Неандертальцы были умными, изящными, творческими — и их не понимали

 Спустя почти 40 000 лет после исчезновения с планеты неандертальцы переживают момент. В последние годы появились новые соблазнительные доказательства того, что наши примитивные кузены с густыми бровями были поварами, мастерами ювелирных изделий и художниками. То, что мы узнаем из оставленных ими генетических подсказок — и обещание того, что эти подсказки расскажут нам о нас в последующие годы — принесло шведскому палеогенетику Сванте Пяабо Нобелевскую премию 2022 года по медицине и физиологии этой осенью.

Самые последние находки, сделанные в сибирской пещере, показывают, почему ученые так взволнованы. По неандертальским меркам Чагырская пещера относилась к элитному жилью. Двухкамерная полость скалы в Алтайских горах Южной Сибири могла похвастаться трехэтажным входом из известняка, выходившим на обширную зеленую речную долину, из которой жители могли легко заметить мигрирующие стада бизонов, лошадей, северных оленей и другую вкусную дичь, или только что упивался видами пещеры «Король мира». «Это идеальное место», — говорит Бенс Виола, палеонтолог из Университета Торонто, изучающий древних людей.

Вот почему Виола, веселый ученый венгерского происхождения лет тридцати с чем-то, который описывает полевые работы как «поход с друзьями», не удивился, когда давний русский сотрудник вытащил из кармана рубашки окаменевшую нижнюю челюсть в пластиковом пакете. -подогрел вечер на конференции в 2010 году и бурно заявил: "У меня для вас сюрприз!" Виола смогла визуально подтвердить, что удивительно хорошо сохранившаяся окаменелость, извлеченная из недавно обнаруженного входа в пещеру, принадлежала неандертальцу.

Но даже в этом случае Виола не могла предсказать, насколько богата будет археологическая добыча Чагырской. К настоящему моменту в результате 11-летних раскопок была найдена сокровищница из 90 000 каменных орудий, 300 000 фрагментов костей и, как Виола и российские коллеги изложили в журнале Nature в октябре, образцы размером с рис из некоторых из 80 подтвержденных костей неандертальцев. Это останки первой известной в мире семьи неандертальцев — по крайней мере, 11 генетически связанных людей, включая отца, его дочь-подростка и их двоюродных братьев, которые погибли примерно в одно и то же время, вероятно, от голода.

Эти и другие находки вместе с передовыми технологиями, которые стали доступны палеонтологам за последнее десятилетие, разрушили популярное представление о неандертальцах как о волосатых, примитивных, волочащих костяшки пальцев пещерных людях, которые несли дубинки и разговаривали ворчанием. Теперь мы знаем, что неандертальцы, вероятно, были более умными, изощренными и сложными, чем считалось ранее. Паабо и другие ученые быстро расширили свои знания о неандертальцах и, в отличие от них, о том, что значит быть современным человеком.

Многие виды людей — или, говоря языком ученых, «гоминиды» — зародились в Африке. Волны миграции, начавшиеся около двух миллионов лет назад, распространили гоминидов в Европу, на Ближний Восток и за ее пределы. Неандертальцы совершили путешествие 200 000 лет назад, а современные люди последовали за ним около 60 000 лет назад. Мы жили бок о бок около 20 000 лет — поразительно короткий момент в эволюционном времени — а затем неандертальцы вымерли, оставив современных людей единственным оставшимся гоминидом на планете.

«В последний раз, 60 000 лет назад, когда мы вышли в жестокий мир, уже населенный другими гоминидами, потребовалось всего несколько тиков эволюционных часов, и мы оказались на каждом континенте, освоили каждую экосистему и вызывали массовые вымирания повсюду, куда бы мы ни пошли», — говорит Ричард Грин, инженер-биомедик из Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Неандертальцы этого не делали. Как и другие гоминиды. Можно сказать, что это требует объяснения. Какие генетические и биологические изменения лежали в основе этого последнего шага к человеческому состоянию?»

Чем больше сходства ученые находят между современными людьми и неандертальцами, тем ближе они подходят к точному определению того, что позволило нам выиграть эволюционное соревнование с многочисленным полем соперников-гоминидов, включая особенно сложных неандертальцев.

