потребность в его непосредственном использовании. У других млекопитающих (у жеребцов, быков) имеется некоторый выступ, но сам орган также находится внутри тела; постоянно открыт он у очень немногих млекопитающих.

Что мы унаследовали от своих предков-приматов

От своих обитавших на деревьях предков-приматов мы унаследовали следующие особенности: цепкую ладонь с большим пальцем, противостоящим другим пальцам; ногти и отпечатки пальцев; чрезвычайно подвижные руки и вращающееся предплечье; ярко выраженную ключицу; большой палец на ноге; умение стоять на двух ногах; смотрящие вперед глаза и пространственное зрение; умение отличать красный цвет от зеленого; постоянно открытый мужской половой орган. В то же время из нашей породы исчез хвост.

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

Гоминиды

Предполагается, что мы произошли от человекоподобных предков, обитавших в Африке. Такое предположение было высказано еще давно, ведь большинство современных человекообразных обезьян обитает в Африке, и только орангутанги обитают на другом континенте. Современные исследования, включая анализ ДНК, подтверждают теорию об африканском происхождении человека.

Похоже, что за последние 10 миллионов лет в Африке существовало довольно много человекообразных обезьян, потенциальных предков человека. Всех их причисляют к одному семейству «гоминидов», названному так по латинскому слову Homo, что означает «человек». До недавнего времени человек считал, что он занимает исключительное место в животном царстве, и потому ученые, как правило, причисляли к гоминидам только современного человека разумного, хотя и были готовы слегка расширить это семейство за счет ископаемых останков его предков. В наши дни ученые склоняются к более реалистичной и скромной точке зрения, согласно которой к гоминидам принадлежат также и современные большие человекообразные обезьяны — шимпанзе, горилла и орангутанг.

Недавний анализ окаменелых останков и ДНК позволил предположить, что наши предки отделились от предков шимпанзе примерно 5–7 миллионов лет назад, но, к сожалению, до сих пор имеется очень мало останков, относящихся к периоду от 10 до 4 миллионов лет назад (потому что это были животные, обитавшие в лесах). Ученые могут с уверенностью сказать о наших предках следующее. Эволюция изменила некоторые особенности строения их тела: в уменьшенной челюсти сократилось количество клыков и стало больше развитых коренных зубов, увеличился объем мозга и конечно же они стали увереннее ходить на ногах, на которых большой палец придвинулся к остальным.

Исчез также густой волосяной покров тела. У нас до сих пор сохраняются волосы по всему телу, но у большинства людей они редки и практически незаметны. Даже у самых волосатых людей их явно недостаточно для того, чтобы сохранять тепло тела, так что во всех регионах, кроме самых жарких, нам приходится носить одежду. Антропологи пока не выяснили, когда именно и почему мы утратили густую шерсть, потому что в окаменелых останках волосы не сохраняются. Связано ли это с переходом из тени деревьев на солнечные равнины, остается предметом догадок.

В настоящее время существуют две теории относительно эволюции наших обезьяноподобных предков. Согласно первой из них, признаки современного человека возникли только однажды, у одного вида. Это называется линейной моделью развития, и примерно так, по всей видимости, воспринимают эволюцию человека большинство из нас. Согласно второй, «разветвляющейся» (или «кустистой») модели, те черты, которые мы привыкли отождествлять с человеком — прямохождение, крупный мозг, небольшая челюсть с плоским лицом, утрата густого волосяного покрова, чрезвычайная ловкость рук — возникали в процессе эволюции несколько раз у разных групп человекообразных обезьян, только одна из которых выжила и дала начало роду наших предков. Эта точка зрения подразумевает, что окаменелые останки прямоходящих приматов с плоским лицом не обязательно являются останками наших непосредственных предков. Вполне возможно, что это представители боковой линии, позднее вымершей. Разветвляющаяся модель также предполагает, что найденные останки человекообразных приматов принадлежат к одной эпохе, хотя имеют разные «человеческие» признаки: некоторые с крупным мозгом, но передвигающиеся на четвереньках, как шимпанзе; другие с крупным мозгом, но с крупной челюстью и клыками, как у обезьян, и т. д.

В настоящее время еще не найдено достаточного количества останков периода с 10 до 4 миллионов лет назад, чтобы с уверенностью говорить о правоте той или иной теории. Правда, в последнее десятилетие число находок, относящихся к «темному веку» гоминидов значительно возросло, и в основном это находки, сделанные в Восточной Африке, но до сих пор почти во всех книгах и работах, посвященных эволюции человека, обсуждаются находки, относящиеся к более позднему времени (после 4 миллионов лет назад). На основании этих находок мы можем утверждать, что наши предки ходили на двух ногах по меньшей мере уже 3 750 000 лет назад. Наш собственный вид, который в XVIII веке шведский натуралист Карл Линней назвал Homo sapiens, появился лишь от 100 до 200 тысяч лет назад и был потомком более раннего вида гоминидов Homo erectus («человек прямоходящий»). Homo sapiens по-латыни означает «человек разумный», но, по всей видимости, это название говорит о лишней самоуверенности.

Колыбель человечества

До сих пор не ясно, где именно в Африке обитали наши предки. Часто утверждают, что эволюционное развитие человека происходило в районе Восточно-Африканской рифтовой долины (на территории современных Танзании, Кении и Эфиопии), но все подобные предположения следует высказывать с крайней осторожностью. Известно, что в этом регионе находят останки человекообразных существ, принадлежащих к разным эпохам, но это не обязательно означает, что наш вид возник именно здесь. Международное ученое сообщество сосредоточило свои усилия на этом регионе по вполне понятным причинам — получить как можно больше данных там, где они есть наверняка. В других регионах Африки такие широкомасштабные исследования еще не проводились.

За пределами Африки

Если перенестись по времени вперед к нашему собственному виду Homo sapiens, то о его истории известно гораздо больше, особенно после того, как мы научились сравнивать ДНК различных популяций нашего мира.

В настоящее время ученые предполагают, что все люди планеты, за исключением уроженцев Африки, происходят от относительно немногочисленной группы людей, пересекших вход в Красное море и оказавшихся на юге Аравийского полуострова примерно 60 000 лет назад. Через 5000 лет их потомки достигли Восточной и Юго-Восточной Азии, а менее еще чем через 10 000 лет дошли до Австралии. Примерно 50 000 лет назад некоторые заселили Европу, проникнув в нее с Ближнего Востока, а другие распространились по Центральной Азии. Примерно 20 000 лет назад они достигли Северной Америки, а 15 000 лет назад дошли до юга современного Чили. Все современные расы людей за пределами Африки произошли в ходе естественного отбора, но их предки были африканцами. Немногим более 60 000 лет назад все люди на планете были темнокожими, темноволосыми и темноглазыми.

Даже сегодня естественными для человека считается темный цвет волос и темный цвет глаз. Светлые волосы и глаза появились у людей, населявших сравнительно небольшой регион на территории современных Северной Европы, Скандинавии и России к западу от Урала. Похоже, что ослабление пигментации было очень локальным феноменом и наблюдалось у очень немногочисленной «отклоняющейся» группы населения. Благодаря миграции эти признаки к нашему времени распространились и в других частях света.

Шестьдесят тысяч лет кажутся не таким уж и большим сроком для того, чтобы появились различия между африканцами, монголоидами, австралийскими аборигенами и индейцами (не говоря уже об очень необычных европейцах), но на самом деле с биологической точки зрения все эти различия крайне малы и касаются только внешнего облика. Несмотря на расовые различия, мы все до сих пор принадлежим к одному виду.

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

Наше тело сегодня

Теперь, когда мы познакомились с историей нашего тела, следует более подробно остановиться на некоторых его особенностях. Начнем мы с нашего старого знакомого — позвоночника.

Наш скелет состоит из тех же костей, что и скелет большинства других млекопитающих, но относительные размеры и формы костей для каждого вида различны. В форме и специализации каждого позвонка отражается наша эволюционная история. Если считать сверху вниз, то у нас семь шейных позвонков, двенадцать грудных, пять поясничных и пять крестцовых. Сросшиеся между собой в крестцовом отделе позвонки образуют заднюю часть таза. Снизу к крестцу примыкают три — пять маленьких позвонков, также сросшихся в одну кость — копчик (по всей видимости, это название происходит от названия маленькой хищной птицы «кобчик»; по-научному эта кость называется coccyx, что по-гречески означает «кукушка» — первые исследователи анатомии решили, что кость похожа на клюв птицы). Копчик — это эволюционные остатки хвоста, эту кость можно прощупать под кожей в области между ягодицами в верхней их части.

Вся анатомия позвоночника человека обусловлена переходом к хождению на двух ногах. Когда наши предки передвигались еще на четырех конечностях, их спина представляла собой гибкий горизонтальный стержень, не приспособленный для продольных нагрузок. Но когда наши предки встали на задние конечности, то сила тяжести создала значительную нагрузку в направлении вдоль позвоночника. Чем ниже находится позвонок, тем больше на него давление. Из-за этого в поясничной области могут возникнуть нарушения в тканях позвоночника (см. ниже). Переход к вертикальному положению тела сопровождался также изменениями в строении таза, верхняя часть которого (передняя у других млекопитающих) отклонилась назад. Вместе с этим возникло постоянное искривление в поясничной области над тазом.

Таз — это кости, образующие неправильную окружность («кольцо»), имеющие сочленения с позвоночником в области крестца и с нижними (или задними) конечностями. По бокам таза находятся тазовые кости, а спереди — лобковая кость (которую можно прощупать у себя ниже живота). Во время родов ребенок проходит через это «кольцо», поэтому у женщин таз, как правило, шире, чем у мужчин. Тазовые кости женщин больше выступают в стороны и, следовательно, находятся дальше от позвоночника. Сочленения костей таза и ног женщин тоже обычно дальше от центральной линии позвоночника, так что, когда женщина поднимает одну ногу при ходьбе, ей для сохранения равновесия приходится наклоняться в другую сторону больше, чем мужчине. Вот почему у мужчин и женщин разная походка.

Таз женщины, вид спереди.

В результате того, что человек ходит вертикально, у него сменилось расположение не только костей, но и мышц. По сути дела вся сложная мышечная система человека представляет собой результат разворотов и перемещений частей скелета на протяжении всей его эволюционной истории: отход лопаток дальше от задней части черепа; появление гибкой шеи; разворот ног под туловище и их укрепление, изменения в стопе и в суставах ног; исчезновение ребер в районе таза; развитие гибких передних конечностей и гибкой шеи у приматов; наклон головы вперед. Относительно недавняя смена позы тела с горизонтальной на вертикальную послужила причиной смещения многих мышц нижней части туловища на новые позиции, что тоже создало некоторые проблемы, о которых будет сказано в следующей главе.

Рука

В нашей руке имеются несколько суставов разной степени подвижности. Плечевой сустав — шаровидный, благодаря чему плечевая кость может совершать движения в широком диапазоне. Она может крутиться, словно пропеллер, практически в любом направлении. Локтевой же сустав блоковидный (шарнирный), то есть локоть может сгибаться только в одной плоскости и в одном направлении. Любопытно, что некоторые люди могут в определенной степени сгибать локоть и в другом направлении. Тем, кто не может так делать, такие движения кажутся очень опасными. Запястье — пример еще одного типа сочленений. Это набор восьми маленьких косточек на конце предплечья, соединенных очень подвижно. Каждый из пальцев, кроме большого, состоит из четырех вытянутых костей. Три верхние кости соединяются между собой двумя простыми шарнирными суставами, но та, что у основания пальца, может наклоняться в разных направлениях, благодаря чему каждый из пальцев может свободно очертить круг в воздухе. Четвертые кости пальцев расположены внутри кисти и соединяют их с запястьем. У большого пальца четвертая кость отсутствует, у него только три кости, но они расположены так же, как и у других пальцев, и между собой соединены двумя шарнирными суставами, только в данном случае второй сустав служит одновременно и основанием пальца. Третья кость большого пальца расположена внутри кисти и соединяет его с запястьем, и именно этот сустав позволяет большому пальцу вращаться. Благодаря этому суставу (соединяющему большой палец с запястьем) палец может отдаляться от остальных пальцев для захвата предметов.

Широкий диапазон движений рук требует наличия достаточного количества мышц, совершающих эти движения. Как было сказано в шестой главе, мышцы часто действуют парами — одни двигают кость в одном направлении, другие возвращают ее обратно. Такие мышцы называются «антагонистами» (от греческого antagonistes — «противник»).

Пример мышц-антагонистов руки — бицепсы и трицепсы или, как они иначе называются, двуглавые и трехглавые мышцы плеча. Бицепс расположен вдоль передней стороны плечевой кости (верхней половины руки), а трицепс — вдоль задней стороны. Двуглавой мышцей бицепс называется потому, что у него две головки, то есть два места крепления мышцы, а у трехглавой, соответственно, таких мест крепления три. Сокращаясь, бицепс поднимает предплечье (нижнюю часть руки); трицепс же, сокращаясь, опускает предплечье. Если опустить руку вдоль тела и согнуть ее в локте под прямым углом, то другой рукой можно ощутить, что бицепс более напряжен по сравнению с трицепсом позади. Бицепс противостоит силе притяжения, притягивающей руку вниз, к земле. Если же опустить руку на стол или на ногу и нажать ею вниз, то другой рукой можно ощутить, как напрягается трицепс на задней стороне, а бицепс на передней находится в расслабленном состоянии.

Среди других заметных мышц, двигающих руками, являются грудные мышцы, которые прикрывают верхнюю часть грудной клетки. Благодаря грудной мышце вытянутая горизонтально рука движется перед туловищем (такие движения совершает, например, ударяющий ракеткой по мячу теннисист). Дельтовидная мышца поднимает руку вверх и наружу (как при ударе слева в теннисе). Дельтовидные мышцы имеют треугольную форму (она похожа на греческую букву «дельта» — Δ, только в перевернутом положении).

Кисть

Мы уже обсуждали наши кисти, но стоит упомянуть о том, что они настолько идеально приспособлены для хватания ветвей, что даже сейчас, 4 миллиона лет после того, как наши предки покинули леса, мы окружаем себя искусственными «ветвями», подходящими для наших рук. Дверные ручки, руль велосипеда или автомобиля, ручки тележек для супермаркета, перила и перекладины лестниц, ручки лопат, весла и миллионы других примеров — все это можно назвать видоизмененными и замаскированными ветвями. Все, что нужно держать, мы приспосабливаем под наши кисти, а наши кисти приспособлены держаться за ветви. Когда этой частью тела пользовались наши предки, ветви располагались неподвижно, а тело раскачивалось на руках. В случае с чемоданом неподвижно плечо, а сам чемодан раскачивается на руке, но захват остается прежним. Поэтому все ручки похожи на маленькую цилиндрическую ветку.

Но прежде чем оставить тему кисти, я хочу высказать еще одно любопытное предположение. Некоторые ученые утверждают: если измерить пальцы рук от основания до кончика, то окажется, что безымянный палец мужчин длиннее указательного, тогда как у женщин, наоборот, безымянный палец короче указательного. По всей видимости, длина безымянного пальца зависит от уровня гормона тестостерона у зародыша, а длина указательного — от уровня гормона эстрогена. Если это будущий мальчик, то больше тестостерона, а если это будущая девочка, то больше эстрогена.

