Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей - Нил Шубин

Исследование Дансгора не позволило получить более подробную информацию, поскольку лед, который он изучал, был извлечен для размещения ракет и строительства церквей. Лед для научных исследований нужно извлекать, разделять и хранить так, чтобы сохранялись длинные неповрежденные участки. Таким образом, для более полной картины нужны были новые керны. И если обнаруженные Дансгором закономерности были справедливы, их следовало проверить на льде из других мест — с обоих полюсов и с горных вершин на различных континентах.

Для получения «правильных» кернов требуется согласованная работа инженеров и ученых, а также поддержка правительств тех стран, на территории которых располагаются ледники. А это недешево: нужно наладить оборудование и поселить людей в самых отдаленных уголках Земли. Начиная с 70-х годов, было извлечено несколько кернов льда, самые полные из которых получены в Гренландии, Антарктиде и нескольких крупных горных ледниках в разных точках мира.

Подробный анализ льда и климата преподнес сюрпризы. Климат на Земле в последние сто тысяч лет менялся чаще, чем думали до сих пор. Ледниковые периоды не были просто затяжными холодами: они прерывались потеплениями. А в теплые периоды случались похолодания. Это свидетельствует о том, что климат на Земле зависит от теплового баланса планеты — от количества солнечного тепла, попадающего на Землю, количества отдаваемого Землей тепла, а также от перераспределения тепла между океанами, сушей, воздухом и льдом. Как в музыке: музыкальную композицию можно воспринимать как нечто единое, но можно и разложить на ритмы и мелодии, исполняемые инструментами в соответствии с их собственными партиями. Основную роль в формировании климата играют изменения орбиты, обнаруженные Миланковичем. Другие факторы — перемещение тепла океаническими течениями, ветрами и льдом. В результате образуется система с долгосрочным общим ритмом и короткими ритмическими фигурами.

Примером такой ритмической фигуры может служить изменение климата в конце последнего ледникового периода (около двенадцати с половиной тысяч лет назад). Все факторы в то время располагали к теплой погоде, и вдруг за какие-то десятилетия резко похолодало. Как показывает анализ пыльцы, содержания кислорода и других параметров, во всем мире температура понизилась в среднем на пятнадцать градусов всего за десятилетие. Если долгосрочные графики изменения климата сравнивать с электрокардиограммой, такой скачок должен быть приравнен к всепланетному сердечному приступу. Если повышение или понижение температуры всего на два-три градуса приводит к изменению береговой линии и соотношения пахотных земель и пустынь, то какими же могут быть результаты скачка температуры на целых пятнадцать градусов!

Семена перемен

Земная орбита, климат и лед во все времена определяли расселение живых организмов по планете. Глобальные изменения климата разделяли популяции на группы, между которыми пролегали ледяные пустыни, или же открывали новые возможности для миграции, позволяя достичь прежде недоступных уголков. Анализ ДНК американских индейцев говорит о том, что все они являются потомками одного мужчины, который пересек Берингов пролив по льду, образовавшемуся во время последнего ледникового периода. На генеалогическом древе европейцев лед тоже оставил свои следы. ДНК многих европейцев происходит от популяций, прежде населявших территорию современной Украины, а после ухода льдов во время последнего ледникового периода расселившихся по другим местам. Следы этих событий сохранились в ДНК разных человеческих популяций.

Однако некоторые популяции не изменялись, а исчезали. Конец последнего ледникового периода для млекопитающих Северной Америки оказался вдвойне тяжелым. Им не только пришлось жить в неблагоприятных климатических условиях. У них появился новый конкурент и враг — человек. Изменение климата и приход людей из Азии положили конец существованию американских саблезубых тигров, мамонтов и гигантских ленивцев. Кроме того, образ жизни некоторых видов совершенно изменился.

