В последнем выпуске престижного научного журнала PNAS вышло исследование, рассказывающее о результатах изучения скелета новорожденного неандертальца, погибшего в возрасте двух недель. Одни из авторов исследования, питерские археологи Любовь Голованова и Владимир Дороничев, рассказали отделу науки о проделанной работе.
— В ходе вашего последнего исследования вы изучали детские скелеты неандертальцев. Почему так важно изучать именно детские скелеты?
— Одним из старейших и важнейших вопросов в эволюционных исследованиях человека является вопрос: почему неандертальцы отличались от современных людей? Хотя этот вопрос может решаться разными методами, для полного ответа необходимо понимание, когда в процессе развития индивидуума формировались различия, присущие взрослым особям.
Ответ на этот вопрос может дать только изучение детских скелетов.
На основании многочисленных исследований черепов взрослых и подростковых особей неандертальцев, а также опубликованных ранее результатов изучения черепа неандертальского ребенка из Мезмайской пещеры (Апшеронский район Краснодарского края), сейчас хорошо известно, что многие отличия строения черепа (то есть краниального скелета) неандертальцев и современных людей присутствуют уже к моменту рождения, то есть эти различия закладываются уже на этапе созревания эмбриона. Однако мы гораздо меньше знаем о том, как и на каком этапе развития формируются различия в остальных частях тела, которые называются в совокупности посткраниальным (то есть «обезглавленным») скелетом.
В данном исследовании были изучены два самых полных на сегодняшний день посткраниальных скелета новорожденных неандертальцев. Один из них был найден в 1993 году при археологических раскопках под руководством Любови Головановой стоянки неандертальцев в Мезмайской пещере.
Другой был обнаружен в 1914 году при раскопках под руководством Д. Пейрони стоянки неандертальцев в навесе Ле Мустье, во Франции. Долгое время считалось, что эта французская находка была утрачена во время Второй мировой войны, и лишь в 1996 году она была «вторично» открыта при инвентаризации музейных коллекций в Музее Доистории Ле Зэзи де Тэйяк Сирёй. Возраст неандертальца из Мезмайской пещеры составляет всего две недели после рождения. Сейчас это не только самый молодой неандерталец, но и наиболее полно и хорошо сохранившийся скелет неандертальцев любого возраста в мире.
Младенцу неандертальца из Ле Мустье было не больше 4 месяцев после рождения.
Основным результатом этих исследований является четкое установление того факта, что многие особенности в форме и строении тела неандертальцев, которые в основном и отличают их от современных людей, присутствовали уже к моменту рождения, то есть, как и в случае с черепом, особенности посткраниального скелета неандертальцев формировались уже на этапе созревания эмбриона. Это исследование дает бесспорный аргумент в поддержку общепринятой в науке теории, что отличия неандертальцев и современных людей имеют глубокое эволюционное значение, то есть они обусловлены естественным отбором, а не являются результатом прижизненных поведенческих адаптаций.
— А почему так редко находят детские скелеты неандертальцев?
— Находки ископаемых костей человека вообще явление в науке довольно редкое, и чем глубже в прошлое, тем реже эти находки. Причин тому несколько. Во-первых, только в конце эпохи палеолита (то есть древнего каменного века, который охватывает более 99% истории человечества, от 2,5 млн лет до 10 тыс. лет назад) появляются парные, а потом и коллективные погребения людей, самые ранние из которых имеют возраст не более 30–25 тыс. лет (например, знаменитое парное погребение на стоянке Сунгирь под Владимиром).
Неандертальцы хоронили своих умерших, но это всегда единичные захоронения на стоянках.