Все это кажется не слишком-то правдоподобным, но в моем случае факты подтверждаются. Попросите своих друзей и подруг измерить свои пальцы и проверьте результаты. (Помните, что длину пальцев следует отмерять от их основания, то есть от суставов между третьей и четвертой костями; не ориентируйтесь только лишь на видимую длину. Для этого прощупайте суставы на тыльной стороне кисти. Небольшой желобок между суставом и пальцем и есть начало пальца.)

Нога

Хождение на двух ногах стало главным фактором, определившим строение ног человека. Вверху, в районе ягодицы, располагается большая ягодичная мышца, которая используется в основном для выпрямления ноги, когда мы встаем из положения сидя или шагаем вверх по лестнице. Большие ягодичные мышцы обычно очень хорошо развиты у тяжелоатлетов, которым из положения сидя на корточках приходится поднимать не только свое тело, но еще и тяжелую штангу весом, равным весу нескольких человек. Эта же мышца занята при подъеме ноги вбок и назад во время бега, но при обычной ходьбе она слабо задействована, потому что в этом случае угол между ногой и телом изменяется незначительно.

Бедро поднимают ряд мышц, скрепляющих бедренную кость с тазом и позвоночником, тогда как большинство мышц собственно бедра используются для сгибания или разгибания колена. Эти мышцы соединяют бедренную кость с нижними костями голени через связки, прикрепленные к коленной чашечке. С передней наружной стороны бедра расположена четырехглавая мышца, имеющая четыре головки, или места соединения. По сути дела, это четыре мышцы, двигающие голень вперед и разгибающие колено при ходьбе; они же помогают нам выпрямить ноги, когда мы встаем со стула или поднимаемся по лестнице, а также поднимаем несоразмерно тяжелый груз из положения на корточках. Понятно, что у тяжелоатлетов эти мышцы тоже хорошо развиты.

Четырехглавой мышце противостоит группа из трех мышц с задней стороны бедра — двуглавая, полусухожильная и полуперепончатая мышцы, сгибающие ногу в колене и растягивающиеся, когда колено разгибается. Спортсмены и танцоры часто получают растяжение в этих местах, резко направляя ногу вперед, предварительно как следует не разогревшись. Оканчиваются эти мышцы сухожилиями, которые называются «поджилками», поэтому еще говорят «растянуть поджилки». Раньше мясники вешали бедро свиньи, то есть окорок, пропуская крюк через эти мышцы, считая, что все они и есть поджилки. Есть еще выражение «трясутся поджилки», означающее дрожь в ногах во время страха или волнения. Если вы сядете на стул и напряжете бедро, то легко сможете прощупать свои поджилки, по крайней мере две из них — они находятся как раз позади колена, по одной с каждой стороны.

Икроножные мышцы расположены на задней поверхности голеней и растягивают ступню, особенно во время ходьбы, когда мы отталкиваемся пальцами ног от земли. К пяточной кости они крепятся посредством ахилловых сухожилий. Сокращаясь и укорачиваясь, икроножная мышца и ахиллово сухожилие поднимают пятку, благодаря чему верхняя часть тела наклоняется вперед. Падения мы избегаем, автоматически выставляя перед собой другую ногу, как это делаем и в том случае, когда кто-то толкает нас сзади. Хождение на двух ногах — это всего лишь способ переставлять ноги так, чтобы не упасть лицом вниз. Когда мы стоим на подошвах ног, наши икроножные мышцы относительно расслаблены, но, когда мы поднимаемся на цыпочки, они сокращаются и становятся напряженными. Именно благодаря их сокращению наше тело приподнимается вверх.

Икроножным мышцам противостоит группа более мелких мышц, идущих вдоль передней стороны голени. Они сгибают ступню по направлению к колену, но меньше по размеру икроножной мышцы, потому что предназначены для того, чтобы поднимать всего лишь часть ступни, тогда как икроножной мышце приходится поднимать все тело.

Ступни

Относительно недавно большой палец на ступнях человека располагался напротив всех остальных пальцев, как это наблюдается у шимпанзе и горилл, но, когда наши предки слезли с деревьев и принялись расхаживать на двух ногах, большой палец переместился вперед и расположился вровень с остальными.

Ступня шимпанзе и ступня человека

Большой палец, направленный в сторону и располагающийся примерно на середине ступни, затруднял бы перестановку и раскачивание ног во время хождения. Но даже сегодня он напоминает о своей былой особой роли тем, что его можно поднимать вверх, сгибая все остальные пальцы вниз. Ни один другой палец на ноге не обладает такой независимостью в движениях — все они движутся одновременно. Мы можем даже поднять что-нибудь с пола, зажав предмет между большим и вторым пальцем ног, хотя нам это и не так легко сделать, как нашим предкам. Напоминанием о том, что некогда наша ступня была такой же цепкой, как и кисть, служит также способность захватывать предметы согнутыми пальцами ноги, но поднимать что-либо одним согнутым большим пальцем ноги труднее. И это неудивительно. Предлагаю вам проделать следующий эксперимент. Положите на стол карандаш и попробуйте поднять его ладонью, сгибая все пальцы вместе и не пользуясь большим пальцем. После нескольких попыток это удастся вам сравнительно легко. Вы сгибаете пальцы точно так же, как сгибали их ваши предки, цепляясь за ветви деревьев. А теперь попробуйте проделать то же самое, пользуясь только большим пальцем и выпрямив все остальные. Так поднимать карандаш гораздо труднее (я, например, до сих пор не могу это проделать). Ваша ступня когда-то действовала так же, как и кисть, поэтому неудивительно, что некогда противостоящий большой палец ноги ведет себя так же, как и большой палец руки. У него тоже на один сустав меньше по сравнению с остальными пальцами ног.

Но наши ступни не только напоминание о былой истории. В процессе эволюции они приспособились к прямохождению. Последние суставы четырех пальцев ног устроены так, что косточки пальцев могут сгибаться не только вниз, но и вверх, хотя когда мы не шагаем, сделать это можно только руками. Мышцами самих пальцев согнуть вверх их невозможно. Такая гибкость, вне всякого сомнения, возникла как следствие того, что кончики наших ступней при каждом шаге тянутся вверх. Кончики пальцев на руках так вверх не сгибаются.

Лицо

Лица — это очень сложные трехмерные объекты с огромным разнообразием мельчайших признаков (ширина носа, степень выраженности скул, форма губ). Количество возможных комбинаций только этих небольших признаков поистине велико. В результате мы способны узнавать лицо отдельного человека из миллиона других лиц, но гораздо труднее опознать человека, например, по форме его руки.

Необходимость распознавания лиц для различения отдельных индивидов крайне важно для такого социального вида, как люди, и это привело к тому, что их мозг пытается распознать лица даже там, где их нет. Я помню, как в детстве боялся людей, глядящих на меня с узоров на шторах и выглядывающих из цветов на обоях. По всему миру распространены мифы о «мужчине с Луны» или «женщине с Луны», которые якобы смотрят на нас с неба; разнообразные предания ходят и о том, как лик Христа складывался из облаков или плывущих по реке льдин. На Марсе есть гора, похожая на лицо обезьяны или человека. Мы находим лица вокруг нас, часто неосознанно и невольно.

Эта потребность настолько развита, что мы узнаем лица в самом грубом их изображении. Благодаря этому мы способны смотреть мультфильмы и внимательно рассматривать комиксы, хотя лица нарисованных героев не имеют почти ничего общего с настоящими лицами людей. При этом мы без всяких сомнений принимаем как данность, что это нарисованы люди. В современной электронной почте и других средствах связи используются так называемые смайлики, опознаваемые как лица, даже несмотря на то, что они изображаются горизонтально —:).

Эволюция не только наделила нас способностью узнавать лица, но и способностью испытывать различные чувства при виде разных типов лиц. Лицо младенца не похоже на лицо взрослого человека — глаза относительно головы больше, лоб округлый и гладкий, нос и челюсти маленькие. Изображение ребенка часто пробуждает в людях, особенно в женщинах, теплые и доверительные чувства, чем пользуются в своих целях художники (и составители реклам). Симпатичных мультипликационных героев снабжают круглыми лицами и несоразмерно огромными глазами, невозможными в реальной жизни, тогда как герои-злодеи имеют противоположную внешность — длинные острые носы, низкий лоб и маленькие глазки-бусинки. Это все манипуляции на уровне нашего генетического кода — так что будьте осторожны!

Органы чувств

Эволюция снабдила нас органами чувств для распознавания тех особенностей окружающей среды, что были важны для выживания наших предков. Живущие бок о бок с нами другие животные могут воспринимать мир совершенно иначе. Ястребы различают движения с очень большого расстояния; собаки и летучие мыши воспринимают очень высокие звуки; слоны и киты издают звуки на очень низкой частоте; многие животные полагаются на остроту своего обоняния; пчелы и колибри различают ультрафиолетовый цвет, а гремучие змеи видят инфракрасный цвет и ощущают тепло тела мыши на расстоянии 30 см в полной темноте (по крайней мере, в нашем понимании «полной темноты»). Некоторые животные улавливают даже поляризацию света и знают, с какой стороны светит солнце, скрытое плотными тучами.

Ученые умеют измерять частоту звука и частоту колебаний электромагнитных волн, часть из которых мы воспринимаем как цвет, но они не могут измерить все без исключения наши чувства. Боль или вкус нельзя измерить, потому что это исключительно субъективные ощущения. Некоторым салат из сельдерея кажется приятным и освежающим блюдом, другие жалуются на его остроту и утверждают, что его даже в рот нельзя взять, причисляя к списку других «несъедобных» продуктов (голубой сыр, селедочное масло, перец чили). Так же субъективно мы воспринимаем и запахи, хотя, строго говоря, различия между вкусом и запахом довольно условные. Вкус и обоняние — это способность отличать одни молекулы от других. Нос воспринимает летающие в воздухе молекулы, тогда как язык воспринимает молекулы жидкого или твердого вещества. Обычно рецепторы носа и языка действуют сообща, ведь когда мы что-то едим (например, голубой сыр), молекулы пищи проникают в полость носа. Считается, что до 80 % того, что мы воспринимаем как «вкус», на самом деле является запахом. Если надо проглотить ужасно невкусное лекарство, люди крепко зажимают нос, это помогает.

Мы признаем, что боль и вкус — ощущения субъективные, но насколько объективны другие наши чувства? Мы видим глазами и слышим ушами, но ведь эти сигналы обрабатывает наш мозг, превращая их в ощущения, а у нас не так уж много способов измерить то, что воспринимает мозг других людей. Ученые могут измерить отраженной от объекта длину световой волны и сказать, что этот объект «зеленого» цвета. При этом они не гарантируют, что все люди воспринимают зеленый цвет одинаково. Один может утверждать, что рубашка бирюзового цвета, а другой — что зеленого, даже несмотря на то, что перед ними одна и та же рубашка. Один человек может различать множество оттенков зеленого, а для другого «бирюзовый» и «зеленый» это одно и то же. С помощью научных аппаратов измеряют то, что видит глаз, но не то, как он это видит. Эта проблема за пределами данной книги.

Глаза

Вследствие того что у наших обитавших на деревьях предков глаза переместились в переднюю часть лица, мы обладаем бинокулярным (с помощью двух глаз) зрением в пределах 140° спереди и монокулярным (с помощью одного глаза) зрением с углом в 30° по бокам — всего получается, что наше поле зрения охватывает 200°. Это значит, что мы расплывчато воспринимаем боковые или, скорее, общие движения, даже когда смотрим вперед. Помогает нам в этом не только подвижность глазного яблока, но и то, что наша костяная глазница слегка скошена по бокам и не загораживает поле зрения. Над глазами возвышаются надбровные дуги, размеры которых различны у разных людей, но в общем случае у мужчин больше, чем у женщин. Под глазами находятся скулы, выступающие немного вперед и защищающие глаза. Когда мы прижимаемся лицом к стеклу, то касаемся его не глазом, а щекой и лбом. По бокам глазница открыта дальше, что позволяет нам видеть и то, что происходит сбоку. Веки расположены горизонтально, а не вертикально, что также ограничивает наше зрение скорее по вертикали, чем по горизонтали.

Уши

Подобно тому как два глаза позволяют нам определять расстояние до видимых объектов, так и два уха позволят нам определять направление, в котором находится источник звука. Звук слева достигает левого уха чуть раньше, чем правого. Для более лучшего определения направления наши уши расположены как можно дальше друг от друга — по бокам головы, а не рядом друг с другом, допустим на лбу.

Внутреннее ухо (для слуха), среднее ухо (для равновесия) и внешнее ухо (для определения звука) находятся внутри головы, но у большинства млекопитающих имеются внешние чашеобразные приспособления для улавливания звука и направления его в слуховой проход. Такое фокусирующее устройство состоит из гибкого хряща, за исключением мочки уха у людей, которая состоит из мягкой ткани. Обычно мы называем ухом как раз такое внешнее приспособление. Некоторые млекопитающие при помощи мышц поворачивают свои уши в направлении источника звука. Люди так поворачивать свои уши не могут, хотя некоторые умеют «шевелить ушами» — те, у кого сохранилось что-то от этих специализированных мышц, единственная функция которых — забавлять окружающих.

У сов, которые охотятся по ночам и в очень большой степени полагаются на свой слух, одно ухо расположено выше другого. Это усиливает способность совы определять источник звука — так она легче узнает, что он исходит не только справа или слева, но и сверху или снизу. Когда люди внимательно к чему-то прислушиваются, они часто наклоняют голову в сторону, благодаря чему достигается тот же эффект, хотя не ясно, в какой степени это поведение связано с бессознательным уровнем.

Волосы

Хотя волосы млекопитающих в основном предназначены для регуляции температуры тела, они заодно служат и преградой солнечным лучам. В ходе искусственного отбора у европейских свиней густой волосяной покров исчез и остались только щетинки, так что они могут получить солнечные ожоги, если только не обваляются в грязи или не покроют себя каким-либо веществом, защищающим их кожу от солнца. Даже у обезьян большая часть тела покрыта волосами, но у нас густой волосяной покров сохранился только на голове, под мышками и в районе половых органов. Волосы на голове предположительно служат своеобразным органичным головным убором для защиты мозга от теплового удара. Если бы они защищали нас от ожогов, то росли бы также на ушах, носу и плечах, где у нас чаще всего и бывают солнечные ожоги. Кроме того, в результате естественного отбора мы получили бы нам средства защиты от солнечных ожогов только в том случае, если бы они значительно понижали шансы дать потомство, что, вероятно, не так.

Наличие волос под мышками и в паху обычно объясняется тем, что в этих районах находится много потовых желез. Волосы там длинные и курчавые, образующие, в отличие от волос на голове, своеобразную мочалку. Скорее всего, это способ максимально увеличить поверхность для испарения пота, образуемого потовыми железами.

Волосы на голове и на челюстях у мужчин некоторых рас продолжают расти всю жизнь и становятся длиннее, если только их не стричь и не брить (хотя у некоторых африканских народностей волосы на голове по природе ломкие и никогда не достигают значительной длины). Млекопитающим такая черта не свойственна, так что, скорей всего, она появилась относительно недавно. Вместе с тем, благодаря тому, что волосы можно стричь и укладывать как угодно, их форма служит своеобразным культурным знаком, и во многих цивилизациях люди тратят на это много средств и времени. Многие мужчины подвергают себя ежедневному ритуалу соскабливания волос с лица острой металлической бритвой. Такое удаление «взрослых» волос также, скорее всего, служит культурным знаком, хотя его значение не совсем ясно. К счастью для нас, в остальных частях тела волосы остаются короткими, хотя у некоторых мужчин они довольно заметны на руках, ногах, груди и иногда даже на спине.