Коллеги в Кембридже называли Дороти Гэррод «чудовищно робкой» и «непонятной». Мне, однако, кажется, что эту женщину трудно назвать робкой. Вот выдержки из ее письма 1921 года, адресованного двоюродному брату: «Дорогой мой Джин! Последняя неделя во Франции была замечательной. Все было настолько волнующим, что не похоже на правду. Я часами ползала на животе… над зияющей бездной (освещенной лишь ацетиленовой лампой…) и стукалась головой о сталактиты, а ногами о сталагмиты, но в конце концов нашла множество всяких чудес». Эта женщина изучала седую древность, попадала в переделки и получала от всего этого огромное удовольствие. «Робкая» Дороти Гэррод, обнаружившая в пещерах кости неандертальцев и неизвестные прежде места человеческих поселений в разных точках планеты, стала первой женщиной, получившей должность профессора и в Оксфорде, и в Кембридже.

Во время раскопок в пещере Шукбана и в других местах в окрестностях Иерусалима Гэррод обнаружила необычные каменные орудия в форме полумесяца. До тех пор ничего подобного археологам видеть не приходилось. Затем она отыскала несколько ступок, пестиков, зернотерок, фигурок различных существ. Жившие здесь когда-то люди мололи пшеницу и отправляли религиозные обряды.

Дороти Гэррод (справа) в экспедиции.

Продолжение раскопок привело к новым находкам: тщательно захороненные скелеты собак, остатки жилищ, человеческие захоронения с замысловатыми украшениями и даже сложные каменные скульптуры. У этих людей, которых Гэррод назвала натуфийцами, были первые одомашненные собаки, первые скульптуры людей, занимающихся сексом, и причудливые погребальные обряды. В группах было по несколько сотен человек, составлявших достаточно сложное сообщество, со временем менявшееся. Прежде человеческие популяции вели кочевой образ жизни, перемещаясь с места на место при изменении климата и недостатке пищи. Натуфийцы избрали иную стратегию. За несколько тысяч лет (от пятнадцати до одиннадцати тысяч лет назад) они перешли от обустройства передвижных лагерей к строительству практически постоянных жилищ.

Ни одна популяция не защищена от происходящих на планете изменений, особенно таких, как резкое изменение климата, запечатленное в полярных льдах. Натуфийцы пережили этот период резких климатических изменений (около тринадцати тысяч лет назад): на высоких широтах господствовали ледники, а на низких установился холодный и сухой климат. Скорее всего, в таких условиях обычной пищи — дикорастущих злаков — людям перестало хватать. Безусловно, натуфийцы и их современники сильно пострадали от этих глобальных перемен. Но как им и сменившим их культурам удалось выжить?

При раскопках поселений натуфийцев около одиннадцати тысяч лет были найдены спелые зерна, характерные для одомашненных растений. Но если в поселениях натуфийцев плодовые косточки и зерна находят редко, то в более поздних поселениях они встречаются регулярно. Находки таких семян указывают на земледельческий образ жизни, а ступки и пестики свидетельствуют о том, что люди употребляли зерно в пищу. Человек теперь не зависел от миграции животных. С развитием земледелия и возникновением постоянных поселений, как у представителей натуфийской культуры, начали складываться институты и культура, характерные для более развитого общества.

Дороти Гэррод искала в земле следы древних цивилизаций. А мой коллега из Чикаго Джонатан К. Притчард изучает ДНК, пытаясь отыскать закономерности в ее структуре и последовательности. Сравнивая ДНК современных людей, он может рассказать, являются ли различия между нами игрой случая или результатом естественного отбора. Если какой-либо ген обеспечивает хозяину преимущество в выживании и воспроизводстве, он должен оставить в ДНК определенный след. Джонатан умеет выделять такие сигналы с помощью разработанных им статистических методов. При прочих равных условиях, если ген находился под влиянием естественного отбора, то он должен чаще встречаться в человеческой популяции и отличаться меньшей вариабельностью, чем при случайной (нейтральной) эволюции.

Джонатан нашел в человеческой ДНК последовательности, несущие на себе следы естественного отбора. Это гены, которые тем или иным образом повлияли на выживание и воспроизводство наших далеких предков. Эти гены для биологов сродни Святому Граалю: они могут рассказать, какие признаки являются существенными для вида. Некоторые из этих генов связаны с пигментацией кожи. При расселении людей по планете некоторым популяциям пришлось переселяться в регионы с другим уровнем освещенности, и это перемещение сопровождалось изменением генов пигментации. В результате люди с более светлой кожей живут дальше от экватора, чем люди с более темной кожей.