Ключевое исследование 2021 года, проведенное Грином и его коллегами, показало, что ДНК современного человека очень мало отличается от ДНК неандертальцев — всего от 1,5 до 7 процентов, в зависимости от того, с каким регионом мира проводится сравнение. Одна возможность состоит в том, что эта ДНК объясняет наш эволюционный успех. Возможно, это наделяет мозг современного человека способностью построить большую организованную цивилизацию или побуждает нас идти на риск, который помог нам процветать во враждебном и неопределенном мире?

Также возможно, что различия слишком незначительны, чтобы иметь значение. Если это так, то, возможно, наша удача зависела от глупого везения — возможно, какой-то простой поворот судьбы обрек неандертальцев на окончательное вымирание и позволил современным людям процветать на их месте. Могли ли неандертальцы при других обстоятельствах унаследовать Землю вместо нас? Это все еще загадка, но воздух наполнен новыми подсказками.

Быстрый выход

Ветвь эволюционного древа, которая в конечном итоге дала начало Homo sapiens neanderthalensis, отклонилась от того, что в конечном итоге стало современным человеком (Homo sapiens sapiens), примерно 400 000–450 000 лет назад — несколько миллисекунд по эволюционному времени. Когда неандертальцы покинули Африку, они распространились на север до Уэльса, на юг до Ближнего Востока и вплоть до дальнего юго-восточного края Сибири, недалеко от того места, где сходятся Россия, Монголия, Китай и Казахстан. Они бродили по бескрайним степям Сибири, пережили европейские ледниковые периоды и выжили как вид в течение впечатляющих 350 000 лет — намного дольше, чем живут современные люди. Затем, около 40 000 лет назад, они исчезли, и о них не было слышно до середины 19 века.

В 1856 году горняки, работавшие в известняковом карьере в долине Неандер, к юго-западу от Дюссельдорфа в Западной Германии, выкопали древнюю черепную шапку и скелетные кости, закопанные на глубине двух футов в недавно обнаруженной пещере на вершине утеса. Рука, бедро, бедро, ребра и лопатка были намного тяжелее обычных костей, что позволяет предположить, что они были окаменевшими останками. Крышка черепа состояла из окаменелого куска черепа, который был отрезан чуть ниже характерного гребня брови — выступающей монобровь с твердыми костями, которая выступала наружу, как пара толстых каменных скобок, склеенных встык.

С самого начала широко распространено мнение, что неандертальцы были нашими меньшими родственниками — грубыми, неразумными и намного ниже нас по эволюционной лестнице. Однако в последние десятилетия эксперты начали пересматривать то, что, как нам казалось, мы знали о наших странных двоюродных братьях, одетых в меха животных, и их роли в истории человечества.

«За последнее десятилетие произошел сдвиг в сторону признания того, что они были больше похожи на современных людей, чем мы думали», — сказал Паабо Newsweek.

Недавние биомеханические анализы вне всяких сомнений установили, что неандертальцы ходили прямо, как и мы, говорит Ребекка Рэгг Сайкс, археолог из Ливерпульского университета и автор книги 2020 года «Сородичи: неандертальская жизнь, любовь, смерть и искусство», целью которой является дать окончательный отчет о том, что мы знаем о неандертальцах. Они были немного ниже нас и намного коренастее, от 4 футов 9 дюймов до 5 футов 6 дюймов в высоту и весом от 140 до 180 фунтов. Эти пропорции тела имели меньшую общую площадь поверхности, что облегчило бы сохранение тепла тела в холодном климате за пределами Африки. Их черепа были длиннее, лоб был наклонен вперед, а не под углом 90 градусов, характерным для верхней части лица современного человека. Ученые считают, что у них были большие носы, которые согревали и увлажняли ледяной сухой воздух на пути к легким. Большие глазницы предполагают, что их зрение было приспособлено к условиям слабого освещения.

«Если бы вы увидели неандертальца сзади, я думаю, вы бы просто подумали, что это человек», — сказал Рэгг Сайкс Newsweek. «Когда они обернулись, чтобы посмотреть на вас, да, вы могли бы подумать: «Вау, я никогда не видел никого, кто выглядел бы так». Но у вас все равно будет взаимодействие с человеком, смотрящим на вас, так что идея, что они какие-то очень древние примитивные вещи, просто совершенно не вписывается в то, как мы их помещаем в эволюционном смысле, не говоря уже о том, когда мы на самом деле смотрим по археологическим свидетельствам».

