Эволюция человека началась через сотни миллионов лет после возникновения многоклеточных организмов. Мне не удастся уделить в этой книге достойного внимания всем формам жизни, возникшим в промежутке между появлением многоклеточных и человека, в частности всеобщим любимцам динозаврам. Однако вкратце отмечу, что наши предки‑млекопитающие жили еще во времена динозавров. Они были маленькими, похожими на грызунов существами и занимали экологические ниши, не занятые доминировавшими видами – динозаврами (например, ведя ночной образ жизни и обитая под землей). Примерно 65 млн лет назад, после падения астероида на полуостров Юкатан и вымирания динозавров, млекопитающие смогли занять больше ниш, выросли в размерах и стали значительно более разнообразными. Самое крупное млекопитающее, известное как индрикотерий или балухитерий («зверь из Белуджистана»), обитало более 20 млн лет назад в Центральной Азии. Это был древний безрогий родственник носорога, однако намного крупнее современных носорогов и с длинной шеей, напоминавший брахиозавра или нынешнего жирафа.
Некоторые более мелкие млекопитающие, которые жили в одно время с динозаврами, уже давно заняли особую нишу на деревьях, служивших убежищем от крупных животных. В кронах деревьев и навесах тропических лесов были уникальные источники питания – листья, фрукты и насекомые. Похожая на грызуна тупайя, вероятно, была общим предком всех приматов, которые впервые возникли примерно в то время, когда вымерли динозавры, а может, и раньше. Первые приматы отличались цепкими пальцами рук и ног, уникальным элементом скелета глазниц и склонностью к питанию фруктами. Типичные приматы эволюционировали и обитали в Африке, Восточной Азии, Северной и Южной Америке до тех пор, пока около 30 млн лет назад от хвостатых обезьян (бабуин, лемур, макака‑резус и т. д.) не обособились обезьяны бесхвостые.
Среди бесхвостых обезьян около 18 млн лет назад разделились предки гоминид и более мелких обезьян (гиббоновые). От общего ствола в семействе гоминид сначала отделился род (род – надвидовой ранг группы организмов) орангутана, затем гориллы и, наконец, шимпанзе и человека, которые разделились около 7 млн лет назад. Этими четырьмя родами представлены ныне живущие человекообразные обезьяны, и в каждом из них, кроме человека, имеется два вида (например, род шимпанзе включает в себя два вида – обыкновенный шимпанзе и карликовый шимпанзе бонобо), из людей же остался только один вид – Homo sapiens, человек разумный, т. е. мы с вами.
Гоминиды или большие человекообразные обезьяны проводят гораздо меньше времени на деревьях по сравнению с их предками. Как следует из названия, они крупнее и в целом разумнее, по крайней мере с нашей точки зрения. Отказ от древесного образа жизни позволил им высвободить руки и пальцы, в результате приматы обрели способность по‑новому вести себя в окружающей среде (например, добывать пищу с помощью палки), что дало им эволюционные преимущества. Тем не менее ни один из этих гоминид не мог подняться на вершину пищевой цепи, это удалось только людям.
Благодаря чему же продолжалось эволюционное развитие и видообразование приматов в течение нескольких десятков миллионов лет? Напомним, что в последние 50 млн лет на Земле неуклонно холодает, но, несмотря на общую тенденцию к похолоданию, в промежутке от 30 млн до 15 млн лет назад произошло потепление, появились экваториальные леса в Африке и Азии – подходящая среда для обитателей деревьев. 15 млн лет назад тенденция к похолоданию и засухе возобновилась, что должно было уменьшить площади древесной среды обитания.