Во-вторых, воздействие природных факторов разной интенсивности и масштаба, от крупных перестроек ландшафта целых регионов до химической и биохимической эрозии, деятельности червей и микроорганизмов привело к полному или частичному уничтожению органических материалов (в том числе костей) на многих стоянках, где ученые собирают только каменные орудия. В целом тенденция такова, что сохранность ископаемых костей тем хуже, чем древнее их возраст, хотя известны многочисленные исключения. Обычно лучше других костей скелета сохраняются зубы, покрытые прочной эмалью, и более прочные суставные кости и обломки трубчатых костей. Хрупкие детские кости гораздо легче подвержены разрушению, чем кости взрослых особей, поэтому их находят гораздо реже. Например, в Мезмайской пещере
скелет новорожденного неандертальца сохранился в значительной степени благодаря тому, что он был вцементирован в прочную кальцитово-карбонатную брекчию,
состав и происхождение которой такое же, как у известных всем пещерных натеков, сталактитов и сталагмитов. Если бы не эта каменная «броня», едва ли мы нашли бы хотя бы несколько косточек этого новорожденного.
В Мезмайской пещере, расположенной высоко в горах (1310 метров над уровнем моря), мы видим уникальную сохранность кости, особенно по сравнению с другими памятниками этого возраста. Это дает возможность проводить также генетические исследования. Образец Мезмайского неандертальца (Мезмай 1) участвовал в определении генома неандертальцев, в настоящее время проводятся исследования одного из самых поздних неандертальцев (Мезмай 2). Кости бизонов из Мезмайской пещеры участвовали в определении генома бизонов и их видового разнообразия. По сути, Мезмайская пещера является уникальной кладовой генетического материала для будущих исследований. Это не считая того, что Мезмайская пещера является всемирно известным археологическим памятником, местом, где жили неандертальцы от 70 до 40 тыс. лет назад , где мы имеем свидетельства обитания ранних Homo sapiens от 39 до 11 тыс. лет назад.
Статьи об этом памятнике опубликованы в ведущих изданиях в России и за рубежом.
Но, к сожалению, этот памятник истории и культуры совершенно не охраняется.
Ежегодно он разрушается как в результате хозяйственной деятельности (лесозаготовки), так и в результате посещения многочисленными неорганизованными группами туристов, которые жгут костры, копают на памятнике всемирного значения. Официально Мезмайская пещера имеет только номер в реестре памятников истории и культуры Краснодарского края, хотя памятник найден и исследуется почти 30 лет, в 2017 году будет юбилей. Не существует ни карт, ни документации на положение памятника и охраняемую территорию, поэтому в случае разрушений Управление по охране памятников истории и культуры Краснодарского края не может даже привлечь нарушителей к ответственности. Мы подавали заявку в Министерство культуры РФ на «Проект определения границ территории объектов культурного наследия», но получили отказ. Региональные программы также не поддерживают в настоящее время работы по сохранению памятников под предлогом, что все археологические памятники считаются памятниками федерального значения и должны финансироваться из федерального бюджета.
Возвращаясь к вашему вопросу – почему так редко находят детские скелеты неандертальцев, можно лишь заметить,
что при таком подходе к охране уникальных памятников в ближайшем будущем не останется и самих памятников.
— Что значит «родиться неандертальцем»? Ребенка неандертальца сразу можно отличить от современного человека? По каким признакам?
— Как мы уже сказали, данное и другие исследования свидетельствуют о том, что морфологические особенности не только черепа, но и посткраниального скелета неандертальцев формируются уже на начальном (эмбриональном или пренатальном) этапе процесса индивидуального развития. Иными словами, любая особь неандертальца всегда будет выглядеть как представитель вида неандертальцев, вне зависимости от ее индивидуального возраста после рождения. Да, ученые-антропологи всегда отличат ребенка неандертальца от ребенка современного человека. Для этого существует много признаков. Раньше основу для видовой диагностики неандертальцев составляли признаки черепа, такие как низкая и широкая черепная крышка со скошенной лобной костью, выступающая затылочная кость, отсутствие подбородка, сильно выступающий лицевой отдел черепа, отличное от современного человека строение внутреннего уха, большие лопатообразные резцы с биконической внутренней поверхностью и другие. Изучение посткраниальных скелетов неандертальских детей добавило новые признаки.
