Иэн Таттерсаль - Скелеты в шкафу. Драматичная эволюция человека
Возникновение этого нового подхода стало возможным благодаря изучению самих генов. Уже в начале XX века ученые начали представлять гены как бусины, нанизанные в определенной последовательности на хромосомы — волокнистые структуры, которые становятся заметными в клетках перед их делением. Гены располагались в хромосомах в строго определенных местах и имели альтернативные версии, называемые аллелями. Конъюгация двух хромосом (по одной от каждого родителя) объясняла существование явлений доминантности и рецессивности, отмеченное еще Менделем. Доминантный аллель, расположенный на определенном месте, подавлял влияние своего рецессивного двойника. Для проявления рецессивного фенотипа (строения тела) в потомстве оба родителя должны были иметь одинаковые аллели. Кроме того, почти сразу же стало очевидно, что большинство фенотипических характеристик кодируется более чем одним геном, а каждый ген отвечает более чем за одно свойство.
Наиболее убедительной из новых концепций, объясняющих влияние поведения генов в популяции на эволюционный процесс, была введенная Сьюэлом Райтом идея «адаптационного ландшафта». Генетический фонд одной популяции состоит из множества тысяч генов и, соответственно, имеет огромное количество аллелей. Райт предположил, что при определенном сочетании факторов внешней среды некоторые комбинации аллелей окажутся более выгодными, чем другие, и позволят своим «приспособленным» владельцам более эффективно выживать и размножаться по сравнению с менее одаренными природой собратьями. Он создал математические модели, похожие на топографические карты, в которых более приспособленные генотипы были собраны в кластеры на вершинах, а менее удачные населяли долины. Следуя этой аналогии, задачей каждого вида было максимизировать горную долю популяции и минимизировать количество жителей долин. Ключом к достижению этой цели был естественный отбор. Многие популяционные генетики не только признали концепцию Райта, но и начали развивать ее таким образом, которого сам автор не предполагал. Но главным ее результатом стало формирование четкой связи между частотой генов в популяции и естественным отбором. Эту теорию в 1930-х годах назвали новым эволюционным синтезом.
К развитию новой синтетической теории эволюции приложили руку многие ученые, но одно имя следует выделить особо — Феодосий Добржанский. Его блестящий труд «Генетика и происхождение видов», опубликованный в 1937 году, стал первым полным описанием принципов нового эволюционного синтеза. Добржанский, натуралист старых взглядов и одновременно талантливый и оригинальный генетик, работал в Колумбийском университете как раз неподалеку от Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Несмотря на то что он был глубоко убежден в ключевой роли видов в природе и в важности дрейфа генов (красивое название для случайных мутационных погрешностей), он также не сомневался в преимущественной силе естественного отбора, проявившейся при формировании жизни на Земле. Он видел эволюцию как медленный, последовательный и долгий процесс, состоявший в основном из накапливания в поколениях организмов небольших генетических изменений и возникновения новых комбинаций уже существующих аллелей. Поступательные изменения, возникающие от одного поколения к другому, подчинялись безжалостному естественному отбору — слепому процессу, не направленному на получение конкретного результата, но происходившему, когда более приспособленные особи оставляли больше потомства, чем их чуть менее удачливые родичи.
С изменениями среды менялись и факторы, обеспечивающие определенным генотипам более эффективное размножение. Эволюция — это гибкий, но не прекращающийся процесс, постоянно оптимизирующий живые существа под среду их обитания. С такой точки зрения изменения в генеалогии казались неизбежными, потому что либо окружающие условия менялись сами по себе, либо конкуренция между особями выявляла тех, кто был адаптирован к среде наилучшим образом. Наконец, что самое важное, процессы, происходящие внутри вида, можно было экстраполировать для объяснения эволюционных явлений более высокого уровня, таких как появление новых видов и более крупных групп, например китов, летучих мышей или приматов.
В 1942 году орнитолог из Американского музея естественной истории Эрнст Майр выпустил еще одну великую книгу «Систематика и происхождение видов», которая дополнила работу Добржанского с систематической точки зрения. Он указал на то, что Дарвин в своем знаменитом труде 1859 года, по сути, вовсе не рассматривал происхождение видов. Майр подчеркивал важность естественных скачков, которые делают виды и «высшие таксоны» (семейства, отряды и т.д.), а также вводил понятие географического видообразования. Эта концепция предполагала, что новые виды могли возникать в результате разделения старого вида по географическому признаку, к примеру, когда изменившая течение река или поднявшийся уровень моря изолировали одну из популяций. Изоляция на уровне видов вела к инновации, особенно у сложных позвоночных, таких как млекопитающие. Но и в этом случае главной движущей силой был естественный отбор.