Движение литосферных плит также внесло свою лепту в изменение окружающей среды. Дрейф континентов привел к изменению направлений океанских течений и образованию Гималаев (вспомните главу 6), задав общую тенденцию к охлаждению протяженностью в 50 млн лет. Примерно 30 млн лет назад Африканский континент сблизился с Евразией, сузив расположенные между ними древние моря Тетис и Паратетис. Это привело к исчезновению прибрежных тропических экосистем и их смене засушливыми континентальными экосистемами. Тогда же начала открываться Восточно‑Африканская рифтовая долина (и рифт Красного моря), что привело к подъему суши, так как более горячая кора и мантия всплывали на поверхность. Восточная Африка и ныне подвержена рифтогенезу (разрыву коры), что приведет к распаду континента и формированию нового моря через несколько десятков миллионов лет. Подъем суши мог стать причиной похолодания и засухи, однако на большей части Африканского рифта были разнообразные формы рельефа и окружающей среды – от рифтовых долин до конусных вулканов, вроде горы Килиманджаро, а значит, большое разнообразие экологических ниш.
В конце концов похолодание и изменение рельефа вызвало переход от тропических лесов к саваннам на большей части территории Африки – родины почти всех новых видов гоминид за последние 15 млн лет. Эти изменения вынудили наших предков слезть с деревьев на землю, где они могли использовать свои большие пальцы не только для того, чтобы цепляться за ветви. И хотя эти процессы происходили в Африке, исчезновение моря Тетис между Африкой и Евразией привело к появлению сухопутных мостов и распространению африканских млекопитающих, включая гоминид, в Азии.
Расхождение предков шимпанзе и человека произошло около 7 млн лет назад. Это видно по ископаемым останкам старейшего из известных наших предков – чадского сахелантропа, найденного в Республике Чад (Африка). Отделение людей или рода Homo (человек является единственным сохранившимся видом этого рода) было ознаменовано устойчивым прямохождением, т. е. хождением на двух ногах. Другие гоминиды тоже могут ходить на двух ногах, но не делают этого постоянно. Стоять на двух ногах на самом деле довольно странно, это неустойчивое положение: без постоянного поддержания баланса с помощью пальцев ног и ступней мы упали бы. Четвероногие гораздо устойчивее нас. Да и бег на двух ногах обычно медленнее бега на четырех, при котором весь торс в дополнение к ногам может участвовать в большом шаге. В чем же тогда преимущество ходьбы на двух ногах?
Есть множество гипотез о переходе к прямохождению. Во‑первых, возможность нести пищу не только во рту, но и в руках – это явное эволюционное преимущество. На первый взгляд кажется преимуществом и возможность стоя доставать плоды и листья с ветвей, но, если обезьяны не разучились лазать по деревьям, это преимущество не играет никакой роли. Стойка на двух ногах обеспечивает лучший обзор, позволяя заметить хищников и добычу (обезьян, у которых не было острых когтей и клыков, хищники, вероятно, беспокоили больше), причем делать это можно не только стоя неподвижно (так поступают медведи и сурикаты), но и на ходу – и это еще одно преимущество двуногих. Наконец, встав на ноги, гоминиды выглядели крупнее, а это дает преимущества в самозащите, при установлении господства в иерархии стаи и при спаривании, поэтому различные животные, в том числе и наши двоюродные братья‑гориллы, в нужный момент поднимаются на ноги.
Вертикальное положение тела способствует терморегуляции. Нам проще охладиться во время бега, чем четвероногим, потому что увеличивается воздействие воздуха, который помогает поту испариться и отвести тепло. Даже стоя мы больше открыты ветрам, которые тем слабее, чем ближе к земле. Способ, с помощью которого люди охлаждаются, довольно необычный, хотя другие приматы (а также лошади) тоже выделяют пот для терморегуляции. Потея, мы выделяем воду, она испаряется, а энергия, забираемая в результате превращения жидкости в газ, огромна, поэтому потоотделение эффективно. К примеру, собаки и кошки регулируют теплообмен с атмосферой, вдыхая более прохладный воздух и выдыхая нагретый. Однако воздух не может нести столько тепла, сколько водяной пар, и это одна из причин, почему кошки и в меньшей степени собаки в беге на длинные дистанции не могут соревноваться с людьми и тем более с лошадьми. У современных людей пот более водянистый, он легче испаряется с голой кожи, чем содержащий жир пот других млекопитающих. Это может быть одной из причин, по которой мы утратили волосяной покров наших предков, – чтобы адаптироваться к более жаркому климату. Тем не менее пот лучше всего выделяется в теплом и сухом климате. Если воздух горячий и насыщенный влагой, пот не покинет кожу, не испарится (так как насыщенный водой воздух не может принять еще больше водяного пара), поэтому люди не слишком хорошо чувствуют себя в зонах повышенной влажности (многие из нас предпочитают сухой теплый климат влажному теплому). Может показаться, что я застрял на теме потоотделения, но этот древний физиологический механизм наглядно показывает, что люди являются существами ледникового периода. 50 млн (и даже 30 млн) лет назад, когда на Земле царил влажный тропический климат и земной шар был полностью свободен ото льда и снега, наша терморегуляция работала бы плохо, она подходит для холодного и сухого климата. Если человеческая деятельность приведет к восстановлению глобального тропического климата, это будет не слишком хорошо для нас, с нашей зависимостью от потоотделения. Это может показаться малозначащей проблемой по сравнению, скажем, с инфекционными заболеваниями (которые также могут распространиться вместе с глобальным потеплением), но на самом деле из всех погодных катаклизмов на Земле главный убийца – жара, а не ураганы и не разрушительные смерчи.