Еще один заметный волосяной участок — это брови. По каким причинам у нас остались волосы на бровях, пока не ясно, но они, предположительно, являются результатом естественного отбора, так что должны иметь какое-то преимущество для выживания или для рождения потомства. Я помню, как в школе нам говорили, что брови защищают глаза от дождя. Но это не слишком убедительный аргумент (и не потому, что я много раз страдал от того, что дождь попадает прямо мне в глаза). Они, скорее, спасают от пота, стекающего по лбу к глазам, но намного ли лучше такое объяснение? Насколько больше шансов выжить и дать потомство у тех, кто обладает густыми бровями, защищающими глаза от пота?

Согласно другому предположению, брови служат сигнальным средством и подчеркивают выражение глаз во время общения. Среди приматов распространено «пожимание» бровями, да и сами мы часто двигаем бровями, когда хотим подать кому-то знак без слов. Здороваясь по двадцать раз на дню с одним и тем же человеком, мы сокращаем приветствие до кивка головы, а потом и вовсе до легкого движения бровями. Нахмуривание бровей, когда человек сердится, распространено, пожалуй, почти среди всех народностей. Но если брови предназначены для этого, то, к сожалению, приходится признать, что шестьдесят тысяч лет назад, когда у всех людей была темная кожа и темные волосы, брови не слишком выделялись на общем фоне. Если бы они были средством подчеркнуть движения надбровных дуг, то преимуществом пользовался бы их контрастный цвет. Но среди современных африканцев мы не наблюдаем такого признака и, по всей видимости, у наших африканских предков его тоже не было.

Некоторые предполагают, что значение бровей в том, что они рассеивают солнечный свет. Это правдоподобно, особенно если считать, что брови появились после того, как наши предки вышли из тени деревьев. У наших ближайших родственников шимпанзе имеются значительные надбровные дуги, но слишком ярко выраженного волосяного покрова на них не наблюдается.

На самом деле мы никогда не узнаем, почему у человека появились брови. Они могут задерживать пот; могут подчеркивать движения надбровных дуг на фоне бледной кожи; они могут рассеивать солнечный свет, но это не значит, что этот признак закрепился (или появился) у людей именно по этим причинам. С уверенностью можно утверждать лишь то, что в настоящее время у большинства народов брови служат украшением. Женщины иногда выщипывают их по одному волоску, пока не остается узкая полоска, а затем восстанавливают их густоту черными карандашами. Происхождение этого обычая скрывается во тьме веков.

Облысение у мужчин

Несмотря на многочисленные утверждения, в том числе и в Интернете, что секрет облысения мужчин раскрыт, на самом деле это не так. Облысение чаще наблюдается у мужчин европейской расы и у тех, у кого имеются лысые родственники, но если у отца молодого человека сохранилась густая шевелюра, это вовсе не значит, что облысение ему не грозит. Мой отец скончался в возрасте 81 года без всяких признаков лысины, а у меня волосы начали выпадать еще в 25 лет. С другой стороны, отец моей матери был лысым.

Каковы бы ни были причины облысения, но лысина обычно появляется у мужчин уже через некоторое время после наступления репродуктивного возраста, то есть времени, когда он способен давать потомство. Следовательно, исторически это не было признаком, принимаемым во внимание при выборе партнера. Но если бы лысина и была таким признаком, насколько важно для женщин наличие или отсутствие волос на голове партнера? Кажутся ли лысые мужчины женщинам непривлекательными? Что ж, несмотря на то, что женщины говорят мужчинам (а не другим женщинам в разговоре между собой), похоже, лысина не слишком их привлекает. Она явно не занимает одно из верхних мест в списке признаков, по которым женщины выбирают себе будущего спутника жизни. С другой стороны, подобные списки или приоритеты — явление воображаемое, а женщинам в реальной жизни приходится выбирать среди тех, кто находится рядом с ними. Пусть женщины и не мечтают о лысых мужчинах, но все-таки выходят за них замуж.

Терморегуляция

Способность поддерживать постоянную температуру тела, или, как это по-научному называется, терморегуляция — одно из основных свойств млекопитающих. У людей нормальной температурой считается температура 37 °C, хотя она и может колебаться в пределах 0,8° в зависимости от свойств организма, а когда мы стареем, то температура у нас, как правило, понижается.

Если наша внутренняя температура тела поднимается до 40 °C и более, то могут происходить конвульсии, кома, повреждения мозга и смерть. Если она падает ниже 35 °C, то у нас путаются мысли и затормаживается речь. Ниже 30 °C понижается кровяное давление, замедляется пульс и частота дыхания; примерно в районе 27 °C наступает смерть от переохлаждения.

В процессе эволюции мы утратили большую часть волосяного покрова, но для защиты от холода в странах с холодным климатом мы надеваем на себя одежду, строим дома с толстыми стенами и обогреваем их печами или батареями центрального отопления. В странах с жарким климатом мы раздеваемся, принимаем холодный душ, пьем прохладительные напитки, пользуемся веером и кондиционерами. Но и без этих технологических достижений у нашего тела есть механизмы согревания или охлаждения.

Мы теряем тепло в результате потения, частого дыхания и расширения подкожных кровяных сосудов, излучающих больше тепла. Эти расширенные капилляры придают нашей коже розоватый оттенок, мы как бы «краснеем». На нашей обнаженной коже больше потовых желез, чем у всех остальных приматов, и это заставляет предположить, что утрата волос была одним из способов потери тепла.

Мы согреваемся, выполняя физические упражнения, а также в результате дрожи и сжатия подкожных кровяных сосудов. Из-за этого цвет нашей кожи становится менее розовым, поэтому у европейских народностей распространены выражения вроде «посинел от холода». Прыгая, хлопая руками и топая ногами, мы заставляем наши мышцы чаще сокращаться, в результате чего к ним устремляется больше крови, и они сильнее нагреваются. Когда наше тело дрожит, оно как бы само выполняет за нас эту работу. Дрожание — это непроизвольное сокращение мышц с целью их согревания.

Наши предки сохраняли тепло, также выпрямляя волосы и делая свой шерстяной покров более толстым. Мы утратили шерсть, но такая реакция на холод у нас сохранилась. На нашей коже расположено довольно мало волос, но в их основании до сих пор имеются крошечные мышцы, которые заставляют их выпрямляться. Во время холода эти мышцы сокращаются и порождают эффект «гусиной кожи» (которая нисколько не помогает бороться с переохлаждением).

Форма тела

Как только мужчины и женщины достигают возраста полового созревания, их тела начинают меняться по-разному. У мальчиков становятся крупнее и сильнее мышцы, тогда как у девочек появляется больше жировой ткани. Это запасы энергии на то время, когда они забеременеют и родят детей, которых нужно кормить, даже если условия окажутся неблагоприятными и им самим не будет хватать еды. Такой небольшой избыток мышц или жира и определяет различие в формах тела мужчин и женщин.

Кроме половых различий наблюдаются и различия между расами, проживающими в регионах с разным климатом. Люди, чьи предки до недавнего времени проживали в холодных краях, чаще бывают полными и невысокими. Наш организм теряет тепло через поверхность, а если человек коренастый, то соотношение массы и поверхности тела у него меньше. Это чистая геометрия, поскольку среди всех геометрических тел наименьшее отношение поверхности к массе у сферы, то есть у шара. Люди, попавшие в Книгу рекордов Гиннесса за то, что написали «Отче наш» или какой-нибудь другой текст на рисовом зерне, поистине достойны восхищения, потому что поверхность зернышка риса действительно мала для его объема, приближаясь к сфере. Если зерно разварить и раздавить, то его поверхность значительно увеличится. И наоборот — если смять в руках тонкую и плоскую страницу бумаги, то она превратится в маленький шарик, но ее объем от этого не уменьшится. Теплокровные животные теряют тепло через открытую поверхность кожи. Чем ближе к шару форма тела, тем меньше у него поверхность и тем меньше тепла оно расходует. Вот почему кошки и другие млекопитающие сворачиваются клубком во время холодной погоды, и поэтому же впадающие в зимнюю спячку животные сворачиваются как можно плотнее.

С другой стороны, люди, предки которых эволюционировали в жарких краях, как правило, бывают худыми и иногда очень высокими, например представители народности динка на юге Судана. У вытянутого тела поверхность относительно массы больше, и так оно быстрее теряет излишки тепла.

«Лишние детали»

На протяжении жизни многим из нас хирургическим путем удаляют некоторые органы, обычно (и, надеюсь, исключительно) в результате болезни. Иногда качество жизни от этого сильно меняется. Если человеку удаляют почки, то ему необходимо подключаться к специальному аппарату и регулярно проводить очищение крови, иначе он умрет. Если нам удалить желчный пузырь, то мы должны соблюдать диету и не есть ничего жирного (желчный пузырь производит желчь, которая поступает в кишечник и расщепляет жиры). Но некоторые органы можно удалять практически без особых последствий для здоровья или образа жизни. Наиболее очевидные примеры — миндалины и аппендикс.

Миндалины

Миндалины, или миндалевидные железы, располагаются в горле, по одной с каждой стороны. Эти защитные органы содержат клетки, принадлежащие лимфатической системе, которая представляет собой переплетение крохотных каналов по всему телу, практически там же, где проходят и кровеносные сосуды. Эти каналы впадают в лимфатические узлы на шее, в паху и в подмышках. Кровь расходится по всему телу благодаря кровяному давлению (собственно, о его норме и говорят, когда речь идет о давлении). Поскольку кровеносные сосуды находятся под давлением, то совершенно нормально, что часть кровяной жидкости (не кровяных телец, а плазмы) просачивается сквозь стенки сосудов в окружающие ткани. Оставшись в организме, эта жидкость может стать источником различных проблем. Задача лимфатической системы — очищать организм от этой жидкости и закачивать ее в кровь близ сердца, но одновременно с этим она проверяет жидкость на наличие чужеродных микроорганизмов. Если таковые имеются, то включаются механизмы защиты и вырабатываются специализированные клетки, которые убивают патогенные бактерии. Во время инфекции лимфатические узлы иногда распухают, и поэтому врачи при осмотре пациента с высокой температурой ощупывают его шею. Распухшие лимфатические узлы свидетельствуют о том, что защитные системы организма активно борются с каким-то инфекционным заболеванием.

Миндалины содержат ткань, принадлежащую к этой лимфатической системе и проверяющую нашу пищу на наличие вредных микроорганизмов. Миндалины могут воспаляться и распухать, в результате чего возникает тонзиллит (более научное название ангины; окончание «-ит» говорит о том, что это воспаление). Раньше часто воспалявшиеся миндалевидные железы удаляли хирургическим путем, но сейчас так поступают далеко не всегда. Даже если их удаляют, то в пищеводе остаются другие средства контроля за содержанием болезнетворных микроорганизмов, предупреждающие иммунную систему об опасности.

Аппендикс

Аппендикс можно удалять без всяких отрицательных последствий, потому что это один из рудиментарных органов, то есть из органов, утративших свои функции в ходе эволюции и оказавшихся лишними, вроде остатков «хвоста».

Аппендикс представляет собой небольшой боковой отросток слепой кишки. У некоторых млекопитающих, например у кроликов, слепая кишка может достигать очень больших размеров относительно тела, и в ней в течение долгого времени переваривается грубая растительная пища, где ее расщепляют специальные бактерии. Очевидно, наши далекие предки тоже переваривали грубые растительные волокна в своей слепой кишке, но у людей она не играет особой роли в пищеварении, так что она сократилась всего до девяти сантиметров в длину, то есть до длины пальца. Длина всей же нашей пищеварительной системы от начала до конца составляет девять метров.

И хотя аппендикс уже совсем не участвует в пищеварении, он все же выполняет кое-какие функции. Он точно так же следит за состоянием того, что мы проглатываем, и проверяет пищу на наличие болезнетворных микроорганизмов. Подобно миндалинам, этот небольшой отросток иногда воспаляется и распухает (это называется «аппендицит»), из-за чего его приходится удалять хирургическим путем. И опять же, очевидного вреда организму от этого не бывает, потому что у нас остаются другие средства борьбы с чужеродными микроорганизмами.

Аппендикс — это часть тела, ставшая лишней в процессе эволюции, но некоторые из нас обладают еще двумя элементами, которые становятся лишними в процессе предродового развития. Это соски мужчин.

Почему у мужчин есть соски?

Точнее говоря, на мужской груди заметны не столько соски, сколько окружающая их область пигментированной кожи под названием «ареола» (от латинского слова areola, что означает «маленькая область»). Наличие таких явно бесполезных для мужчин образований — результат того, что во время эмбрионального развития организм приобретает половые признаки постепенно.

Возможно, для вас это станет неожиданностью, но все эмбрионы начинают развитие как женский организм, вне зависимости от того, к какому полу они принадлежат генетически — к женскому (с двумя X-хромосомами) или мужскому (XY). На ранних стадиях развития клетки, из которых формируются груди и соски, образуются в районе груди каждого эмбриона. Но если у зародыша имеются X– и Y– хромосомы, то примерно через шесть недель после оплодотворения на Y-хромосоме включается один из генов, от которого зависит формирование яичек. Яички в свою очередь производят гормон тестостерон, под влиянием которого эмбрион с хромосомами XY развивается как мужской организм. Без тестостерона эмбрион развивается как женский организм. (Тестостерон — один из гормонов, названных «андрогенами», от греческих слов anthropos, что означает мужчина, и genos — «рождение»). Но к тому времени, когда тестостерон начинает действовать, бывает уже слишком поздно, чтобы клетки будущих ареол исчезли. Вот откуда у мужчин соски.

В редких случаях зародыш с генами XY не реагирует на андрогены. Яички внутри организма производят тестостерон, но организм просто игнорирует его. Это называется синдромом нечувствительности к андрогенам. В данном случае изначальное развитие по женскому типу продолжается и далее, так что ребенок рождается девочкой, несмотря на наличие Y-хромосомы. Нечувствительность к андрогенам может быть полной или частичной; в случае полной нечувствительности у такой женщины не больше мужских черт, чем у любой другой представительницы ее пола. И в самом деле, даже у женщин с хромосомным набором XX в организме производится незначительное количество андрогенов, тогда как женщина с набором XY вовсе не реагирует на них. Правда, ей придется смириться еще с одним обстоятельством — у нее никогда не будет детей. У зародыша с хромосомным набором XX половые хромосомы включают развитие яичников, которые производят женские гормоны эстрогены (от греческих слов oistros — «страсть, ярость» и genos; такое название напоминает о том, что половые гормоны вызывают у многих животных повышенную возбудимость во время спаривания). Благодаря эстрогенам в организме формируется матка. Начиная с периода полового созревания внутренняя слизистая оболочка матки меняется каждый месяц, а окружение неоплодотворенной яйцеклетки выделяется во время менструации. У женщины с хромосомами XY имеются неразвитые внутренние яички, а не яичники; следовательно, в ее организме не созревают яйцеклетки, и у нее не бывает менструаций. Иногда такие особенности выясняются во время медицинского обследования, когда женщина обращается к врачу с вопросом, почему у нее нет менструаций. Во всех остальных отношениях у нее полностью женский организм. Без воздействия тестостерона на организм зародыша все мы рождались бы женщинами. Женский организм — это основа нашего развития, как о том свидетельствуют соски у мужчин.