В последние годы ученые отслеживали анатомические разрастания костей, которые часто связаны с мощными мышцами, анализировали характер износа зубов и использовали компьютерное моделирование, чтобы сделать ряд других выводов о неандертальцах, которые были бы невозможны в предыдущих поколениях. Неандертальцы, вероятно, были правшами, имели мощное плечо (доминирующая сторона была на 25-60% более развита, чем недоминирующая сторона). Некоторые предполагают, что это давало им сверхчеловеческую силу, когда они охотились с копьями. Отметины на зубах предполагают, что они использовали свои зубы почти как третью руку, как тиски, чтобы сжимать шкуры между губами, когда они тщательно очищали их, используя инструменты, чтобы превратить шкуры в теплую одежду.

Мы знаем, что они сформировали глубокую эмоциональную привязанность друг к другу. Ранние неандертальцы оставили больше свидетельств того, что они взаимодействовали друг с другом и хоронили своих умерших, чем ранние Homo sapiens (хотя в некоторых местах они разделывали мертвых и ели их — возможно, как многие предполагают, как часть процесса скорби). Семья Чагырских выявила признаки сложной социальной организации. «Ключевой вывод заключается в том, что женщины, похоже, перемещаются между группами, а не мужчины», — говорит Паабо, директор Института эволюционной антропологии Макса Планка и соавтор статьи. «Это то, что впервые четко показано в газете. И это начинает что-то говорить о социальной организации».

Примечательно, что недавние исследования показывают, что неандертальцы обладали некоторыми навыками на кухне, изменяя свою пищу сложными способами, чтобы сделать ее более вкусной. Исследователи из Ливерпульского университета взяли микроскопические кусочки сгоревшей обугленной пищи, найденной в древних неандертальских кострищах и вокруг них, и, используя электронную микрофотографию, бомбардировали их электронами. Измерив количество отраженной обратно энергии, они определили молекулярный состав обугленных крошек. Затем они сравнили измерения с эталонными образцами продуктов питания, накопленными за десятилетия в областях, изучающих более современные примеры кулинарных практик. Многие из фрагментов состояли из нескольких растительных компонентов и семян с «отчетливыми вкусовыми профилями», некоторые из которых могли даже вызвать у тех, кто их ел, тошноту, если их не обработать должным образом путем замачивания, толчения или объединения с другими предметами, говорит Серен Кабукку, археоботанический исследователь. ученый, соавтор статьи, опубликованной в ноябре в научном журнале Antiquity.

«Это похоже на то, что мы сегодня считаем рецептом», — сказал Кабукчу Newsweek. «Еда не только дает калории и энергию, но и является частью кулинарного репертуара. Мне кажется, что существует культурная сложность, связанная с тем, как они охотились и собирали».

Как мы теперь знаем, неандертальцы также использовали огонь и кулинарию для создания синтетических материалов, которые можно было использовать для изготовления лучших инструментов и оружия. По словам Рэгга Сайкса, анализируя химические следы отложений вокруг огня, ученые продемонстрировали, что неандертальцы производили примитивный тип клея, известный как березовая смола, который часто встречается у коренных народов Северной Америки. По ее словам, клей, вероятно, использовался для добавления ручек к инструментам.

«Вы должны приготовить его из березы, и чтобы этот процесс работал. Вы должны очень тщательно управлять своим огнем», — говорит Рэгг Сайкс. «Вы не можете впускать слишком много кислорода, иначе это не сработает».

Все это говорит о высоком уровне интеллекта. Так что же тогда отличает современных людей?

Наши отличия

Хотя еще слишком рано делать какие-либо конкретные выводы, новые данные предлагают мучительные подсказки. Летопись окаменелостей предполагает, что у неандертальцев был хорошо развит мозг. Хотя человеческий мозг примерно в четыре раза больше, чем у шимпанзе, наших ближайших ныне живущих родственников, черепа древних гоминидов свидетельствуют о том, что мозг наших предков начал резко расширяться около 2 миллионов лет назад и достиг размера современного человека 600 000 лет назад. 200 000 лет до того, как мы отделились от неандертальца. Хотя форма мозга современного человека отличается от мозга неандертальцев — наш мозг более сферический, а их — более вытянутый, — эти две версии примерно одинаковы по общему размеру.