Среди них наиболее значимыми являются широкое тело, длинная лобковая кость, массивные длинные кости, укороченность берцовой кости по отношению к длине бедренной кости.
— Что лично для вас было неожиданного, необычного в результатах нового исследования?
— Мы давно сотрудничаем с ведущими европейскими специалистами, которые занимаются проблемами эволюционной истории ископаемых людей. Многие результаты этих исследований уже опубликованы. Эти публикации широко используются и цитируются специалистами разных научных дисциплин. Данное исследование является еще одним кирпичиком в формирующуюся на наших глазах эволюционную историю человечества.
Пожалуй, наиболее необычным аспектом этой работы для нас стало то, что наши коллеги из Франции, США и Германии взяли в качестве материала для сравнения с неандертальцами данные по взрослым и новорожденным североамериканцам, имеющим европейское или африканское происхождение.
Сравнение линейных параметров костей между европейскими американцами и афроамериканцами показывает почти те же отличия в строении тела, которые другие исследователи отмечали между географическими популяциями современных людей, живущих либо в высоких, либо в низких широтах.
И эти отличия явно обусловлены не имеющейся средой обитания, а разным происхождением и генетическим наследованием признаков, которые сформировались у далеких предков в результате приспособления к совершенно отличным природным условиям в Европе и Африке. При этом неандертальцы (впрочем, как и ожидалось) оказались наиболее близки к потомкам коренных европейцев.
— Раньше вы высказывали гипотезу, что неандертальцы вымерли в Европе раньше, чем туда пришли сапиенсы…
— В нашей ранней работе (статья в Current Anthropology, опубликованная в 2010 году) мы сознательно не касались вопросов пространственного и временного соотношения неандертальцев и сапиенсов в Европе. Наша статья была посвящена только неандертальцам и тем факторам, которые могли привести к их исчезновению. Фактор влияния современного человека на исчезновение неандертальцев мы упоминали, поскольку многие ученые и у нас, и за рубежом считают, что он был решающим.
Мы с этим не согласны в принципе, поскольку современные результаты изучения палеолитических памятников не обнаруживают надежных данных, свидетельствующих о сосуществовании неандертальцев и сапиенсов.
В большинстве случаев на памятниках остатки стоянок сапиенсов залегают выше стоянок неандертальцев, что свидетельствует о том, что сапиенсы жили здесь позже.
Что касается времени, то исчезновение неандертальцев около 40 тыс. лет назад сейчас признается очень многими специалистами, если не абсолютным большинством ученых. Также мало кто сомневается, что сапиенсы появились в некоторых регионах Европы за 2–3 тыс. лет до этого. Мы этого тоже никогда не отрицали. Однако это были немногочисленные представители сапиенсов, а потому климатический кризис не повлиял на всю популяцию Homo sapiens, чего нельзя сказать про неандертальцев.
— Еще вы упоминали, что неандертальцы вымерли в результате вулканической зимы. Можете поподробнее рассказать про эту вулканическую зиму?
— Феномен вулканической зимы, как и сам этот термин, придуман не нами. Подробнее об этом написано в упомянутой статье в Current Anthropology. Говоря в нескольких словах, вулканическая зима — это очень резкое и экстремально сильное похолодание климата в результате выброса в атмосферу огромного количества вулканического пепла. В результате химических реакций в атмосфере создается слой вторичных аэрозолей, который отражает солнечный свет и создает эффект, противоположный парниковому.
Последнее извержение, которое вызвало такой эффект глобального масштаба, затронувшего почти всю Евразию и необитаемую тогда Северную Америку, произошло как раз около 40 тыс. лет назад.