Поведение

Мы уже затрагивали тему унаследованных программ поведения (плач, сосательный и хватательный рефлексы у младенцев, а также страх темноты), но есть и другие виды таких типов поведения, свойственные всем людям как представителям одного вида. Улыбка, смех, нахмуренные брови повсюду означают примерно одно и то же и распространены среди всех народов. Но другие приматы не разделяют с нами таких способов общения. Для шимпанзе и гориллы обнаженные зубы — знак агрессии. Улыбаться горилле было бы крайне неразумно.

У большинства видов есть особое поведение, связанное с ухаживанием за представителями противоположного пола, наблюдаемое в определенное время года, то есть в периоды спаривания, и активируемое половыми гормонами. Мы одни из немногих видов, у которого нет отдельного сезона размножения. Представители Homo sapiens могут размножаться в любое время года.

Уснуть и видеть сны…

Сон — это процесс, появившийся на довольно ранней стадии эволюционного развития. Для большинства животных постоянная активность на протяжении 24 часов в сутки — большая редкость. Нечто вроде сна наблюдается даже среди многих морских рыб: они останавливаются, опускаются на дно и почти не реагируют на происходящее вокруг. Ночью аквалангисты могут спокойно брать таких рыб в руки, но, если сделать слишком резкое движение, они вздрагивают, словно в испуге, и быстро уплывают прочь.

Некоторые ученые считают, что сон имеет очень важное значение для иммунной системы и что это своего рода «период перезарядки». Функция сновидений менее изучена, и неясно, насколько широко распространена в животном царстве, хотя всякий, кто наблюдал за спящей собакой, не сомневается, что эти животные разделяют с нами способность видеть сны.

Сон со сновидениями — это потенциально опасное состояние организма. Если начать реагировать на виртуальный мир снов так, как если бы это была реальность, то можно нанести себе повреждения. Наши спящие предки могли во время сна подойти прямо к хищникам или свалиться с деревьев, поэтому возникла необходимость как-то обездвижить тело во время сна. Естественный отбор отреагировал на это развитием своеобразного «сонного паралича». Во время сна наше тело расслабляется, и мышцы до некоторой степени отключаются от мозга, чтобы мы не ходили и не бегали, пока спим. Нетрудно объяснить, как возник такой механизм приспособления. Любое животное, которому гены не препятствуют передвигаться во время сна, вряд ли проживет достаточно долго, чтобы дать потомство.

Иногда у людей этот механизм не срабатывает, и они начинают ходить во сне. Это довольно сложный феномен — так называемые лунатики спят, но при этом реагируют на внешний мир, а не на мир сновидений. Они огибают предметы мебели и проходят через дверные проемы с открытыми глазами.

Иногда сонный паралич переходит в состояние полусна и полубодрствования, когда мы уже почти проснулись, но не можем пошевелиться, словно при настоящем параличе. В средневековой Европе считали, что в таких случаях людям на грудь садится злой дух, придавливая их к постели. Этого злого духа звали Мара — отсюда, кстати, и слово «кошмар». В наш технологически развитый век на смену легендам о злых духах пришли разнообразные легенды про инопланетян, которые посещают людей во сне и обездвиживают их. Я помню, как и сам испытал похожее чувство. Однажды, едва проснувшись, я решил, что все мое тело парализовано, а самого меня куда-то тянут вперед, и при этом мои ноги погружаются в матрас под углом почти в 45°. К счастью, это состояние прошло после того, как мне удалось пошевелить пальцами ног (очевидно, для инопланетян это был страшный жест).

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ

Проблемы нашего тела

Извилистый путь эволюции не прошел для нас бесследно и оставил немало физических проблем, одна из которых — боль в спине. Она имеет разные причины, но чаще всего возникает, когда человек в неудобной позе поднимает тяжелый груз.

Поясничный отдел позвоночника, расположенный на уровне талии, до сих пор может изгибаться в стороны, подобно позвоночнику рептилий, а также вперед и назад, подобно позвоночнику млекопитающих. Несмотря на то что каждый позвонок имеет смыкающиеся друг с другом выступы, ограничивающие движения позвоночника, он до сих пор представляет собой довольно гибкую конструкцию. Кроме того, он постоянно слегка изогнут, даже когда мы стоим прямо, и только относительно недавно (по геологическим меркам) стал подвергаться давлению сверху вниз. Это далеко не самое удачное расположение для конструкции, которая не предназначена для переноски больших тяжестей.

По этой причине тяжести рекомендуется поднимать, держа спину как можно вертикальней. Наклоняясь вперед или в стороны, а также при вращении талией, мы можем причинить себе два серьезных повреждения. Во-первых, может возникнуть так называемая межпозвоночная грыжа, или грыжа межпозвоночного диска. Диски — это своеобразные прокладки между каждой парой позвонков. Они способны слегка сдавливаться и амортизировать (то есть смягчать) движения позвонков, подобно подвижным суставам. У них внешняя жесткая оболочка, но мягкая внутренность. Если человек сгибает спину, а затем поднимает тяжесть, два позвонка могут сдавить диск неравномерно, защемляя одну его сторону и выпячивая другую (это все равно что сжимать вишенку пальцами до тех пор, пока из нее не выскочит косточка). Такое выпячивание давит на нервы, идущие вдоль позвоночника, что выражается в виде боли в нижней части спины и в ногах.

Второе возможное повреждение — это повреждение мышц. Когда позвоночник находится в вертикальном положении, он принимает часть груза на себя и действует как колонна. Если же он согнут, то основная часть груза достается мышцам, которые сильно растягиваются, чтобы удержать тело в вертикальном положении. В спине расположено очень много мышц, идущих в разных направлениях. Поднимая тяжелый груз резко и в неудобной позе, легко нанести им повреждения.

Мышцы спины можно повредить и по менее очевидным причинам. Если постоянно сидеть или спать в неподходящей позе, особенно на очень мягкой кровати, то можно растянуть мышцы спины и заработать себе боль на долгие годы.

Поврежденные мышцы спины доставляют боль при малейшей смене положения или при малейшем движении. Человек не может ходить или даже стоять до тех пор, пока спазмы или боль не пройдут, на что иногда требуется несколько дней. Но даже тогда мышцы полностью не восстанавливаются, и спина у человека остается слабой. Боль в пояснице — одна из самых частых причин невыхода на работу во всем мире. Мы всегда должны беречь свои позвоночник и спину, а для этого нужно сидеть, стоять и ходить в удобных позах.

Спина доставляет столько проблем в области поясницы, потому что в процессе эволюционного развития изначально она не была предназначена для того, чтобы находиться в вертикальном положении. По этой же причине возникают проблемы и в верхней части спины.

Обычно голова млекопитающего расположена в горизонтальном положении впереди позвоночника. Когда его что-то ударяет сзади, то все части тела как бы выстроены в одну линию, и неожиданное ускорение поглощается всей длиной скелета. В конструкции тела людей произошло несколько важных изменений: позвоночник вытянут вертикально; появился крупный и тяжелый мозг; в наследство от приматов досталась очень гибкая шея. Люди изобрели массивные средства передвижения, способные развивать неестественно большую скорость и врезаться в живые и неживые объекты.

Если стоящего или сидящего вертикально человека ударить сзади, то его позвоночник уже не поглощает всей силы удара и легко устремляется вперед. При этом наша тяжелая голова задерживается и отстает от него. Гибкая шея не способна удержать череп в прежнем положении относительно позвоночника. Вместо этого она действует как шарнир, позволяя голове свободно отклоняться назад. Удар может переломать шейные позвонки и серьезно повредить мышцы и нервы шеи.

Сердце

Из-за того что мы относительно недавно приняли вертикальное положение, наше сердце вынуждено перекачивать кровь по организму вертикально, а не горизонтально, причем так, чтобы она достигала мозга. Хождение на двух ногах сделало мышцы на этих ногах очень крепкими и сильными. В них постоянно содержится большое количество крови, которая должна вернуться обратно в сердце, несмотря на силу тяжести.

Во время эмоционального переживания рекомендуется менять позу. Лучше всего в состоянии волнения или слабости сидеть, а еще лучше — держать голову между коленями, чтобы кровь легче поступала к голове. Когда кто-то падает в обморок, мы кладем его горизонтально, лучше на бок — опять таки, для того, чтобы помогать сердцу перекачивать кровь.

Зубы

Пока мы были приматами, наши челюсти постоянно уменьшались вместе с крупными клыками. Теперь у нас гораздо более плоское лицо по сравнению с лицами наших предков. К сожалению, путем естественного отбора гораздо легче изменить форму чего-либо, чем количество. Некоторые из наших зубов стали меньше, но их по-прежнему 32, как у шимпанзе и горилл. Теперь этим зубам приходится тесниться в гораздо меньшем пространстве, поэтому они часто «выбиваются из строя» и принимают неестественное положение. Многие современные люди в детстве носят металлические скобки, призванные восстановить положение зубов.

Последними у нас вырастают четыре коренных зуба по краям рта — так называемые зубы мудрости. Когда они появляются, во рту уже бывает очень мало места, поэтому они сжимают расположенные рядом зубы или выбиваются из ряда.

Грыжи

Грыжа — это выход или выпячивание какого-либо органа из полости, где он расположен, через врожденное или приобретенное отверстие, например части кишечника между мышцами брюшной полости. Такого рода повреждение возникает вследствие резкого повышения давления на органы в случае сильного кашля или поднятия тяжестей.

Одна из самых распространенных видов грыж возникает как раз из-за того, что мы млекопитающие. Когда во время развития организма мужские яички опускаются из брюшной полости в мошонку, с каждой стороны в брюшной стенке остается слабое место. Впоследствии, при неблагоприятных условиях, такой участок может прорваться, и часть тонкой кишки выйдет через отверстие, образуя болезненное утолщение под кожей.

Обычный способ лечения грыж — хирургическое вмешательство, при котором вправляют кишку и закрывают отверстие. В крайнем случае оно может сузиться, и выступающая часть кишки окажется сжатой. Происходит так называемое ущемление грыжи — более серьезное повреждение, при котором может развиться непроходимость кишечника и нарушение его кровоснабжения.

У мужчин и женщин встречаются различные типы грыж. Чтобы их не было, лучше воздерживаться от поднятия слишком тяжелых вещей и от видов физической активности, при которых сокращаются мышцы живота и возникает сильное давление на брюшную полость.

Изнашивание органов

Все мы, за исключением обитателей самых бедных стран, живем гораздо дольше своих предков, ведь современные жизненные условия, виды нагрузок, эффективные лекарственные средства далеко превзошли все, что было раньше. К сожалению, многие части нашего тела изнашиваются, подобно тому, как изнашиваются детали механизмов. Похоже, что у них имеется некий «срок годности», после которого они уже работают не так хорошо, как прежде.

Особенно это касается суставов ног. Опять-таки, это связано с переходом к хождению на двух ногах. На протяжении большей части эволюционного развития каждая из наших четырех конечностей приспосабливалась выносить нагрузку тела. Сейчас же его вес приходится всего на две ноги, а во время ходьбы — и на одну, которая постоянно меняет положение и суставы которой вращаются под таким грузом. Мы также за последние несколько миллионов лет стали крупнее и тяжелее своих предков; многие из нас, живущих в современных городах, потребляют много легкодоступной жирной пищи и недостаточно двигаются, от чего, конечно, нашим ногам нисколько не становится легче.

Концы костей в суставах покрыты гладким хрящевым слоем и смазаны особой жидкостью, уменьшающей трение. С возрастом хрящевой слой стирается, и обнажается кость, из-за чего сила трения в суставе повышается. Такое состояние называется «остеоартрит» (буквально «воспаление суставов»). Остеоартрит может наблюдаться и между позвонками шеи или поясничными позвонками, а также в суставах пальцев рук и ног.

В экстремальных случаях помогает хирургическое вмешательство (если, конечно, оно доступно). Иногда позвонки в позвоночнике срастаются между собой, что ограничивает его подвижность, но препятствует взаимному трению позвонков. Чтобы восстановить подвижность ног, концы костей в коленном или тазобедренном суставах удаляются хирургическим путем, а на их место вставляются металлические или пластиковые суставы. Они не так крепки, как естественные, но значительно улучшают состояние пациента.

Ближе к старости слабеют и наши мышцы, но они никогда не изнашиваются подобно костям, особенно если их регулярно тренировать. Еще ни один человек не утратил способности говорить только из-за того, что его язык износился.

С возрастом ухудшается состояние не только суставов — разрушаются и выпадают зубы, органы чувств теряют свою былую остроту. И опять-таки, мы единственный вид, который решает все эти проблемы с помощью технических средств — люди изобрели зубные протезы для жевания; очки, контактные линзы и лазерную коррекцию для улучшения зрения; слуховые аппараты (и менее удобные для окружающих регуляторы громкости бытовых приборов) для улучшения слуха. Все эти приспособления и хирургические операции — впечатляющие примеры уникальной способности нашего вида придумывать хитроумные решения для преодоления своей природной ограниченности и воплощать задуманное в жизнь. Пересадка органов, переливание крови, хирургия головного мозга и множество других примеров, которые мы сейчас воспринимаем как данность, — все они свидетельствуют о том богатом воображении и умении приспосабливаться, недоступных большинству других видов на протяжении последних трех с половиной миллиардов лет. Кто хотя бы тысячу лет назад мог представить, что жизнь человека будут спасать путем пересадки сердца другого, погибшего человека или что можно выкачать из человека всю кровь, очистить ее и снова закачать — и все это, пока он спокойно сидит и читает книгу? Мы и в самом деле удивительный вид.

Старение

Старение — это не только постепенное изнашивание некоторых наших органов, это более глубокая и общая проблема. С возрастом слабеет наша иммунная система; ухудшается пищеварение; теряют упругость легкие, затрудняя дыхание; сердце все хуже справляется со своей работой; артерии утолщаются; нарушается температурный режим, из-за чего мы ощущаем холод даже в теплую погоду. Потеря нервных клеток в мозгу влияет на память, почки хуже фильтруют кровь, а мочевой пузырь теряет мышечный тонус, вследствие чего нам приходится чаще ходить в туалет, особенно по ночам. Меняется и наша внешность — кожа становится тоньше, на ней появляются морщины; волосы седеют или выпадают, мышцы слабеют; нам становится труднее избавляться от излишков жира, особенно в талии. Уши удлиняются и утолщаются, у мужчин там вырастают неопрятные на вид волосы, особенно у входа в слуховой проход. Кости становятся более пористыми и теряют свою массу; позвонки становятся тоньше, как и диски между ними, из-за чего рост человека уменьшается, а сам он сутулится.

Всем этим напастям ученые предлагают различные объяснения. Некоторые утверждают, что клетки имеют ограниченный срок активной жизни и что они на самом деле (а не метафорически) имеют «срок годности». Как только жизнь клетки заканчивается, ее гены автоматически ее разрушают. Примерно то же самое происходит во многих тканях на ранней стадии жизни, когда одни клетки отмирают, а им на смену приходят новые. Процесс замены клеток происходит в коже, где новые клетки постепенно выходят на поверхность и образуют защитный слой, который постоянно стирается (пыль в доме отчасти состоит из таких опавших с нас клеток кожи). Согласно одной из теорий, такое отмирание рано или поздно ожидает все наши клетки.

Среди других предполагаемых виновников старения — так называемые свободные радикалы (электрически заряженные молекулы). Свободные радикалы образуются в клетках в результате естественных химических процессов с выделением энергии. Это своего рода химические отходы клетки, и если их ничто не нейтрализует, то они могут стать очень опасными. В молодости организм производит естественные антиоксиданты, которые нейтрализуют свободные радикалы, но позже он уже не справляется со всем загрязнением, и радикалы постепенно разрушают наше тело, повреждая гены, следящие за правильной работой клеток. Некоторые исследователи считают, что это главная причина старения.

