Читать книгу Как мы стали людьми. Поиски истоков человечества - Мадлен Бёме - Страница 7

Магнитометр и микрокомпьютерная томография в помощь: доисторические кости в высокотехнологичной лаборатории

По сути на момент моего визита в Университет Эрлангена в 2014 году даже само наименование грекопитек Фрейберга было под вопросом. Еще в девяностых годах прошлого века американские исследователи потребовали у Международной комиссии по зоологической номенклатуре, которая отвечает за признание и унификацию наименований видов животных, упразднить это название. Прежде всего критики поставили под сомнение предположение о том, что у грекопитека такой же возраст, что и у остальных представителей фауны Пикерми. Аргументировали они это следующим образом: оценка осуществлялась на основании исчезнувших второстепенных находок, а возможности проводить дополнительные раскопки в Пиргосе больше нет. По этой причине нельзя говорить о существовании нового вида, имея в качестве доказательства лишь один экземпляр окаменелых останков, поврежденный во время войны.

Если все пойдет хорошо, мы с Николаем Спасовым сможем положить конец этой дискуссии. В руках у меня в буквальном смысле находились все ключи к разгадке, и мне нужно было «только» при помощи овременных методов изучить находки из Пиргоса, жевательный зуб из Болгарии и знаменитые останки из Пикерми. И свести все результаты воедино.

Работа началась с исследования зубов грекопитека, которого простоты ради в моей команде быстро окрестили Эль Греко, то есть Грек. Для палеонтологов зубы представляют особый интерес, потому что они покрыты эмалью – наиболее твердым из всех нам известных органических материалов. Поэтому они особенно хорошо сохраняются в осадочных породах на протяжении миллионов лет и нередко из всех находок, сделанных во время раскопок, находятся в наилучшем состоянии. Кроме того, они оказываются чрезвычайно полезными при определении происхождения и особенностей питания вымерших животных и тем самым позволяют ответить на многие вопросы об их окружающей среде.

А в случае с окаменелыми останками обезьян зубы играют особенно важную роль, потому что они позволяют провести четкое различие не только между человекообразными обезьянами и обезьянами других видов, но и между человекообразными обезьянами и прямыми предками человека (см. рисунок на стр. 31). Например, как у вымерших, так и у современных человекообразных обезьян корни клыков длинные и толстые, в особенности у самцов, ведь им клыки служат устрашающим оружием в боях за доминирующее положение. Корни их жевательных зубов также длиннее, и у каждого зуба корней несколько: обычно три или четыре. Кроме того, они расходятся в разные стороны – дивергируют. За счет этого, по аналогии с дюбелем, достигается более прочная посадка зубов в челюсти. У представителей же эволюционной ветви человека корни жевательных зубов, напротив, конвергируют, то есть их кончики направлены внутрь. Более того, корни обоих премоляров слились в один массивный корень. У многих людей эта особенность заметна также за счет того, что стержневидные корни [этих зубов] обладают несколькими каналами. Причиной различий в форме зубов у человекообразных обезьян и людей стало разлие в потребностях при пережевывании пищи. Получается, отличия в особенностях питания в ходе эволюции привели к развитию разных форм зубов у человекообразных обезьян и представителей колена гоминини. В это понятие палеоантропологи включают наш вид и всех наших вымерших предков, которые пришли на смену общему предку человека и шимпанзе.

Различия в [форме] зубов и корней зубов

Изображение нижней челюсти грекопитека Фрейберга, полученное при помощи компьютерной томографии

Фон Фрейберг и фон Кёнигсвальд могли исследовать нижнюю челюсть грекопитека лишь невооруженным глазом, потому что в их время невозможно было заглянуть внутрь окаменелостей, не разрушив их. Однако сегодня при помощи компьютерной томографии (КТ) можно изучить их изнутри с точностью до миллиметра и вывести на свет то, что раньше от нас было сокрыто. Речь идет о таком же методе, что и в медицине, только в данном случае скрупулезному анализу подвергаются останки вымерших живых существ. Микро-КТ даже позволяет собрать воедино тысячи томографических изображений [Schnittbilder], чтобы с точностью до тысячной доли миллиметра представить в трехмерном формате не видимое глазу внутреннее строение предметов.

Итак, моя команда и я, мягко говоря, сгорали от нетерпения, когда весной 2015 года в Тюбингине мы приступили к исследованию нижней челюсти грекопитека при помощи высокоточной техники. Результаты оказались более чем неожиданными. Мы, конечно, предполагали, что обнаружим типичные признаки, характерные для зубов человекообразной обезьяны, однако то, что мы увидели, было куда значительнее. Корни клыков и жевательных зубов грекопитека были меньшей длины, при рассмотрении премоляров мы обнаружили даже, что их корни срослись более чем наполовину, а их свободные концы конвергируют, то есть направлены вовнутрь.