Грин, Паабо и другие исследователи также начали использовать инструменты молекулярной биологии. Изучив карты генома человека и то, что известно о функциях различных регионов, Паабо составил список из 30 000 генетических различий между генами неандертальца и современного человека, которые, по его мнению, скорее всего, имели функциональное значение. У Грина в его лаборатории есть свой список.

Многие части генома, которые различаются, «имеют тенденцию быть обогащенными генами, особенно генами, которые экспрессируются в нервной ткани», — говорит Грин. Это «признак того, что наше нервное развитие и, возможно, когнитивные функции просто отличаются от неандертальских».

Чтобы понять эти различия, Паабо, Грин и многие другие лаборатории используют передовые технологии для выращивания «мозговых органоидов», колоний нейронов в чашках, полученных из ДНК и стволовых клеток, которые способны развиваться во множество различных типов клеток, таких как нейроны. Ученые культивируют клетки человеческого мозга, а затем модифицируют их, используя технологию редактирования генов CRISPR-Cas9, чтобы они больше походили на клетки мозга неандертальцев. Затем они наблюдают, какое влияние эта настройка оказывает на развитие клеток мозга.

В 2017 году группа нейробиологов Pääbo часто сотрудничает с выявленной уникальной для человека мутацией гена, который становится активным в развивающейся коре головного мозга человека, особенно в лобной доле — области мозга, которая, как считается, связана с выразительной речью, творчеством, рабочей памятью. и исполнительные функции. Ранее в этом году в журнале Science они опубликовали интригующее исследование, предполагающее, что мутация, по-видимому, заставляет стволовые клетки производить больше нейронов неокортекса, изменение, которое позволило бы нашим предкам производить дополнительные нейроны в лобных долях мозга — открытие, которое описывает Паабо. как «очень интересно для меня». Другая недавняя работа показала, что другие мутации у людей, по-видимому, позволяют нейронам развиваться с меньшим количеством генетических ошибок, что гарантирует выживание большего количества нейронов во время развития.

Используя органоиды, Грин определил единственное генетическое изменение у неандертальцев, которое применительно к человеческим генам приводит к тому, что морфология мозга «выходит из строя». По его мнению, это говорит о том, что он вмешивается в важный процесс, необходимый для нормального развития мозга, в котором, вероятно, участвуют многие другие гены.

Чтобы точно понять, в какие другие гены он вмешался, и как именно они могли вызвать поведенческие или когнитивные изменения, которые отделили современных людей от неандертальцев, вероятно, потребуются годы. Между тем, связаны ли эти изменения с абстрактным мышлением или с каким-то другим качеством, остается предметом интенсивных размышлений.

Виола скептически относится к тому, что генетика когда-либо разгадает тайну того, почему мы смогли превзойти наших кузенов-неандертальцев. (Он ведь по образованию археолог, а не генетик). На самом деле он считает, что выживание современных людей по сравнению с неандертальцами может быть вовсе не связано с генетическими различиями. «ДНК говорит нам о многом, но я не думаю, что она объяснит, что произошло на самом деле», — говорит он.

Он отмечает, что небольшие группы гоминидов, такие как неандертальцы, вероятно, чрезвычайно уязвимы для исчезновения. Внешние факторы, такие как стихийное бедствие, волна плохой погоды или пандемия, могут легко уничтожить все население. Он отмечает, что самые ранние люди в Европе не связаны ни с современными европейцами, ни даже с европейцами, которые жили там 10 000 лет спустя. Несмотря на все свои нейронные прибамбасы, они были бессильны перед внешними вызовами, которые их убили.

«Я думаю, что мы действительно не можем переоценить важность удачи», — говорит он. «Мы знаем, что многие современные популяции, генетически идентичные нам, потерпели неудачу. Они колонизировали территории и просто вымерли».

Наши равные?

Виола еще не готова исключить возможность того, что если бы вместо нас выжили неандертальцы, они могли бы достичь того же уровня сложности. В последние годы в местах стоянок неандертальцев появились археологические свидетельства, свидетельствующие, по крайней мере, о зарождении самых человеческих человеческих качеств: способности к символическому, сложному мышлению и, по крайней мере, элементарному общению с помощью символов.