Старение и гены

Некоторые ученые полагают, что старение — это результат действия генов, оказывающих вредное влияние на организм (возможно, посредством сокращения производства антиоксидантов), но проявляющих свою активность только на поздней стадии жизни человека.

Не все гены активны с момента оплодотворения яйцеклетки в матке. Некоторые находятся в спящем состоянии до позднего срока, когда они «включаются». Период полового созревания, когда ребенок превращается во взрослого, — хороший пример того, как спящие до поры до времени гены просыпаются и начинают свою работу по выработке изменяющих тело гормонов.

Все наши гены в процессе эволюции произошли от более древних генов. Со временем гены меняются (мутируют), и эти изменения не всегда бывают благоприятными для их владельца. Но даже вредные гены могут сохраняться в популяции; все зависит от того, когда они включаются.

Мутировавшие гены, которые включатся до наступления репродуктивного возраста, то есть до периода размножения, и которые мешают их владельцам взрослеть или заводить детей, исчезают из популяции быстро. Если же ген включается до репродуктивного возраста, но при этом не мешает заводить детей или даже увеличивает их количество, то он легко передается следующему поколению. Но если ген включается ближе к концу жизни, то он всегда передается следующему поколению, независимо от того, благоприятная это мутация или неблагоприятная. Следовательно, гены-разрушители, проявляющие свою активность в старости, сохраняются всегда. Некоторые ученые предполагают, что старение связано с тем, что в организмах накопились именно такие типы генов.

Старость и естественный отбор

Если некоторые гены могут сохраняться, несмотря на то что доставляют вред своему владельцу, получается, что естественный отбор не делает их владельцу никаких поблажек. Так и есть. Лучше всего объяснить это с помощью следующей аналогии.

Эволюция это как эстафета, в которой роль эстафетной палочки исполняют гены. Во время спортивного забега все внимание комментатора сосредоточено на спортсмене с палочкой, но только до тех пор, пока он не передаст палочку следующему бегуну. Как только спортсмен номер один передает эстафету номеру два, комментатор тут же переключается на второго, и его не интересует, как первый спортсмен замедляет движение, как он тяжело дышит, наклоняется вперед и опирается руками о колени. Все внимание теперь обращено на второго бегуна с палочкой в руке. Комментатору все равно, упал ли первый бегун или остался стоять на ногах. Эволюция действует так же. Как только гены переданы следующему поколению и его представители стали независимыми от родителей, эволюции все равно, упали родители или нет. О них теперь можно не заботиться. Они уже выполнили свою задачу и передали палочку. На этой стадии им уже не обязательно оставаться сильными и здоровыми. Естественный отбор переключился на их детей.

Конечно, мы старимся, даже если у нас нет детей, причем примерно с той же скоростью, что и наши родители (хотя родителям и может казаться, что они старятся быстрее). Продолжая аналогию, бездетного человека можно сравнить с бегуном, который споткнулся и упал до того, как успел передать эстафетную палочку. Естественному отбору, как и комментатору, нет дела до тех, кто сошел с дистанции.

Ранее мы уже говорили о том, что роды потому такие болезненные, что им просто не обязательно быть безболезненными. Здесь можно добавить, что наш организм стареет потому, что ему не обязательно оставаться молодым. Его дело сделано, как сделано дело растения, роняющего семена. После этого естественному отбору все равно, когда и как это растение увянет и погибнет.

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ

Наш мозг

Homo sapiens — один из множества биологических видов, но он уникален тем, что старается приспособиться к любым условиям. Мы не занимаем какую-то определенную нишу подобно множеству других видов. Мы не полагаемся только на один источник пищи; мы не ограничены одним климатическим поясом; мы не обитаем только в горах или в пустынях. Мы можем освоить практически любое место и употреблять любую пищу. Когда наши предки эволюционировали в Африке, они не были приспособлены к жизни в Лапландии или в бассейне реки Амазонки, но человек там выжил благодаря своему разуму, который помогал ему решать разнообразные проблемы, приспосабливаться к новым условиям обитания, изготавливая одежду и добывая пищу из того, что оказывалось под рукой.

Наше умение приспосабливаться оказалось замечательным свойством, благодаря которому наши гены успешно передавались из поколения в поколение, пока численность людей значительно не возросла и они не покорили всю планету. Теперь нас так много, и мы настолько технологически развиты, что наше существование представляет угрозу для всей окружающей среды и для других видов. Если бы свойствами Homo sapiens обладало какое-нибудь растение, то его сочли бы очень опасным сорняком. Мы — величайший сорняк Земли.

Возможно, так получилось, потому что эволюция не предназначала нас к тому, чтобы стать глобальным видом. Мы широко распространились по всему миру относительно недавно и до сих пор не научились мыслить масштабно. Для большинства из нас «мир» до сих пор заканчивается горизонтом. Больше всего нас заботят наши личные дела и дела нашего местного сообщества, а не потребности и проблемы человечества в целом. Мы говорим, что нужно остановить глобальное потепление, но при этом не перестаем пользоваться автомобилями. Мы стремимся искоренить бедность и нужду во всем мире, но при этом отмечаем две тысячи лет со дня рождения Христа тем, что тратим 800 миллионов фунтов стерлингов на установку огромного тента в Лондоне. Мы по своей природе местный вид; психологически мы еще не покинули свою деревню и пользуемся разумом прежде всего для получения знания, а не для осмысления того, что оно нам несет.

Homo sapiens, «человек разумный»

Мы, безусловно, воспринимаем себя как самый разумный вид планеты. Даже признавая, что тело человека немногим отличается от тела шимпанзе, большинство из нас считает, что по своему интеллектуальному развитию человек бесконечно превосходит все остальные формы жизни, что дает ему право считаться венцом природы.

Нам кажется, что мы понимаем значение слова «разумный», но, если попросить нас дать определение, мы, скорее всего, скажем, что это значит «умный», «интеллектуально развитый», «умеющий мыслить» и т. п. Но все это лишь слова, и ни одно из определений до конца не объясняет сути дела. Если мы самый разумный вид на планете, то мы вроде бы должны прекрасно понимать, что же такое «разум», но понять это не так-то легко. Теме разума и интеллекта посвящаются разнообразные конференции, на которые съезжаются сотни ученых, но они возвращаются домой, так и не приблизившись к ответу. Есть даже мнение, что лучше всего прекратить рассуждать о разумности, потому что дать ему определение невозможно, но для этого уже слишком поздно. Есть слово, которое используют все кому не лень, причем, похоже, все понимают его более или менее одинаково. Мы все как бы понимаем, о чем идет речь, хотя и не можем объяснить, что же это такое.

Если бы нам предложили подобрать понятие, аналогичное разумности, то большинство из нас, пожалуй, сказало бы, что это «сила». Сила — это то, чем все мы обладаем в той или иной степени; людей можно сравнивать по их силе и распределять от слабых до сильных. Разумность в таком случае можно понимать как нечто вроде «силы мозга», но насколько оправдано такое сравнение? Может, можно получить кое-какие догадки, посмотрев, как мы используем слова «разум» и «ум»?

Природа разума

Никто сейчас не сомневается, что разум — это всего лишь свойство нашего мозга. Хирург не может вскрыть наш разум и исследовать его под микроскопом. Никто также не отрицает, что если о ком-то говорят, будто он разумный человек, то это комплимент. Нам нравится, когда окружающие выражают хорошее мнение о наших умственных способностях. Кроме того, мы считаем, что ум — это относительное качество. По этому параметру мы сравниваем людей друг с другом или представителей других видов с людьми. Если какие-то люди могут решать в своем уме недоступные нам задачи, мы говорим, что они очень умные. Если животные ведут себя как люди, мы говорим, что они тоже умные (хотя, конечно, никто не сомневается, что они не такие умные, как мы).

Умственные способности других видов мы проверяем с помощью тестов, на которые заранее знаем ответы, и наблюдая, как ведет себя животное, этих ответов не знающее. Это довольно эгоцентричный, если не сказать самонадеянный подход. С помощью таких критериев просто невозможно узнать, насколько разумны шимпанзе, собака или кит. Подобный подход — отзвук устаревших взглядов натуралистов XIX века, которые воспринимали эволюцию как лестницу, по которой виды постепенно поднимаются к совершенству и на вершине которой восседает человек как самый развитый и разумный вид. Эти натуралисты пытались расставить все виды по ступенькам и определить, насколько далеко они отстоят от человека.

К сожалению, такое восприятие эволюции в корне своем неверно. Эволюция — это не лестница. Каждый существующий ныне вид эволюционировал столько же времени, сколько и любой другой; каждый существующий вид — победитель в борьбе за выживание (он же существует) и настолько интеллектуально развит, насколько это нужно для его выживания. Было бы ошибкой считать, что другие виды эволюционировали, как и мы, а потом вдруг остановились на какой-то ступени, не дойдя до вершины. Каждый вид следовал своим эволюционным путем. Невозможно сравнивать мозг собаки с мозгом кита. Собака настолько умна, насколько это нужно собаке в ее среде обитания, а кит настолько умен, насколько это нужно киту в его среде обитания. Сравнивать их между собой все равно что задавать вопрос: «Что лучше, дуб или селедка?» Лучше для чего? Они эволюционировали по-разному и по-разному приспосабливались к различным условиям. Это не сравнение подобного с подобным, и те, кто занимается таким делом, демонстрируют свое непонимание эволюции и в конечном итоге природы вообще.

Что не принадлежит сфере разума

Во второй главе я сказал, что два основополагающих принципа познания мира человеком — это логика и интуиция и что наука отражает логический подход, а религия — интуитивный. Вообще-то второй подход охватывает нечто большее, чем интуиция и религия; к нему относится и наше представление о морали, которое часто вступает в противоречие с научным подходом. Наука задает вопросы типа «Можно ли?..» («Можно ли создать атомную бомбу?», «Можно ли прожить, не употребляя в пищу мяса?», «Можно ли клонировать людей?»). Ненаучная сторона человеческой психики задает вопросы типа «Нужно ли?..». По существу, это гораздо более важный вопрос. Люди отличаются, как вид, не столько способностью манипулировать природой, сколько способностью задавать вопрос «А нужно ли нам это делать?».

Мы можем спокойно направлять все наши знания и ресурсы на то, чтобы отправить зонд к Марсу, тогда как в другой части света дети умирают от нехватки чистой воды и от легкоизлечимых инфекций. Мы допускаем это, потому что они не наши дети и они умирают не у нас на глазах. Мы, конечно, понимаем, что их положение крайне незавидное и что лучше бы они не умирали, но предпочитаем ничего или почти ничего не делать для их спасения. Своими техническими достижениями мы уверяем себя в своей разумности, но наши практические поступки редко оправдывают это высокое самомнение.

Тем не менее, говоря о себе как о «виде в целом», мы вспоминаем прежде всего о гуманности, то есть «человечности», выделяющей нас на фоне остальных видов, но эти слова не отражают нашу разумность. Похоже, что мы предпочитаем определять себя не по результату деятельности мозга, а по испытываемым нами чувствам.

Если далее рассуждать в этом ключе, то можно заметить, что мы называем Эйнштейна очень умным человеком, но о выдающемся художнике Рембрандте говорим, что он был талантливым. Получается, что мы не считаем умение рассуждать таким уж важным качеством для людей искусства. (Я не утверждаю, что художники лишены мыслительных способностей, просто говорю, что мы не требуем от них особого ума.) Такое противопоставление науки и искусства кажется очень глубоким. Оно, опять-таки, отражает различные грани нашего понимания того, что значит быть человеком. О произведении искусства мы говорим, что оно «отображает чувства», «заставляет биться сердце» или «волнует душу», но мы не говорим, что оно «очень умное» или «говорит о развитом мозге автора». Что же касается души, то это ускользающее понятие чаще идет в паре с сердцем, чем в паре с мозгом. Может, разумность — это всего лишь умение оперировать знанием?

Знание и разум

Если задуматься о людях, которых мы называем умными, то окажется, что мы редко называем умными тех, кто не обладает обширными знаниями хотя бы в какой-то отдельной области. Одни обладают академическими познаниями в ядерной физике, другие в практических вопросах, вроде дипломатов, пытающихся предотвратить войну. Похоже, какой-то объем знаний необходим для того, чтобы человека назвали умным. С другой стороны, даже очень большой объем знаний еще не предполагает разумности. Даже самый большой компьютер в мире пока нельзя назвать разумным, как и нельзя назвать особо умным человека, знающего наизусть почтовые индексы всех населенных пунктов Норвегии (возможно, среди своих знакомых он прослывет просто чокнутым).

С другой стороны, некоторых людей можно назвать умными, несмотря на недостаток познаний. Дети-вундеркинды еще не прожили достаточно, чтобы накопить много знаний, но в своей сфере они поистине демонстрируют чудеса разума. Правда, специализация у них часто бывает очень узкой. Вундеркинды обычно преуспевают в таких дисциплинах, как математика, музыка или шахматы. Это составные дисциплины, требующие понимания того, как взаимодействуют несколько слоев простых конструкций. Математика, по существу, это умение складывать и вычитать, и даже вычитание представляет собой складывание наоборот. Шахматы — это небольшое количество фигур, каждая из которых передвигается строго определенным образом. Главная трудность этих дисциплин заключается в том, что простые элементы складываются в бесконечное количество сочетаний, дающих разные результаты. Это все равно что дать опытному каменщику множество одинаковых кирпичей с раствором и попросить его построить дом. Разнообразие исходных материалов ограниченно, но искусство заключается в том, чтобы уметь создавать из них разные конструкции. Вундеркиндов бывает мало в таких областях, как медицина, архитектура, машиностроение и множество других, потому что они требуют знаний — обширного свода исходных данных. Шестилетний ребенок еще не приобрел такие знания. Вундеркинды легко осваивают некоторые предметы, потому что их мозг работает быстрее по сравнению с мозгом некоторых других людей, но у них нет времени на то, чтобы накопить достаточно знаний для демонстрации удивительных способностей в других областях.

Итак, разум до некоторой степени связан с накоплением знаний и информации об окружающем мире, но само по себе знание это не вполне то, что подразумевается под разумом и умением мыслить.

Любознательность и разум

Пожалуй, мы единственный вид, задающий себе вопросы «Как образовались звезды?», «Как устроен атом?» и «Как континенты двигаются по поверхности твердой Земли?». Это проявление заложенного в нашем виде любопытства, иначе говоря — любознательности, стремления узнавать новое. Любознательность сама по себе опасная штука, и еще более опасной была в диком мире наших предков, но преимущества она дает значительные. Это форма получения знаний. Когда мы слышим, как некто задает вопрос «Почему?», мы называем это умным вопросом не потому, что любознательность это форма разума, а потому, что мы подсознательно проводим связь между знанием и разумом, подтверждая точку зрения, согласно которой разум — это способ получения знаний.

Язык и разум

Мы можем задавать вопрос «Почему?», так как освоили развитый устный, а в недавнее время и письменный язык. Философы любят повторять, что развитие языка — это прежде всего показатель нашей разумности, но имеет ли такое высказывание смысл, мы поймем только после того, как решим: что же такое разумность и что же такое язык (еще одна проблема, связанная с определениями слов)? Большинство видов имеет средства коммуникации. Собака, воющая от боли, производит звук, имеющий определенное значение для других представителей ее вида, а также и для некоторых других видов. То же самое касается скуления, лая и ворчания. Разве это не язык?