Современные исследования прямых данных, полученных непосредственно со стоянок людей того времени и с использованием компьютерных программ-симуляторов, свидетельствуют, что прямой эффект этого извержения был недолгим (1–2 года) и похолодание не было слишком экстремальным (от -3 до -5 градусов в годовом выражении) в большинстве регионов Европы и на Ближнем Востоке, где жили неандертальцы. Однако во всех регионах, от Апеннинского полуострова на западе до бассейнов Кубани и Дона на востоке, где для этого времени фиксируется слой вулканического пепла, выше пепла стоянки неандертальцев исчезают. Исчезают они в это же время и в других регионах, где слоя пепла не зафиксировано. Здесь мы имеем в виду полное и окончательное вымирание неандертальцев, а не процесс сокращения их ареала обитания, с сопутствующими ему локальными исчезновениями, который начался раньше примерно на пять тысяч лет.
Вымирание неандертальцев имеет четкий геологический возраст – около 40 тыс. лет назад, когда произошло это суперизвержение с глобальным эффектом.
Кстати, это единственное суперизвержение в Европе за всю историю обитания неандертальцев. И вымерли они, как мы считаем, прежде всего потому, что их популяция подверглась массовому вымиранию в тех регионах, которые испытали наибольшее воздействие вулканической зимы. А дальше популяция неандертальцев утратила способность к воспроизводству (есть такое понятие – репродуктивный размер популяции, ниже которого популяция вымирает). Соответственно, последовала череда локальных исчезновений (по эффекту домино), закончившаяся полным исчезновением неандертальцев. Весь этот процесс вымирания произошел очень быстро. Несколько поколений и… нет неандертальцев.
— А могла бы современная мать выкормить неандертальского ребенка?
— Теоретически да. Ведь в геноме современных людей-неафриканцев присутствует около 1–3% неандертальских генов. Все мы знаем, что современные млекопитающие «усыновляют» детенышей других видов. Хотя, основываясь на современных знаниях о диете неандертальцев, можно предположить, что состав материнского молока у них был другой.
Однако некоторые данные говорят о том, что современная женщина вряд ли смогла бы выносить неандертальского ребенка, дело скорее всего закончилось бы выкидышем. Ведь одно дело, когда гены неандертальцев попадали в генофонд современных людей в результате случайных половых контактов первых и вторых.
Совсем другое дело — использовать современную женщину как суррогатную мать для рождения 100-процентного ребенка-неандертальца.
— Что от неандертальцев есть в каждом читателе «Газеты.Ru»?
— Те же 1–3% неандертальских генов, унаследованных от наших далеких предков.
Если, конечно, среди ваших читателей нет коренных африканцев.
Они – стопроцентные Homo sapiens.
— Как проходило ваше сотрудничество с зарубежными коллегами? Как долго шла работа над исследованием?
— Данная статья представляет результат работы международного коллектива ученых из Франции, США, Германии и России. Работа продолжалась несколько лет. На заключительном этапе подготовки рукописи к публикации соавторы обязательно должны урегулировать все дискуссионные вопросы, поэтому иногда рукопись корректируется несколько месяцев — пока все соавторы, работающие в разных научных учреждениях разных стран, не согласуют все вопросы. В данном случае это заняло меньше времени, поскольку с этими коллегами мы готовили уже не первую статью.
— Существует мнение, что российским ученым сложно опубликоваться в ведущих научных журналах. Что вы можете сказать по этому поводу?
— Наш опыт подсказывает, что и в России, и за рубежом возможность публикации зависит от качества материала, который представляет статья. Существует большая разница между «опубликовать» и «опубликоваться», последнее очень напоминает «засветиться» и «пропиариться».
Если же речь идет о качественной научной работе, то здесь важным также является умение правильно подать свой материал с учетом того журнала, куда вы подаете статью.
У нас есть негативный опыт общения с журналами и в России, и за рубежом. Часто, к сожалению, большое значение имеет личностный фактор, то есть конкретные рецензенты и редакторы. Но большинство крупных журналов дорожат своей репутацией и никогда не пошлют работу оппонентам, а в случае открытой научной дискуссии на страницах журнала вам всегда будет предоставлена возможность ответить рецензентам.