По какой бы причине ни возникло прямохождение, оно освободило нашим предкам руки, в которых они могли держать орудия, чтобы изменять окружающую среду, защищаться от хищников и добывать пищу, охотясь или раскапывая землю. Свободные руки дают эволюционное преимущество. Около 2,5 млн лет назад произошло значительное увеличение объема человеческого мозга. Есть гипотеза, что мозг стал больше в результате мутации, которая ослабила мощные челюстные мышцы, прикрепленные к большому сагиттальному гребню в верхней части черепа у большинства человекообразных обезьян; это позволило черепу развиваться до большего размера. Примерно тогда же обладатель большего, чем у предшественников, мозга Homo habilis , человек умелый, начал использовать каменные орудия. Это был огромный технологический шаг вперед на охоте и при раскапывании земли, а когда каменными орудиями резали и измельчали пищу, это компенсировало слабость челюстей.
Использование огня человеком прямоходящим, Homo erectus, могло начаться около 2 млн лет назад, хотя ископаемые доказательства – пепел костров и обгоревшие кости в Африке и Евразии – позволяют достоверно говорить о том, что освоение огня происходило на протяжении последнего миллиона лет. Приручение огня было огромным технологическим прорывом. Во‑первых, люди теперь могли носить с собой источник тепла и расселяться в более холодных регионах. Во‑вторых, они могли готовить на огне пищу, благодаря чему стало гораздо проще употреблять многие волокнистые белки и жесткие молекулы растительной целлюлозы, которые трудно разжевать и переварить. Огонь убивает микробов и паразитов в продуктах. Приготовление пищи на огне предоставило эволюционное преимущество благодаря естественному отбору. Те из древних людей, которые предпочитали сырое мясо, быстрее гибли от болезней либо из‑за того, что не могли съедать достаточное количество пищи. В результате их гены были утрачены человечеством. И конечно же, огонь является предвестником гораздо более поздних технологических достижений, таких как выжигание пахотных земель, изготовление керамики, кузнечное дело и, наконец, источники энергии для машин.
Приручение огня, пожалуй, стало последним крупным технологическим прорывом – вплоть до подъема сельского хозяйства, произошедшего сотни тысяч лет спустя. Тогда на Земле помимо Homo erectus, исчезнувшего по крайней мере 50 000 лет назад (а возможно, и раньше), жили появившиеся примерно 200 000 лет назад неандертальцы и Homo sapiens, люди разумные (т. е. современный человек, такой же, как мы с вами). Неандертальцы, использовавшие огонь для выживания в более холодном климате, успели расселиться в основном по Европе и Западной Азии, но около 30 000 лет назад или раньше они вымерли. Возможно, неандертальцы и человек прямоходящий исчезли из‑за конкуренции с человеком разумным, а возможно, были ассимилированы им (современные люди унаследовали небольшую часть генов неандертальцев). Примерно в то же время от рук людей вымерло множество других гигантских млекопитающих – и мы по‑прежнему преуспеваем в этом деле. Такие технологические достижения, как применение орудий труда и использование огня, стали уникальным эволюционным шагом – они позволили приспособляться к меняющимся условиям окружающей среды без существенных эволюционных изменений в физиологии человека путем естественного отбора. (Конечно, естественный отбор по‑прежнему действует, но в менее явном виде: благодаря этому механизму, к примеру, в коже изменяется уровень выработки меланина – темного пигмента – в зависимости от степени воздействия солнца.) Огонь позволил человеку распространить свой ареал на более суровые климатические зоны, не обзаводясь пышным мехом или способностью накапливать гораздо большее количество жира. В какой‑то степени благодаря этим технологическим достижениям люди впервые сумели «обойти» естественный отбор. Хотя настоящие успехи здесь принесло возникновение современной медицины.