Собака использует звуки для передачи своего эмоционального состояния. Другие виды используют язык для передачи информации. Мы, конечно, делаем это чаще остальных, но мы далеко не единственные в своем роде. Собаки также могут научиться понимать слова вроде «обед», «гулять», «кошка» и «сидеть». Эти слова передают не эмоции, а информацию. И не только млекопитающие общаются таким образом. Пчелы, нашедшие хороший источник нектара, возвращаются в улей и говорят другим рабочим пчелам, куда нужно лететь. Они сообщают эту информацию своими движениями и ориентацией тела во время движений. Таким образом, можно сказать, что они общаются посредством танца. После этого рабочие пчелы, не знавшие маршрута до цели, летят и добывают нектар там, где нужно. Таково преимущество языка, который передает факты, над языком, который передает эмоции.

Для большинства животных знание — это результат личного опыта (который подразумевает также наблюдение за другими животными). С развитием языка появилась возможность получать знания на основе опыта других. Нам больше не нужно самим наблюдать за чем-то, чтобы узнать об этом побольше. Мы знаем, что электричество опасно, и мы знаем, что нельзя хвататься за провода без изоляции, потому что нам об этом рассказали. Нам вовсе не обязательно испытывать на себе электрошок, чтобы продемонстрировать свою разумность и не хвататься за голый кабель.

Возможно, и нельзя с уверенностью утверждать, что развитый язык доказывает нашу разумность, но язык значительно увеличивает нашу способность казаться разумными, так как помогает получать большое количество знаний непропорционально нашему личному опыту.

Разум и разумное поведение

Я опять попадаюсь в ловушку, утверждая, что мы не знаем, что такое разум, но можем представить, что мы знаем. Это ничего не значит до тех пор, пока мы не постараемся найти определение. Если разумность это не знания, тогда, возможно, это то, как мы поступаем с этими знаниями? Может ли разумность быть способностью применять знания на практике таким образом, чтобы увеличивать свои шансы на выживание и приспосабливаться к переменам? Является ли разумное животное приспосабливающимся животным?

Мы, пожалуй, самые приспосабливающиеся животные за всю историю нашей планеты, как мы заметили это в первых строках данной главы. Для наблюдателя такая способность к приспосабливанию (адаптация) определенно служит показателем разумности, но, хотя до сих пор я говорил о разуме и разумном поведении как об одном и тоже, на самом деле это не одно и то же. Гораздо легче построить робота, который будет казаться разумным, чем построить робота, который будет на самом деле разумным. Разумное поведение — это поведение, соответствующее обстоятельствам; соответствующее потому, что увеличивает вероятность выживания и достижения других целей. Мы можем сконструировать робота, который проходит через лабиринт, но мы знаем, что роботы неразумны (мы еще не умеем делать разумных роботов). Когда животное проходит лабиринт, мы считаем это показателем разумности. Но на самом деле это образец разумного (или даже «кажущегося разумным») поведения, не обязательно связанного с умственными способностями животного или с его разумом. В этом случае мы только предполагаем, что разумное поведение обусловлено умением мыслить. Наше адаптивное поведение — всего лишь разумное поведение, а не проявление разума как такового. Осмысление поведения осложняет тот факт, что его можно рассматривать с разных точек зрения. С одной стороны, вид, который придумал способ многолетнего хранения пищи в вакуумных упаковках, можно считать в высшей степени разумным. С другой стороны, вид, придумавший закрывать еду в металлические контейнеры, которые невозможно открыть любой частью тела, а только лишь специальным устройством, не поставляемым вместе с упаковкой, может показаться в высшей степени глупым.

Разум как способ мышления

Если разум это не способ поведения, то можно ли его назвать способом мышления? Опираясь на известные нам факты, мы можем прийти к выводу, что случилось в прошлом, или предсказать, что произойдет в будущем, узнать о том, что не видели своими глазами и о чем не знали даже со слов других людей. Это, вне всякого сомнения, мощный инструмент познания, но нечто в таком роде умеют делать даже компьютеры, если им предоставить достаточно информации и запрограммировать с помощью команд «если, то». (Вывод: «Если пирог исчез, когда в комнате находился только один человек, то этот пирог съел этот человек». Предсказание: «Если солнце взошло сегодня примерно в 6 часов утра, то завтра оно взойдет примерно в 6 часов утра».) При условии достаточного количества информации и неограниченного времени делать такие умозаключения можно, даже не обладая особой разумностью. Однако мысли не всегда следуют по прямому пути дедуктивной логики. Многие идеи посещают головы мыслителей внезапно, как будто их туда затолкали извне. Возможно, это функция нашего подсознания, сопоставляющего факты в то время, пока сознание занято другими делами; когда все кусочки мозаики складываются в одно целое, подсознание подсовывает сознанию готовые выводы — ничего таинственного, но, по всей видимости, компьютеры пока не способны на такие умозаключения. Можно ли такую способность подсознательно приходить к выводам быстрым путем назвать показателем разумности? Мы называем это «озарением», и если бы мы считали это показателем разумности, то вряд ли изобретали бы для таких случаев отдельное слово. Если озарение не показатель разумности, то, может, логическое мышление лучший кандидат на эту должность?

Разум и логическое мышление

Логическое мышление — это способность решать задачи в уме с помощью упорядочивания информации и построения умозаключений с логическим выводом. Логическое мышление освобождает нас от метода проб и ошибок; это еще один способ сэкономить время и энергию. Например, если мы пришли в магазин в поисках серого костюма и точно знаем, что синие костюмы продаются на втором этаже, то можем прийти к выводу, что серые костюмы также продаются на втором этаже. Такой вывод позволяет нам сэкономить время и не обыскивать весь магазин метр за метром.

Однако логическое мышление в сравнении с озарением может показаться слишком нудным занятием. В отличие от озарения, мы обычно осознаем каждый шаг в рассуждениях и переходим от одного умозаключения к другому, пока не придем к выводу.

Обычно людей, демонстрирующих способности к логическому мышлению, мы называем умными, но для постороннего наблюдателя связь между умением делать логические выводы и разумом кажется далеко не столь очевидной. Пусть логическое мышление это способность следовать вдоль логической цепочки мысли, но часто на основании одних и тех же данных можно прийти к разным выводам, свидетельствующим о разной степени ума.

Вот простая задача на логическое мышление, подобная тем, что печатаются в многочисленных книгах и предлагаются в тестах на проверку способностей (хотя я надеюсь, что этот конкретный пример никогда не будет предложен в тестах).

Запишите два следующих числа в данной последовательности:

2 4 6 _ _

Например, три человека дали такие ответы:

2 4 6 8 10

2 4 6 10 16

2 4 6 22 116

Таким образом, правильным и разумным нам сразу же кажется первый, потому что следующее число больше предыдущего на два, и это вроде бы логично. Получается, что два других человека дали неверный ответ, так что можно утверждать, что их умственные способности ниже умственных способностей первого.

Но что, если второй человек распознал последовательность как ряд групп из трех чисел, в которых третье число образуется посредством сложения первых двух? Получается, что:

2 + 4 = 6

Из этого следует:

4 + 6 = 10; 6 + 10 = 16

Третий человек увидел в последовательности ряд пар, в которых два числа умножаются, а затем разность между ними вычитается для вычисления следующего числа:

2 × 4 = 8; 4–2 = 2

Значит, следующее число: 8–2 = 6

По этой же схеме будут вычисляться и другие числа последовательности:

4 × 6 = 24; 6–4 = 2 => 24–2 = 22

6 × 22 = 132; 22–6 = 16 => 132–6 = 116

Все три рассуждения с математической точки зрения верны и логически корректны (а если вам нечем заняться в субботу вечером, можно попробовать найти и другие решения). Двое последних опрошенных не только продемонстрировали свои способности к логическим умозаключениям, но и оригинальность, отсутствующую в первом случае. Это ли не показатель большего ума? Мы часто уважаем людей, которые могут найти новые решения старых проблем.

Озарение не всегда кажется связанным с интеллектуальными способностями мыслителя, но логические рассуждения можно проследить шаг за шагом (если удосужиться расспросить мыслителя о ходе рассуждения), и они кажутся более впечатляющими, когда их объясняют. Но является ли разум способностью приходить к логическому выводу или способностью объяснить, как к такому выводу пришли? Если сознание решает проблему посредством логических рассуждений, а подсознание решает ее посредством озарения, то ни одна из этих частей нашего разума не может претендовать на то, чтобы считаться более «разумной» по сравнению с другой.

Оригинальность и разум

Я сказал, что мы часто уважаем людей, которые могут найти новые решения старых проблем. Мы считаем способность найти идею, которая еще никому не пришла в голову, показателем развитого интеллекта, но только если она отвечает двум критериям — она должна быть практичной и социально приемлемой.

Любой, кому придет мысль отправить всех юристов Земли на Марс, для того чтобы они поделили его поверхность на участки в целях последующей колонизации, вряд ли обладает большим интеллектом, потому что вне зависимости от новизны (и социальной приемлемости) эта идея неосуществима на практике. Также и у Адольфа Гитлера были весьма оригинальные идеи, которые он воплощал на практике, но все они были социально ужасны, и он остался в истории вовсе не как образец великого ума.

Но способность придумать новую, практичную и приемлемую идею — это всего лишь показатель разума, а не сам разум.

Воображение и разум

С оригинальностью тесно связано воображение. Мы ценим свое воображение (хотя и вынуждены признать, что не можем оценить воображение других видов). Воображение — мощное орудие. Оно позволяет создать вымышленный полигон для разработки и проверки новых идей в безопасном окружении. Мы используем свое воображение как симулятор реальности, где может произойти самое худшее, но никто от этого не пострадает. Следовательно, мы можем подготовиться к любой ситуации в будущем и сделать правильный выбор, когда в реальной жизни встретимся с ней впервые.

Как следствие, наше воображение придает нашему поведению видимость разумности, но, опять-таки, это еще не сам разум.

Технология и разум

Иногда мы используем свое воображение не только для проверки вероятных сценариев поведения в будущем. Иногда мы воображаем себе невероятное. Мы представляем, что дышим под водой или ходим по Луне, а потом отталкиваемся от этой идеи и воплощаем ее в жизнь при помощи технологий.

Может показаться, что самое яркое подтверждение нашей разумности — это умение пользоваться орудиями труда, но в этом мы не единственный вид. Некоторые шимпанзе при помощи листьев травы вылавливают термитов из их гнезд; другие шимпанзе раскалывают орехи, положив их на камень и ударяя сверху другим камнем. Европейские дрозды кладут улитку на камень и раскалывают ее, ударяя по ней своим клювам, а некоторые птицы пользуются веточками, чтобы доставать насекомых из коры деревьев.

Но наши технологии отличаются от умения пользоваться орудиями, присущего другим видам, по двум критериям. Животные используют природные объекты (тщательно выбираемые, но в их изначальном виде), тогда как мы изменяем или создаем собственные орудия труда. Кроме того, они пользуются орудиями для удовлетворения своих насущных потребностей (поиска пищи, например), тогда как мы используем технологии как для удовлетворения насущных потребностей, так и для тех, без которых можем обойтись (например, гладить одежду или сооружать садовых гномов). Мы можем заниматься тем, что не требуется для выживания, потому что благодаря технологиям мы легко удовлетворяем все основные потребности — в наши дома поступает вода, а в местных магазинах имеются запасы пищи. Теперь мы больше времени уделяем необязательной деятельности. Ньютону и Эйнштейну не нужно было охотиться на диких зверей, собирать фрукты или строить жилище, поэтому они посвятили свое свободное время размышлениям о гравитации и о том, что будет, если двигаться со скоростью света. Весьма мощное сочетание знания, любознательности и воображения позволило нам приступить к исследованию всех проявлений реальности в попытках изучить Вселенную.

Мы единственный вид, пользующийся орудиями труда для того, чтобы осуществить на практике свои мечты; но, пожалуй, для человека характерно скорее, не умение разрабатывать технологии, а то, что нам хватает смелости пользоваться ими. Наша непоколебимая уверенность в том, что мы способны совершить самый невероятный скачок в воображении, а затем воплотить все это на практике, — это наше самое сильное и одновременно самое опасное качество.

Тем не менее технология — это всего лишь показатель разумности, но не сам разум.

Гены и разум

Закодированы ли наши умственные способности в генах? Двести лет назад представителей рабочего класса в Великобритании считали безнадежно глупыми и не способными к обучению (хотя это утверждали не сами рабочие, а выходцы из привилегированных классов, получившие образование). В то время в Шотландии было четыре университета, в Англии два, а в Уэльсе ни одного. В настоящее время в стране насчитывается более ста университетов и десятки колледжей, дающих сравнимое с университетским высшее образование. Сегодня мы не сомневаемся (по крайней мере, я не сомневаюсь) в том, что практически любой человек может получить высшее образование, если он заинтересован в этом и если оно ему доступно. Большинство выпускников университетов и колледжей в настоящее время — это потомки рабочих, которых 200 лет назад считали необучаемыми.

Никто не оспаривает тот факт, что мозг у разных людей разный; это естественная вариация «сырого материала» эволюции. Можно сказать, что мозги разных людей настроены на разную волну. Кому-то легче даются языки, другим — математика или составление чертежей. Все мы разные по своей природе. Когда мы находим свое призвание и, благодаря мотивации, преуспеваем в выбранной сфере деятельности, мы кажемся интеллектуально развитыми и в высшей степени разумными. Если мы не находим своего призвания или лишены мотивации, то можем показаться чрезвычайно глупыми.

Много лет назад, когда я работал на железной дороге, у меня был товарищ по имени Боб. Однажды, когда мы коротали ночную смену зимой, разговор зашел о школе. Боб вспомнил, как ненавидел математику, как его сочли безнадежным к арифметике и как он завалил экзамены. Рассказав об этом, он открыл «Спортивную газету», прочитал статью о скачках и в уме вычислил шансы на победу и потенциальный выигрыш на тотализаторе сразу по трем лошадям — задача, которая доставила бы головную боль и солидному суперкомпьютеру. Боб ненавидел математику, но это для него была не математика, а азартная игра, а он обожал азартные игры. Вряд ли бывший учитель Боба подозревал, что из него выйдет настоящая звезда вычислений в уме, но ведь и игру на тотализаторе в школе не проходят. Иногда люди настолько умны, насколько им это нужно.

Так что же такое разум?

У меня (и ни у кого другого) нет четкого ответа на этот вопрос, но вот вам мое мнение. Разум не имеет ничего общего с нашим поведением. Это не то, что проявляется внешне. Разум, если он вообще существует, это внутреннее свойство. Это даже не способ мышления, это тот факт, что мы способны мыслить. Сейчас, когда я пишу эти слова, я стараюсь упорядочить свои мысли. Я не реагирую на окружающий мир, я устремляю свой мысленный взгляд внутрь и формулирую абстрактные умозаключения. Мы все так делаем, и эту нашу способность можно назвать разумом. Все мы разумны. Нельзя измерить степень разумности, как и нельзя сравнивать людей по тому, насколько развит их ум. Интеллект может проявляться по-разному у разных людей, но это лишь внешнее проявление разума, а не его внутренняя природа.

Ранее я говорил о том, что мы интуитивно сравниваем разум с силой. После некоторых раздумий я пришел к мысли, что разум лучше сравнить с понятием «общество».