Еще через два года палеонтолог Джордж Гейлорд Симпсон, работавший все в том же музее, свел все открытия в своей дисциплине воедино в книге «Темпы и формы эволюции». Он утверждал, что «адаптационный ландшафт» Райта был скорее похож на бурное море. Это означало, что природе постоянно приходится поддерживать баланс между существами, находящимися на гребне волны и у ее основания. Кроме того, иногда волна могла разделиться надвое и разнести один вид в противоположных направлениях, создавая таким образом новые виды. Главная идея работы Симпсона (как и Дарвина и Ламарка до него) заключалась в том, что виды представляли собой динамичные структуры, которые возникали и исчезали с течением времени. Вид мог существовать в пространстве, но для времени он являлся лишь мимолетным воспоминанием, которое быстро стирала с лица Земли неумолимая сила естественного отбора.
Подобный подход, разумеется, создавал определенные трудности для палеонтологов. Ведь, если виды постоянно меняются, как выделять их из имеющихся в нашем распоряжении окаменелостей и как описывать прошлое на их основании? Но редукционизм нового эволюционного синтеза казался настолько привлекательным, что никто на тот момент даже не задумывался о подобных чисто практических проблемах. Более того, палеонтологам больше не нужно было жаловаться на прискорбную неполноту имеющихся в их распоряжении материалов, ведь новый эволюционный синтез специально оставлял в палеонтологической летописи удобные пробелы. Казалось, что проблемы, которые испытывали палеонтологи, пытаясь впихнуть новый вид в существующую иерархию, ушли в прошлое. Итак, благодаря усилиям Добржанского, Майра, Симпсона и многих других к концу 1940-х годов новая синтетическая теория стала в англоязычных странах доминирующей в эволюционной биологии — во всех ее дисциплинах, кроме палеоантропологии. На тот момент это была закрытая наука, которой в основном занимались анатомы и которая почти целиком состояла из авторитетных высказываний в полном теоретическом вакууме. Устаревшая и далеко не универсальная схема Вайденрайха была в палеоантропологии единственной более или менее достоверной попыткой описания человеческой эволюции.
Возвращение к раскопкам
Ни одно из этих событий не помешало поискам останков древних гоминидов. За 10 лет после того, как научное сообщество (пускай и неохотно) признало Australopithecus africanus, Реймонд Дарт не сделал ничего, чтобы подкрепить свою находку новыми фактами. Но в 1936 году врач и палеонтолог Роберт Брум объявил о найденном им довольно деформированном черепе взрослого человека примерно того же типа. Череп был обнаружен в еще одном известняковом карьере, на этот раз в пещерах Стеркфонтейн, располагавшихся куда ближе к Йоханнесбургу, чем Таунг. Брум полагал, что кости животных, найденные рядом с черепом, указывали на более раннее происхождение, чем у австралопитека, и поэтому дал своей находке собственное имя — А. transvaalensis, в честь Трансвааля, провинции, в которой она была раскопана. Однако вскоре он изменил свое мнение и отнес владельца черепа к новому виду, назвав его плезиантропом («близким к человеку»). Как бы там ни было, Брум верил, что у него в руках находится подтверждение идей Дарта. Он удвоил свои усилия по поиску окаменелостей и в 1938 году обнаружил еще один частично сохранившийся череп — на этот раз в Кромдрае, рядом со Стеркфонтейном. Этот образец отличался от предыдущих находок крупными зубами и массивным лицом. Находка была названа Paranthropus robustus (массивный парантроп).
Находка из Кромдрая совпала по времени с визитом в Южную Африку американского палеонтолога, сотрудника Американского музея естественной истории Уильяма Кинга Грегори и его коллеги-стоматолога Мило Хеллмана. Эти нейтральные наблюдатели ни секунды не сомневались в значимости находок, сделанных Брумом и Дартом, и на местном собрании объявили, что древние обладатели обнаруженных останков «в структурном и генетическом смысле являлись двоюродными родственниками современного человека». Иными словами, это были древние предки человека, промежуточное звено между ископаемыми обезьянами миоцена (эпохи перед плиоценом) и современными людьми. В работе, выпущенной в 1939 году, Грегори и Хеллман формально отнесли их к семейству гоминидов. Эта работа послужила удобным основанием для публикации Брумом в 1946 году собственной монографии, содержащей выводы относительно найденных им останков (к этому моменту его коллекция пополнилась несколькими посткраниальными костями, частями черепа и зубами). Брум уверенно заявлял, что его австралопиты (как их иногда называют и сегодня) ходили на двух ногах и, несмотря на крупные лица и большие зубы, имели вполне современную зубочелюстную систему. Что еще важнее, у них имелись укороченные клыки, такие же, как те, которые пытался подделать создатель пилтдаунского человека. Их мозг был небольшим, но зато почти человеческие кисти рук указывали на возможность создания орудий. Проведя анализ костей, Брум заключил, что австралопитеки жили на открытой местности в эпоху плиоцена. Этот вывод более или менее подтверждается современной датировкой, в соответствии с которой возраст массивного парантропа из Кромдрая составляет чуть менее 2 миллионов лет. «Грацильный» австралопитек из Стеркфонтейна, обладавший не таким мощным телосложением, жил еще раньше.