На фоне тенденции к похолоданию климата в последние 15 млн лет чередовались более короткие ледниковые и межледниковые (более теплые) периоды. Последний длинный ледниковый период, плейстоцен, начался примерно 2,6 млн лет назад и завершился приблизительно 12 000 лет назад, хотя и во время плейстоцена были межледниковья по несколько тысяч лет. В плейстоцене северные ледники простирались далеко на юг Северной Америки и Евразии – в частности, до штата Нью‑Йорк. В ту эпоху человек прямоходящий, неандертальцы и человек разумный какое‑то время существовали одновременно, используя для выживания доступные им технологии. Из‑за скопления ледовых покровов на суше уровень моря также был ниже, что позволяло людям перебираться с континента на континент – в Северную Америку по Берингову перешейку или на Британские острова из континентальной Европы. К концу ледникового периода выжил и расселился по большинству континентов только человек разумный.
Потепление, начавшееся примерно 12 000 лет назад и достигшее своего пика примерно 5000 лет спустя, совпало с подъемом сельского хозяйства. Более теплый климат создает лучшие условия для роста растений не только из‑за более высоких температур, но и за счет усиления гидрологического (испарение и осадки) цикла, который обеспечивает поступление свежей воды, а также круговорот и доступность химических элементов, входящих в строительные блоки жизни. К тому времени, когда климат стал более теплым, люди уже владели основными технологиями одомашнивания растений и животных, освоили приемы растениеводства и хранения пищи. Например, огонь, который был приручен в условиях холода, можно было использовать для выжигания леса и выращивания урожая на новых участках. Острые каменные орудия подходили для обрабатывания почвы. (Металлы начали обрабатывать только в бронзовом веке, около 5000 лет назад.) Основными культурами для большинства древних обществ были зерновые: разные виды пшеницы, впервые одомашненной на Ближнем Востоке, рис в Восточной Азии, маис (кукуруза) в Северной и Южной Америке. Оседлые земледельческие общества были заинтересованы в расширении земель, поскольку рост населения в них не был ограничен, как у охотников‑собирателей и скотоводов, кочевой образ жизни которых не давал возможности прокормить большие сообщества. Сельское хозяйство способствовало развитию территориализма и, следовательно, военной защите территорий. Легко понять, что дисбаланс между сообществами земледельцев и охотников‑собирателей, возможные столкновения из‑за территорий не могли закончиться хорошо для охотников‑собирателей.
Развитие сельского хозяйства могло стать причиной древнего антропогенного воздействия на климат (гипотеза, выдвинутая геологом и палеоклиматологом Уильямом Раддиманом). И началось это воздействие задолго до того, как человек начал сжигать ископаемое топливо. При вырубке и выжигании лесов для освобождения места под посевы (для чего с учетом примитивных технологий, видимо, требовались бо́льшие площади на душу населения, чем сегодня) в атмосферу выделялся углекислый газ, который не поглощался в полном объеме редкими полями зерновых культур. Даже выращивание риса в Азии, которое достигло пика около 7000 лет назад, могло привести к увеличению выбросов сильного парникового газа метана (рисовые поля – это болота, а болотный газ в основном состоит из метана). Потепление в период между 12 000 и 8000 лет назад должно было быть коротким межледниковым периодом, после чего Земля вступила бы в очередной ледниковый период. Однако выброс сельскохозяйственных парниковых газов отложил наступление похолодания на тысячи лет, а сжигание ископаемого топлива во время индустриальной эпохи продолжило эту тенденцию с удвоенной силой.