Общество — это то, что появляется в популяциях человека, когда они становятся достаточно сложными. Оно не существует независимо от популяций, и оно не является результатом сознательного стремления человека создать его. Общество появляется автоматически, как только собираются и начинают общаться между собой два-три человека, и общество из 20 человек отличается и ведет себя иначе, чем общество из 20 000 человек. Чем крупнее популяция, тем более сложным становится общество. Мы можем сравнивать свойства разных групп, но не степень «общественности» каждой из них. Говоря другими словами, нет более «общественных» или «менее общественных» групп людей.

Разум можно понимать примерно так же. Это некая функция сложного мозга. У всех нас есть разум, и мы можем сравнивать различные действия, которые люди выполняют с помощью разума, но нельзя сравнивать саму разумность. Ни один человек не разумнее другого, как ни одна группа людей не «общественней» другой.

Мы говорим о разуме как о данности, а об уме как о том, что передается по наследству, как будто есть люди очень умные и есть люди очень глупые. Если разум это просто способность думать (каковая, вероятно, имеется у многих животных), то ум действительно передается по наследству, только у людей его не бывает много или мало. Поэтому я предлагаю понимать под словом «разум» общее свойство, а под словом «ум» практическое умение пользоваться своим разумом в различных обстоятельствах.

Вне всякого сомнения, умные люди существуют, но ум зависит, хотя бы частично, от приобретенных знаний, и его можно совершенствовать на практике. Даже Эйнштейн поступил в университет, чтобы получать знания и иметь возможность практиковаться, но никто не станет учиться и упражняться, если у него нет для этого мотивации. Прежде чем называть людей глупыми, нужно спросить себя, насколько сильна их мотивация пользоваться своим разумом. Когда мы находим свое призвание, совпадающее с нашей мотивацией, то в результате становимся умными. Все мы потенциально умны хотя бы в чем-то. Мы можем быть умными, потому что в нас заложен разум — способность думать.

Мне кажется, что думают многие животные (по крайней мере, позвоночные). Растения и грибы, по всей видимости, не думают, потому что у них нет мозгов, хотя вполне может оказаться, что мозги могут и не потребоваться для появления разума.

Искусственный разум

Разум появился в результате усложнения мозга. Человеческий мозг чрезвычайно сложен, и, видимо, поэтому человеческий разум кажется таким неоднозначным понятием. Мы не просто думаем, мы осознаем себя и задаем такие абстрактные вопросы, как: «Существую ли я на самом деле?» Если это всего лишь функция нашего сложного мозга, то и компьютер способен на такие мысли при условии, что он будет достаточно сложен. В конце концов, мы всего лишь биологические машины. Нет особой разницы между мозгом из клеток, в котором электрические сигналы передаются по нервам, и сделанным из металла и кристаллов компьютером, в котором по микросхемам также передаются электрические сигналы. В ближайшем будущем различия между мозгом и компьютером могут стать еще более размытыми. В результате биотехнологической революции мы рано или поздно сможем выращивать биологические компьютеры, вместо того чтобы собирать их из пластика и металла с помощью несовершенных технологий. Поэтому мы должны заранее подготовиться к мысли, что мыслящий компьютер возможен. Как это обычно бывает, научная фантастика уже вовсю эксплуатирует эту идею, но вскоре и в реальности нам придется задать себе вопрос: «А нужно ли нам строить мыслящие и осознающие себя компьютеры, принимая во внимание всю ответственность таких действий?» (Но поскольку мы не знаем, где тот порог, преодолев который сложное устройство обретает самосознание, то, возможно, оно появится задолго до того, как мы зададим себе этот вопрос.)

ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ

Будущая эволюция человеческого тела

Естественный отбор не прекращается ни на секунду. Следовательно, эволюция не дремлет и происходит всегда. Возможно, наше тело продолжит меняться, но в какую сторону? В научной фантастике 1950-х годов люди будущего изображались такими, как если бы эволюция продолжалась в том же направлении, в каком она шла до сих пор. За последние несколько миллионов лет наш мозг увеличился в объеме, поэтому, как считалось, у людей будущего должны быть крупные головы. За прошедшее время мы постепенно росли, так что люди будущего изображались еще более высокими.

Как мы не будем выглядеть в будущем.

Как ни печально, но предсказывать будущее не настолько легко. У эволюции нет внутреннего двигателя, толкающего ее все дальше и дальше в заданном направлении. Для эволюции будущее никогда не является автоматическим продолжением прошлого. Если мы хотим понять, в каком направлении станет развиваться наше тело, нам нужно представить, какие его свойства и признаки будут подвергаться естественному отбору в мире будущего.

Для этого полезно понять, в каком направлении действовал естественный отбор среди наших предков, и задать себе вопрос: какие из факторов не утратили своего значения и сейчас?

Гибель по вине животных

В природе многие животные погибают от хищников. Когда наши далекие предки обитали в Африке, многие из них, несомненно, становились жертвами хищников, как это случается в некоторых частях мира до сих пор. Сотни тысяч лет назад вероятность выжить при встрече с хищным животным зависела от некоторых физических параметров (таких как длина ног), так что естественный отбор по этим признакам, вероятно, сказался на физической эволюции нашего вида. Но в те времена общая популяция гоминидов или предков гоминидов была невелика, так что это был существенный фактор отбора. В настоящее время смерть от лап и зубов хищника — явление редкое, особенно если учитывать, что общее население Земли превышает 6 миллиардов, а многие хищные животные находятся на грани исчезновения. То же можно сказать и о гибели от укусов ядовитых животных или от ядовитых растений. Можно утверждать, что сейчас эти случаи подпадают под категорию случайной смерти. Их количество слишком мало, чтобы привести к закреплению одних признаков и исчезновению других в процессе естественного отбора. Те, кому удается выжить в подобных ситуациях, не оказываются более приспособленными — им просто везет.

Социальные факторы

Распространено мнение, что поскольку человек — животное общественное, то наша социальная организация действует как своего рода препятствие для дальнейшей физической эволюции, потому что естественному отбору сложнее отбирать индивидов по каким-то признакам, когда их поддерживают другие члены группы. Но поскольку социальная организация существует и у наших ближайших родственников — шимпанзе и горилл, то она, по всей видимости, существовала и у наших общих предков. Это значит, что в процессе эволюции человеческое тело становилось человеческим, тело шимпанзе — телом шимпанзе, а тело гориллы — телом гориллы уже тогда, когда действовали и социальные факторы. Развитие сложных социальных связей в группе и взаимная поддержка не препятствуют физической эволюции, как это видно на примере трех видов, каждый из которых приспособлен к своей среде обитания.

Половой отбор

Один из способов, каким естественный отбор осуществлялся после того, как мы стали социальными животными, мог быть половой отбор. Среди животных он очень широко распространен. Далеко не все животные спариваются с первым встречным представителем противоположного пола своего вида. У некоторых видов самки спариваются только с доминирующим самцом группы. Таким образом, доминирующий самец становится отцом всего потомства группы, и следующее поколение по своим признакам напоминает его. Самцы такого вида борются между собой за право доминировать (олени сталкиваются рогами; львы дерутся). Наши предки вполне могли следовать этому принципу, хотя существуют и иные формы брачного поведения. У некоторых видов главное решение остается за самками, а самцы соревнуются между собой, привлекая самок своей внешностью. Такое часто встречается среди птиц, но и у некоторых млекопитающих именно самки выбирают себе партнера. В современном обществе, основанном на европейских традициях, считается, что предлагать свою руку и сердце должен мужчина женщине. Похоже на то, как будто выбирает мужчина, но на самом деле он просто выбирает, кому делать такое предложение, а право окончательного решения остается за женщиной. Если на заре нашей истории женщины сознательно выбирали мужчин по каким-то определенным признакам, то такие признаки должны были закрепляться в последующих поколениях. Такой отбор вполне мог послужить причиной разнообразия цвета волос, присущего народам европейской расы. Но если он и играл какую-то роль в нашей эволюции, трудно сказать, будет ли он действовать в будущем, принимая во внимание огромное количество населения Земли и разнообразие присущих им вкусов — особенно это касается физических признаков, которые одни находят привлекательными, а другие отталкивающими.

Раса

Наши тела продолжали меняться не только после того, как у нас появилась социальная организация, но и после того, как наши предки покинули Африку и принялись расселяться по всей планете. Как следствие географической изоляции и различных условий окружающей среды возникли наблюдаемые ныне расовые различия. Могут ли эти различия в дальнейшем стать еще сильнее?

Главный аргумент против заключается в том, что благодаря технологическому развитию у нас появились одежда, жилье, сельское хозяйство и другие способы ограничить воздействия окружающей среды на организм человека. С развитием торговли и транспорта стало возможным передвигаться практически по всему миру, обмениваясь идеями и информацией. Все мы теперь живем в более или менее одинаковой среде. У кого-то рождается больше детей, у кого-то меньше, но на общей эволюции человека это не сказывается.

Напротив, в настоящее время наблюдается стирание расовых различий, поскольку все больше людей вступает в межрасовые браки. Особенно это заметно в США и в некоторых районах Южной Африки, хотя в глобальном масштабе среди общей (и постоянно растущей) популяции в шесть с лишним миллионов человек число потомков от таких браков невелико.

Вероятнее всего, расы не станут расходиться еще дальше, хотя и полного смешения рас в ближайшем будущем ожидать также не стоит.

Культура

Наряду с переменами физического облика происходят и перемены в культуре. В некоторых группах быстрее развивались технологии; в других быстрее усложнялся общественный строй. Было бы неверно называть обитающих в глиняных хижинах людей «примитивными». Пусть они и не изобрели потрясающих воображение устройств, но зато их традиционная социальная организация зачастую сложнее и богаче социальной организации, допустим, обитателей Северной Европы, живущих небольшими семьями, а то и вовсе поодиночке. Жители Северной Европы отказались от обширных родовых связей в пользу небольшой семьи. Может ли средний европеец назвать по имени восьмерых прапрадедушек или перечислить всех своих троюродных братьев и сестер?

Различия в культуре привели к появлению групп с различной социальной организацией в разных частях света. Если эти культурные группы останутся в изоляции, может ли на их основе возникнуть новый вид людей со своими отличительными особенностями организма?

Из истории известно, что люди весьма охотно создают отдельные группы. Это видно на примере разных рас, стран и языков. Даже говорящие на одном языке, но проживающие в разных местах, зачастую отличаются особенностями произношения и поведения, хотя в последнее время различия стираются благодаря развитию транспорта и возросшей мобильности населения. Но ни различия в языке, ни стремление выбирать себе партнеров среди представителей своей культурной группы до сих пор не привели к появлению вида, отличающегося от современного Homo sapiens. Различия, приведшие к разделению нашего вида на несколько рас за последние 60 000 лет, были слишком поверхностными, а языковые группы за пределами Африки образовались и того позже. Люди просто были разделены слишком недолго, чтобы в отдельных популяциях успели накопиться значительные отличия.

Сегодня мир постепенно вступает в эру глобальной культуры, и, скорее всего, культурные отличия будут не увеличиваться, а, наоборот, постепенно стираться, а их влияние на эволюцию — уменьшаться.

Болезни

Более подходящий кандидат на фактор естественного отбора — это болезни. В прошлом их влияние на популяции было чрезвычайно сильным, да и в настоящее время это основная причина смертности. Но люди умирают от самых разных болезней, и только некоторые из них связаны с анатомическими особенностями нашего тела, так что насколько они будут влиять на дальнейшую эволюцию внешнего облика человека, остается неясным. Например, если кто-то заболел малярией, то это никак не связано с размером его ноги или выступающим подбородком.

С глобальным потеплением и увеличением числа международных воздушных перевозок стоит ожидать естественного расширения географии болезней и ареалов обитания переносящих их насекомых. Для стран и континентов, население которых не обладает иммунитетом к этим болезням, это может обернуться серьезной проблемой. Если из-за этого сократится рождаемость целого поколения, то, возможно, болезни и в самом деле повлияют на физические черты человека в некоторых районах. Но вряд ли такие обстоятельства значительно повлияют на внешний облик человека в целом.

Если естественный отбор по сопротивляемости к болезням и может как-то повлиять на наш организм, то перемены, скорее всего, затронут иммунную систему или биохимический состав. Но даже в таком случае для серьезных перемен потребуются эпидемии глобального масштаба с ужасающе огромным числом летальных исходов. При общем населении Земли в шесть с лишним миллиардов человек это кажется маловероятным. По крайней мере, мы на это надеемся.

Кроме того, болезням противостоят технологии изготовления лекарств, которые должны спасать потенциальных жертв эпидемий. Правда, если лечение будет проводиться примерно так же, как и сегодня (а сегодня, например, эффективное лекарственное лечение СПИДа доступно далеко не везде), то успешная борьба с болезнями будет вестись в лучшем случае на региональном уровне, а в худшем — вообще отсутствовать. В настоящее время СПИД занимает четвертое место в мире среди самых распространенных причин смерти после сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и респираторных заболеваний (от всех их в большей степени страдают люди старшего возраста). К концу 2005 года от СПИДа умерло более 25 миллионов человек, а заразилось вирусом примерно 40 миллионов, в основном — в Африке, южнее Сахары. Количество новых зарегистрированных случаев во всем мире до сих пор растет, и неизвестно, когда эпидемия пойдет на спад, но даже при нынешнем распространении она вряд ли способна изменить облик нашего вида, хотя уже и изменила некоторые особенности поведения.

Войны

Войны, как и болезни, способны убивать миллионы. В одном из самых своих ужасных обличий, в виде так называемых этнических чисток, они представляют собой целенаправленное уничтожение отдельных групп населения. Но несмотря на то что такие войны оборачиваются катастрофическими последствиями для этих групп, а также, теоретически, и для их генов, они вряд ли способны изменить облик целого вида, общая популяция которого насчитывает шесть с лишним миллионов индивидов.

Новые изобретения

Современная среда обитания нашего вида отличается от той среды, в которой происходило его эволюционное развитие. Мы загрязнили атмосферу химическими выбросами. Мы постепенно меняем химический состав своей пищи, обрабатывая ее пестицидами с консервантами и добавляя в нее искусственные вещества. Все двадцать четыре часа в сутки на наш организм воздействует электромагнитное излучение в виде радиоволн различной частоты, посредством которых передают радио– и телесигналы различные устройства от спутников до местных вышек и от мобильных телефонов до коммуникаторов. Нас также окружают электрические поля от сотен бытовых приборов, которыми мы обставили свое жилое пространство, — от электрических лампочек и пылесосов до кухонных комбайнов и компьютеров. Мы забываем об этом, потому что у нас нет органов, воспринимающих электромагнитное излучение, ведь до XX века ничего этого не было. Разовьются ли у нас специальные органы? Только если от этого будет зависеть наша способность к размножению. Если разнообразное электромагнитное излучение будет влиять на наше здоровье на раннем этапе жизни или будет непосредственно воздействовать на нашу репродуктивную систему, то, возможно, какие-то средства его обнаружения и появятся. В настоящее время нет никаких доказательств, что такое воздействие существует, хотя, конечно, было бы глупостью не вести наблюдение за этими новыми факторами окружающей среды и за их воздействием на человека.