В 2010 году археологи, работающие на юго-востоке Испании, сообщили, что они идентифицировали раковины моллюсков и гребешков, найденные в двух пещерах возрастом 50 000 лет (за 10 000 лет до появления человека), со следами искусственных отверстий в них, а также со следами декоративного красного цвета. пигменты, что позволяет предположить, что неандертальцы могли надевать раскрашенные раковины на веревки и носить их как украшения. Археологи нашли орлиный коготь со смесью пигментов на нем. Некоторые предположили, что они украшали себя перьями.

Некоторые предметы, кость и по крайней мере один камень, по-видимому, были изменены грубой маркировкой, гравировкой или калибровочными линиями. Пол Петтит, профессор палеолитической археологии Даремского университета, говорит, что пятна красных пигментов, явно использовавшихся в качестве красок, были обнаружены в неандертальских лагерях под открытым небом, возраст которых составляет четверть миллиона лет. Он говорит, что даже консервативная интерпретация этих данных предполагает, что они в зачаточном состоянии владели невербальной коммуникацией и, следовательно, возможно, побуждениями к символическому мышлению и воображению.

«Скромно говоря, лучшая интерпретация этого состоит в том, что они так или иначе раскрашивали свои тела, чтобы подчеркнуть то, как иначе они общались: «Не связывайтесь со мной, я большой и сильный, и окрашен в красный цвет», — сказал он. говорит. «И за последние 20 лет или около того мы признали, что они украшали свои тела. Это довольно бесспорно».

Примечательно, что пигменты, как мы теперь знаем, использовались даже для примитивного пещерного искусства. В 2018 году Петтит и его коллеги проанализировали странные настенные росписи, сделанные из красных пигментов, найденных в трех пещерах в Испании, серию точек, линий, прямоугольник и несколько десятков ручных трафаретов, которые, как он предполагает, были сделаны путем прижатия руки к стене и выплевывания мокрой воды. пигмент на нем. Датируя другие пещерные материалы, найденные поблизости в трех пещерах в Испании, они оценили возраст некоторых из них в 65 000 лет, задолго до появления современных людей. В то время один эксперт назвал это «крупным прорывом в области эволюции человека», заявив журналу Nature, что это «приводит к радикальному пересказу человеческой истории, в которой поведение современных людей отличается от поведения неандертальцев на самые узкие поля».

«В этих пещерах они, по крайней мере, начинают использовать пигменты, чтобы передать сообщение со своего тела на стены пещеры, что является внешней средой», — сказал Петтит Newsweek. «И это, я думаю, может стать очень важным когнитивным перекрестком, на котором вы перестанете полностью общаться друг с другом лицом к лицу здесь и сейчас и получите возможность расширять свои сообщения друг другу в пространстве и времени, делая их постоянными на стена."

Это, говорит он, наряду со свидетельством того, что неандертальцы умерли глубоко в пещерах — пещерах, исследовать которые у них не было никакой другой причины, кроме любопытства, — «заставляет нас думать, что там происходит что-то большее».

Возможно, самое интригующее и заманчивое предположение о том, что неандертальцы обладали способностью к символическому мышлению, исходит из глубины пещеры на юго-западе Франции, где исследователи в 1990-х годах обнаружили странную полукруглую стену из сложенных друг на друга сталагмитов. В 2016 году исследователи датировали находку примерно 176 000 лет назад. До этого участка, расположенного чуть менее чем в четверти мили внутри пещеры, можно добраться только через узкий проход, который местами требует ползания на четвереньках. Находка состоит из шести искусственных структур, состоящих из примерно 400 больших кусков сталагмита, расположенных полукругами, которые, по мнению исследователей, когда-то были сложены друг на друга, образуя рудиментарные стены, внутри которых, вероятно, разжигались костры (большинство материалы частично сгорели).

«Как бы мы ни смотрели на эту загадочную структуру, она очень странная», — говорит Петтит. «Мы не можем объяснить это каким-либо прозаическим способом. Оно не должно быть там, в физическом смысле, и оно должно представлять что-то об этом интеллектуальном любопытстве, которое теперь становится таким очевидным для тех неандертальцев. Чем больше мы получаем новых данных, тем ближе они становятся к нам когнитивно и поведенчески».