Сельскохозяйственные общества доминировали, в них возникали иерархии работников, включая ремесленников, и правителей. Потребность в расширении инфраструктуры и организации управления и защиты ресурсов (от ирригации и контроля источников воды до зернохранилищ) вела к появлению военно‑политических структур. Для ведения счетов, коммуникации и торговли требовалась письменность. Устная и письменная фиксация исторических событий и технических знаний могла обеспечить эволюционное преимущество, ведь это была информация, которая, выходя за рамки жизни одного человека, помогала избежать ошибок, сделанных предыдущими поколениями, например во время голода или наводнения. Вкупе все эти события привели к возникновению цивилизации и письменной истории, то и другое, вероятно, появилось 7000 лет назад в Шумере на юге Месопотамии (территория современного Ирака).
Климатическим событием, которое могло вызвать подъем цивилизации Междуречья и переселение представителей различных культур в Западную и Центральную Евразию, было затопление Черного моря, произошедшее также около 7000 лет назад. Таяние Евразийского ледового щита в конце плейстоцена, вероятно, способствовало заполнению Средиземного моря, а потепление вызывало медленное испарение Черного моря. Его воды были пресными, а на побережье жило большое количество людей разных культур. Уровень Черного моря был ниже уровня Средиземного моря на 140 м, и впоследствии за счет этой разницы на месте Босфора образовался канал. Через него средиземноморские воды стали поступать в Черное море, делая его соленым. Для полного затопления потребовалось бы около трех лет, но берега Черного моря были пологими, и вода затопляла их относительно быстро – спасать сельскохозяйственные угодья было бесполезно. Это могло вытеснить с привычных мест причерноморские общества, которые стали расселяться во всех направлениях – от Ближнего Востока до Центральной Азии и Западной Европы. Так индоевропейцы, семитские племена и даже представители убейдской культуры оказались в Месопотамии, где затем возникли первые шумерские поселения. Опыт этого катастрофического наводнения пережили различные народы, и это объясняет широкое распространение легенд о потопе, описанном в Библии, в сказании об Утнапиштиме (Зиусудре) в эпосе о Гильгамеше, в греческом мифе о Девкалионе.
Не могу не изложить одну захватывающую и спорную идею, которая особенно интересна геофизику – автору сей книги. Эту идею отстаивает Джаред Даймонд, и лучше всего она изложена в его знаменитой книге «Ружья, микробы и сталь». Даймонд задается вопросом, почему колониальная экспансия в современной истории была односторонней. Европейцы колонизировали другие континенты и покорили или уничтожили (зачастую занеся болезни) другие культуры по всему земному шару. Согласно гипотезе Даймонда, все дело в расположении континентов. (Разве я могу противиться идее о том, что тектоника плит, помимо всего остального, приводила в движение еще и колесо земной истории?)
К тому времени, когда люди распространились более или менее повсеместно, главную роль в различиях культур на каждом континенте, согласно теории Даймонда, стали играть не различия между людьми, а положение материков. Культуры Евразии – от Восточной Азии до Европы – имели обширную территорию, по которой они могли распространиться на восток или запад, оставаясь примерно в тех же климатических зонах. Расселение в пределах одной климатической зоны облегчает перемещение не только людей, но и выращиваемых растений и домашних животных, ведь благоприятные для них условия сохраняются. Однако такое расселение возможно только по достаточно большой территории, где различия зон и их микроклимата будут небольшими. Климатическая зона должна быть более или менее одинакова на протяжении сотен и тысяч, а не десятков километров, в пределах которых горная пустыня может смениться влажной речной долиной.