Электричество уже изменило нашу жизнь так, как эволюция и не предполагала. Благодаря дешевым и удобным источникам искусственного света мы можем продлевать день вне зависимости от времени года, но это сказывается на нашем организме. Наше тело естественным образом реагирует на освещенность. В умеренных широтах зимой, когда светлое время суток длится недолго, человек без искусственного света часто спит до 16 часов в сутки. При доступном искусственном освещении время сна сокращается почти наполовину. Искусственный свет нарушает природную схему выработки гормонов. Гормоны — это химические вещества организма, изменяющие наше физиологическое состояние или воздействующие на определенные органы. Некоторые гормоны вырабатываются в зависимости от дневного ритма. Даже если нарушения в их производстве и не являются непосредственной реакцией на искусственное освещение, то смена режима сна и бодрствования все равно не проходит бесследно и сдвигает наши внутренние часы. Мы также сдвигаем свои внутренние часы, когда совершаем воздушные перелеты на большие расстояния, нарушающие наш естественный цикл дня и ночи.

Мы ощущаем эти нарушения, потому что наш организм (а заодно и его обмен веществ) приспособился к стабильному чередованию света и темноты, дня и ночи. Скажется ли наша тенденция нарушать естественный ритм тела на нашем эволюционном развитии, будет зависеть от того, насколько много людей будет задействовано в таком нарушении и насколько оно повлияет на нашу способность заводить детей. Но даже если будут задействованы миллиарды людей и такая смена режима повлияет на их репродуктивные способности (что само по себе маловероятно), то вряд ли у людей, работающих допоздна или часто летающих самолетами, появятся общие генетически обусловленные черты, способные изменить анатомию нашего вида. Ведь не бывает такого, чтобы, например, у всех, кто работает допоздна, глаза были расположены ближе друг к другу, а у всех, кто летает международными рейсами, отсутствовали мочки уха.

Генетически модифицированные организмы

Мы, как вид, недавно приобрели способность непосредственно изменять генетический состав других видов и создавать генетически модифицированные организмы (ГМО). Некоторые утверждают, что это ничем не отличается от искусственного отбора, которым мы занимаемся не одну тысячу лет и в результате которого также появляются животные и растения с новым набором генов. На самом деле такое сравнение неверно. Искусственный отбор, или селекция — это способ выбора конкретных признаков, какие мы хотим видеть у своих коров или собак, то есть внутри одного вида. В случае генной инженерии гены одного вида переносятся другому виду. Когда мы берем ген морозоустойчивости у рыб, благодаря которым кровь у них не свертывается в холодной воде, и переносим его в помидоры, чтобы они не замерзали при транспортировке, то мы получаем результат, какого было бы весьма трудно добиться методами традиционной селекции.

В настоящее время во всем мире ведутся споры по поводу разумности таких технологий. Гены — это скопления молекул, эволюционировавших на протяжении длительного времени вместе. Конечный результат зависит от взаимодействия генов клетки между собой и от взаимодействия их с окружающими тканями. Для того чтобы точно узнать, что перенос данного гена будет иметь только один конкретный результат и никак не повлияет на другие свойства организма или на его потомство, нужно провести очень обширные и серьезные исследования.

Многие выражают озабоченность возможным влиянием ГМО на здоровье людей или на окружающую среду. При этом сами по себе ДНК генетически модифицированных организмов вряд ли повлияют на здоровье людей, ведь люди постоянно употребляют в пищу ДНК других видов. Мы поглощаем чужие ДНК всякий раз, как съедаем банан или курицу; мы просто их перевариваем. В процессе эволюции мы приспособились переваривать ДНК, и та же участь ожидает искусственные комбинации генов. Но употреблять в пищу генетически модифицированные продукты — это другое дело. Теоретически модифицированные гены могут начать производить химические вещества, которые растение в его естественном виде не производит. А эти химические вещества в свою очередь могут в перспективе повлиять на здоровье людей или послужить причиной аллергических реакций.

Предполагается, что лаборатории, в которых создаются ГМО, проводят клинические испытания продуктов с целью обнаружения побочных эффектов и только потом переходят к полевым испытаниям сельскохозяйственной культуры.

Если искусственная ДНК передастся от генетически модифицированных растений популяциям диких растений, то последствия для окружающей среды могут оказаться непредсказуемыми. В прошлом ничего подобного никогда не было — до недавнего прошлого модифицированных лабораторным образом ДНК в природе не существовало. Поэтому никто не обладает достаточными сведениями, на основании которых можно было бы строить какие-то прогнозы.

В данном случае нас интересует, может ли новая комбинация генов воздействовать на окружающую среду таким образом, что это повлияет на физиологическую эволюцию человека. Утверждать что-либо с уверенностью невозможно. Любое опасное воздействие на окружающую среду, по всей видимости, будет необратимым, но насколько оно затронет наш вид, говорить с уверенностью пока не берется никто. Опять-таки, никто не обладает достаточным опытом, чтобы делать на его основе предсказания.

Генетически модифицированные люди

В настоящее время врачи используют различные технологии для того, чтобы помочь бездетным парам завести детей. Эксперты по репродуктивному здоровью применяют специальные препараты для ускорения овуляции, проводят оплодотворение «в пробирке» и хранят замороженные эмбрионы для последующей их имплантации. У пар, которые раньше не могли передать свои гены следующим поколениям, появилась возможность родить здоровых детей. Можно, конечно, утверждать, что такое медицинское вмешательство в процесс размножения противоречит природе и является неестественным. Но наш вид — это результат природного развития, и все, что мы делаем, просто не может быть неестественным. Даже когда человек заливает поля асфальтом и воздвигает на месте лесов сооружения из бетона и стекла, это не менее естественно, чем когда другие виды покрывают морское дно кораллами, а бобры перегораживают реку плотиной, заливая водой окружающую местность. Некоторые считают медицинское вмешательство в процесс деторождения нежеланным, но «желанное» или «нежеланное» — это уже другой вопрос. Врачи существуют как раз для того, чтобы помогать организму делать то, в чем он не справляется сам. Мы же редко просим врачей не вмешиваться в естественный процесс кровотечения из носа или в естественный процесс «умирания от гриппа».

Тем не менее мы подошли к самой грани, за которой открывается совершенно иной вид вмешательства: генная инженерия и сознательный выбор физических признаков наших детей. Мы и раньше принимали решения, от которых в определенной мере зависел облик нашего потомства, но такой выбор осуществлялся посредством полового отбора («Не хочу лысого партнера, хочу с волосами»), а в недавнее время появилась возможность выбирать из разных анонимных доноров спермы. Но сейчас мы предвидим, что в ближайшем будущем признаки наших детей можно будет в мельчайших подробностях выбирать при помощи специальных «конструкторов».

Конечно, можно утверждать, что и в таком конструировании последующего поколения нет ничего неестественного («Все, что мы делаем, не может быть неестественным»), но в этом способе выбирать детей по своему вкусу кроется одна опасность. Сознательный отбор черт потомства подразумевает, что мы точно знаем, какие признаки окажутся важными для нашего вида завтра. Иначе мы можем, сами того не зная, удалить из популяции те признаки, которые позже окажутся очень важными для нашего выживания.

Идеи о контролируемом выборе признаков потомства появлялись и раньше, но до изобретения генной инженерии это предлагалось делать методами искусственного отбора. Особенно широко идея о совершенствовании человеческой расы (так называемая евгеника) была распространена в 1930-х годы, и крайним ее воплощением стало стремление нацистов создать арийскую расу сверхлюдей со светлыми волосами и голубыми глазами. Не говоря о моральной стороне дела и о том, что такие меры крайне обеднили бы генетическое разнообразие человека, эта идея в своей основе была ошибочной, предполагавшей, что окружающая среда будет оставаться неизменной. Семьдесят лет спустя, когда в озоновом слое появились дыры, блондины становятся более подверженными раку кожи, а голубые глаза при более ярком освещении начинают видеть хуже карих глаз.

Если мы продолжим загрязнять атмосферу, то может получиться и так, что темнокожим, темноволосым и темноглазым индивидам будет легче сохранять здоровье, и у них будет больше шансов родить здоровых детей. А количество голубоглазых блондинов из поколения в поколение будет постепенно исчезать, не передав свои гены потомству. Конечно, это вряд ли произойдет, и не только потому, что голубоглазые блондины, как правило, живут в тех частях света, где люди смазывают себя кремом от загара, носят очки и посещают высококачественных специалистов, но факт остается фактом — дыр в озоновом слое нацисты не предвидели.

Мы точно так же не можем предвидеть перемен в окружающей среде, но как без такого знания мы беремся выбирать признаки наших детей? По каким критериям будет осуществляться отбор? Рассуждая о выборе цвета глаз или о росте будущего ребенка, мы и в самом деле выбираем то, что будет лучше ребенку или просто следуем моде общества, озабоченного физическими стереотипами? Не было бы гораздо полезнее для ребенка, если бы он родился с хорошей иммунной системой?

Идея конструктора детей может стать реальностью, и мы тогда действительно получим возможность выбирать признаки детей по своему усмотрению. Но и в таком случае, даже если эта идея пройдет моральную проверку на социальную приемлемость, она будет доступной только для небольшого количества людей в самых богатых странах. Вряд ли в обозримом будущем она повлияет на эволюцию человеческого тела в глобальном масштабе, но может повлиять на развитие локальных групп и привести к образованию своего рода генетических каст, что уже описано в фантастических произведениях.

Глобальный масштаб

Пытаясь предсказать развитие человеческого тела в будущем, мы всякий раз возвращаемся к одной и той же проблеме. Ситуация сегодня, когда многочисленная популяция расселилась по всей планете, коренным образом отличается от той ситуации, когда небольшая группа особей вида Homo sapiens эволюционировала на африканском континенте. Любой фактор, способный повлиять на наш внешний вид, должен действовать в самом широком масштабе и затрагивать огромное количество людей. В настоящее время мы даже представить себе не можем, какую форму должно принять такое глобальное воздействие. Пожалуй, для этого потребуется столкновение с гигантским астероидом или кометой либо массивная вспышка на Солнце, в результате чего большая часть людей погибнет, а небольшой группе оставшихся придется снова заселять Землю. Только так внешность поменяется одинаковым образом у каждого члена нашего вида. Следовательно, если нам повезет, то наш вид в будущем заметно не изменится, хотя эволюция не дремлет, и говорить об этом с полной уверенностью было бы наивно.

Нас не должно удивлять такое бессилие предсказаний по поводу дальнейшей судьбы нашего тела. Мы — часть жизни, а в мире нет ничего сложнее жизни. Естественные науки (физика, химия, геология, астрономия, даже метеорология) имеют дело с простыми явлениями природы; биология же имеет дело с крайне сложными ее проявлениями, описать которые физическими законами или математическими закономерностями порой просто невозможно. В биологии приходится учитывать слишком много переменных, поэтому ее нельзя назвать точной наукой. Если подбросить камень, он упадет на землю. Если подбросить птицу, то кто скажет, где она опустится?

Эволюция нечеловеческого тела

Под конец главы дадим волю нашему воображению и пофантазируем. Разнообразие жизни на Земле поражает, но на других планетах и их спутниках совершенно другие условия окружающей среды. Земля уникальна даже в ряду планет нашей Солнечной системы. Когда биологи пытаются предсказать, какие формы примет жизнь на других планетах, они неизбежно подразумевают, что она будет развиваться в условиях, схожих с земными. Но кто знает, как она проявит себя на широких просторах галактики? В других звездных системах могут обнаружиться кристаллические формы жизни со сроком жизни порядка 10 000 лет или молекулярные формы жизни со сроком жизни в несколько долей секунды. Наши предсказания ограничены не только недостаточными знаниями о Вселенной, но и тем, что все эти знания связаны исключительно с Землей. Нам очень трудно представлять то, что не имеет никакого отношения к нашему опыту.

Если эта книга чему-то и учит, так это тому, что наше тело — результат долгой и сложной истории, в ходе которой эволюция делала повороты в разных направлениях, и каждый из них мог закончиться иначе. Мы выглядим так, как выглядим, только потому, что на определенных этапах развития эволюция дала нам двустороннюю симметрию, челюсти и зубы, парные плавники, четыре конечности, пять пальцев, два глаза, локти и колени, запястья и плавники, приспособления к жизни на деревьях, руки и ноги, а также лишила хвоста и цепкости ног.

А это, в свою очередь, подводит нас к мысли, что как бы ни выглядели внеземные разумные создания, они, скорее всего, имеют мало общего с зелеными человечками или серыми гуманоидами с раскосыми глазами. Вероятность того, что эволюция на других планетах шла по-другому, достигает астрономических значений. Достаточно оглянуться вокруг и посмотреть на другие земные виды, чтобы понять, насколько легко эволюция производит самые различные формы тела. Сравните человека, например, с осьминогом, насекомым, земляным червем или медузой. Если где-нибудь и приземлится летающее блюдце и из него выйдет зеленый человек, то можно быть уверенным — он родом с Земли, и его предки были рыбами.

КОНЕЦ

Content

Кит Харрисон
СТРАННОСТИ НАШЕЙ ЭВОЛЮЦИИ
Рыба, которая развивалась,
или Удивительная история происхождения человека

Предисловие

ГЛАВА ПЕРВАЯ

Родословная человека

Что мы унаследовали от своих беспозвоночных предков

Шкала времени

ГЛАВА ВТОРАЯ

Наука, религия и камни

Что не является наукой?

Окаменелости

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

Эволюция, Дарвин и естественный отбор

Дарвин

Естественный отбор

Естественный отбор поведения

Выживание наиболее приспособленных

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

Гены

Мутации

Группы крови

Взаимодействие генов

ГЛАВА ПЯТАЯ

Эволюция на практике

Эволюция не стремится к совершенству

«Природа не терпит пустоты»

Эволюция никогда не дремлет

ГЛАВА ШЕСТАЯ

Когда мы были рыбами

Плавники

Челюсти

От плавников к конечностям

Легкие

Выход на сушу

Уши

Что мы унаследовали от своих предков-рыб

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

Когда мы были земноводными

Конечности

Пальцы

Что мы унаследовали от наших предков-земноводных

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

Когда мы были пресмыкающимися

Развитие ящеров

Конечности и позвоночник

Локти и колени

Что мы унаследовали от наших предков-пресмыкающихся

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

Млекопитающие

Молочные железы

Волосы

Конечности и позвоночник

Почему мы умеем пожимать плечами

Почему мы скачем на лошадях, а не на кошках

Скорость и утрата пальцев

Теплокровность

Мужские половые железы (яички)

Что мы унаследовали от наших четвероногих предков–млекопитающих

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

Приматы

Рука приматов

Подвижность руки

Жизнь в трех измерениях

Прямохождение

Мужской половой орган

Что мы унаследовали от своих предков-приматов

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

Гоминиды

Колыбель человечества

За пределами Африки

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

Наше тело сегодня

Рука

Кисть

Нога

Ступни

Лицо

Органы чувств

Глаза

Уши

Волосы

Облысение у мужчин

Терморегуляция

Форма тела

«Лишние детали»

Миндалины

Аппендикс

Почему у мужчин есть соски?

Поведение

Уснуть и видеть сны…

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ

Проблемы нашего тела

Сердце

Зубы

Грыжи

Изнашивание органов

Старение

Старение и гены

Старость и естественный отбор

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ

Наш мозг

Homo sapiens, «человек разумный»

Природа разума

Что не принадлежит сфере разума

Знание и разум

Любознательность и разум

Язык и разум

Разум и разумное поведение

Разум как способ мышления

Разум и логическое мышление

Оригинальность и разум

Воображение и разум

Технология и разум

Гены и разум

Так что же такое разум?

Искусственный разум

ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ

Будущая эволюция человеческого тела

Гибель по вине животных

Социальные факторы

Половой отбор

Раса

Культура

Болезни

Войны

Новые изобретения

Генетически модифицированные организмы

Генетически модифицированные люди

Глобальный масштаб

Эволюция нечеловеческого тела