Грин и Паабо, однако, отвергают идею о том, что просто удача позволила современным людям победить неандертальцев. Они говорят, что внезапность, с которой виды, ставшие современными людьми, вырвались из Африки и изобрели новые способы, предполагает, что в них было что-то, что давало им непреодолимое преимущество.

«На протяжении тысячелетий в любой момент истории никогда не существовало более нескольких сотен тысяч ранних гоминидов», — говорит Паабо. «Их технологии менялись довольно медленно с течением времени. Они распространялись, как и другие млекопитающие. Они не пересекали воду намеренно, если только не видели сушу на другой стороне. Затем, по крайней мере, 70 000 лет назад появились современные люди. И все начало меняться».

Технологии, использовавшиеся ранними людьми около 100 000 лет назад, заметно не отличаются от технологий неандертальцев того времени. Но затем в какой-то момент между 50 000 и 100 000 лет назад произошло «почти экспоненциальное ускорение развития культур», говорит он. Хотя мы пересекались с неандертальцами по крайней мере 10 000 лет, вскоре они исчезли.

«Технология выглядела очень похожей, куда бы вы ни посмотрели — в Западной Европе или Центральной Азии», — говорит Паабо. «Но затем с современными людьми это начинает меняться так быстро, что технологии становятся регионализованными — эксперт может посмотреть на инструмент и сразу сказать: «Это должно быть из Южной Европы», «Это должно быть из Ближнего Востока». Это новое».

Он считает, что наиболее вероятное объяснение современного человеческого господства связано с их способностью образовывать большие группы или более эффективно обмениваться идеями, чем неандертальцы. Он говорит, что ему трудно представить, что между 70 000 или 100 000 лет назад распространилась новая мутация, которая внезапно сделала всех «умнее». Но он мог предположить, что если бы у нас была «склонность к развитию более крупных социальных групп и более крупных обществ», то «через несколько 10 000 лет» люди могли бы превзойти неандертальцев.

Жизнь небольшими группами, отмечает он, «была, вероятно, такой же, как и у всех древних людей. Здесь особенными являются современные люди. Что-то изменилось вместе с нами».

«Я склонен думать, что неандертальцы по отдельности могли быть такими же умными, как мы», — говорит Паабо. «Но я нутром чувствую, что в социальности есть что-то, что позволяет современным людям формировать большие группы или лучше манипулировать мировоззрением друг друга — черты, необходимые для формирования больших обществ, которые могут иметь много последствий, например, больше инноваций. Но это действительно домыслы».

Успех современных людей может заключаться не только в нашей способности взаимодействовать с другими. «Современные люди сошли с ума в той степени, в какой другие не были такими», — говорит он. «Сколько людей, должно быть, уплыло в Тихий океан и просто погибло, прежде чем один из них нашел остров Пасхи? Прямо сейчас мы отправляемся на Марс. Марс. Мы не можем перестать исследовать. И, конечно же, это культура, но мне также кажется, что для этого есть некая биологическая основа, которая делает эту культуру возможной».

Петтит, археолог, считает, что современные люди как вид могут быть просто лучшими «исследователями воображаемых миров». Растущие доказательства того, что мы, возможно, смогли вырастить больше нейронов в лобных областях мозга, поддержали бы эту теорию.

Грин считает, что все это может быть правдой. «Я думаю, что мы были мастерами языка и общения, в отличие от них», — говорит он. «Если вы подумаете о том, как много вы знаете лично и сколько из этого было передано вам другими через письменную или устную речь, никто из нас в отдельности ничего не делает на самом деле. Мы стоим на плечах тех, кто ушел до нас и был добр. достаточно, чтобы все записывать. Если неандертальцы хоть немного уступали в этом отношении людям, то, конечно, мы выиграем».

Нам предстоит пройти долгий путь, пока мы не узнаем. По его словам, область биологии развития человека до сих пор не понимает генетических основ языка и коммуникации. Наша главная надежда заключается в сборе большего количества доказательств в генетических золотых приисках, таких как Чагырская пещера. И, возможно, немного удачи.

Источник