Тектоническое строение и ландшафты Евразии обеспечивают ее жителям гораздо больше территории для расселения и диверсификации сельскохозяйственных популяций и их технологий. Почти все остальные континенты ориентированы с севера на юг, что ограничивало миграцию на восток или запад вдоль одной климатической зоны, а движение на север или юг «выдергивало» бы сельскохозяйственные культуры и скот из привычной им среды. Это ограничивало расширение сельскохозяйственного производства, в таких условиях более выгодными могли быть охота и собирательство.
Обширная экспансия людей в Евразии позволила приручить больше видов животных, чем на других континентах, а это привело к выработке иммунитета к большему количеству разных заболеваний. Когда представители евразийских культур вышли за пределы своего континента, они несли с собой не только оружие и военные технологии, созданные за столетия территориальной экспансии, но и заболевания, от которых у людей на других континентов не было защиты и иммунитета. Вот почему малочисленные экспедиции европейцев смогли победить целые империи: испанец Франсиско Писарро завоевал государство инков в Перу, имея в «авангарде» пандемию натуральной оспы, занесенной испанскими поселенцами на Карибские острова.
Я не собираюсь говорить о последних 7000 лет истории человечества – они описаны подробно. Стоит отметить, что эти 7000 лет, о которых так много написано, составляют лишь половину одной миллионной периода, охваченного в этой книге и длящегося 14 млрд лет. Напомню аналогию, которую я привел в самом начале моего обзора: если бы история Вселенной была ускорена так, чтобы вы смогли просмотреть ее за одни сутки, то история человека заняла бы 0,04 секунды – мгновение, необходимое, чтобы моргнуть. А если бы мы распределили слова в этой книге пропорционально продолжительности времени, описанному в каждой главе, то история человечества уместилась бы в последний знак препинания.
Но за этот невероятно короткий промежуток времени стремительный прогресс человека и его беспрецедентная способность изменять окружающую среду привели к тому, что он стал сильнее любого хищника, если не брать в расчет форму жизни, которая процветает на Земле почти 4 млрд лет, – бактерии. Не встречая серьезного конкурента, вид Homo sapiens распространился по планете, а ее население выросло даже быстрее, чем по экспоненте. В течение последних двух столетий мы научились использовать ископаемые источники энергии, которые были скрыты под поверхностью Земли сотни миллионов лет. Огромное количество дешевой энергии позволило осуществить резкий технологический скачок, плоды которого человечество (некоторые части больше, некоторые меньше) пожинает сегодня: транспорт, глобальная связь, производство продуктов питания, медицина.
Отрицательные стороны этого обилия дешевой энергии (ущерб окружающей среде и необычное изменение климата), по‑видимому, все еще не так значительны, чтобы перевесить огромные достоинства и потенциал, и все может идти по‑прежнему еще какое‑то время, прежде чем мы изменим наши привычки. В то же время технологии и медицина (особенно в развитых странах) защитили нас от работавшего миллиарды лет естественного отбора. Это означает, что, если дела пойдут хуже и мы исчерпаем ресурсы для поддержки этой защиты, огромное количество нашего возросшего населения станет настоящим раем для микробов, которые терпеливо ждали своего часа (прошу прощения за такую прямолинейность в стиле Курта Воннегута). Но расточительное использование ресурсов – это в основном то, что лучше всего делают организмы, не имеющие конкурентов. Бактерии в чашке Петри потребляют пищу и энергию, пока не поглотят все и не погибнут, – вот и все.
Мне бы хотелось думать, что мы отличаемся от бактерий в чашке Петри. Из всего созданного людьми, хорошего и плохого, выделяется то, что мы разработали способы накопления знаний, на базе которых мы можем получить еще больше знаний. Обладая языком, историей и наукой, мы стали первыми организмами на нашей планете (а может, и вообще везде), которые могут сделать обоснованное предположение о том, что произойдет дальше, за пределами нашего собственного ближайшего будущего. У нас есть способность и потенциал действовать превентивно, а не «по факту» или, что еще хуже, когда уже слишком поздно. Вскоре, при жизни этого или следующего поколения, мы узнаем, способны ли использовать все наши знания для выживания грядущих поколений. Если мы это сделаем, это будет уникальное событие в истории жизни, а возможно, и всей Вселенной.