Корневых каналов также было меньше по сравнению с ныне живущими и уже вымершими человекообразными обезьянами. Такими же отличительными особенностями обладал и зуб, найденный в Болгарии.

Было сложно в это поверить, но в общей сложности обе находки имели намного больше общего с некоторыми предками человека из Африки, принадлежащими к ардиопитекам и австралопитекам, чем с вымершими человекообразными обезьянами. Возраст этих знаменитых находок составляет от 2 до 5,5 миллиона лет. А когда именно жил грекопитек?

Датировка при помощи «окаменелостей-ватерпасов»

Сегодня для датировки окаменелых останков геологи применяют различные измерительные методы, заимствованные из физики. Один из них, магнитостратиграфия, черпает сведения из магнитного поля Земли. Изучение направленности намагниченных частиц внутри горных пород показало, что магнитное поле Земли меняет ориентацию через неравномерные промежутки времени. Это означает, что северный магнитный полюс может сместиться в область южного (сейчас северный магнитный полюс совпадает с географическим севером). В последний раз подобная смена полюсов произошла около 800 000 лет назад, а ей предшествовали многие другие. Благодаря информации, зафиксированной в осадочных отложениях, нам известна почти точная дата каждой смены полюсов.

При помощи магнитометра – прибора для измерения характеристик магнитного поля – можно считать эти палеомагнетические данные. А вот извлечь эту информацию из окаменелых останков уже сложнее. Для проведения этого исследования необходимо иметь точные координаты места, где была сделана находка, а также знать, как именно она лежала в земле, то есть где находились верхняя и нижняя части. При этом чрезвычайно важную роль играет тщательное документирование процесса забора образцов. За исключением случаев, когда в распоряжении исследователей имеется своего рода «окаменелый ватерпас», который показывает, какое воздействие оказывала сила тяжести во время формирования окаменелостей.

Нам в этом отношении повезло, и здесь снова проявилась значимость остальных находок из Пиргоса. Среди более чем 30 костей, хранившихся в Нюрнберге, мы обнаружили фрагменты двух плюсневых костей жирафа. Эти полые кости были наполовину заполнены отложениями породы. На их поверхности образовались такие же кристаллы кальцита, как и в случае с находками из Пикерми, которые в 1838 году баварский солдат принял за алмазы.

Зная ориентацию поверхности отложений [Ausrichtung der Sedimentoberfläche], мы смогли точно воссоздать, каким образом кости жирафов лежали в осадочных отложениях, и при помощи этого окаменелого ватерпаса мы определили полярность магнитного поля на момент формирования окаменелостей из Пиргоса.

Наряду с палеомагнитными данными из Пиргоса, Пикерми и Азмака мы использовали и другие хронологические методы. Таким образом мы смогли достаточно точно установить возраст окаменелых останков грекопитека и других находок из Пиргоса: 7,175 миллиона лет[8]. Найденный в Болгарии зуб, в свою очередь, приблизительно на 80 000 лет старше. Эта дата располагается в рамках временного промежутка, когда, как свидетельствуют генетические данные, эволюционная линия человека с большой долей вероятности уже отделилась от шимпанзе[9]. В случае окаменелостей из Пикерми мы установили абсолютный возраст, составляющий приблизительно 7,3 миллиона лет. Другими словами, здесь речь идет о находках из восьми различных слоев осадочных пород, которые образовались во временном диапазоне в 40 000 лет.

Магнитное поле Земли и принципы палеомагнетизма

Так что предположение Дитриха и фон Фрейберга о том, что Эль Греко принадлежит к фауне Пикерми, было не совсем верным. Тем не менее мы смогли подтвердить сформулированную Густавом Генрихом Ральфом гипотезу о незначительной разнице в возрасте.

Чего эти ученые не могли себе представить, так это значимости находок с точки зрения истории развития [человека]. Последние исследования показали, что грекопитек Фрейберга значительно старше самых древних потенциальных предков человека из Африки. Простоты ради предлюдьми в этой книге мы называем всех человекоподобных созданий, существовавших до появления рода Homo, то есть непосредственно человека. Доисторическими людьми мы именуем всех вымерших представителей рода людей.

Окаменелый ватерпас

Возможно, Эль Греко – это древнейший предок человека, поиски которого длятся уже столько времени? Его европейское происхождение придает этому открытию еще большую актуальность и ставит под сомнение основополагающие традиционные положения, объясняющие развитие человека, и прежде всего гипотезу о том, что ранняя эволюция человека происходила исключительно в Африке. В конце концов выяснилось, что не только эта находка призывает критически переосмыслить данный вопрос. Чтобы правильно судить о нем, следует обратить взор назад, к моменту, когда начались поиски истоков человечества, и проследить их развитие вплоть до сегодняшнего дня.

8

Fuß, Jochen; Spassov, Nicolai; Begun, David R.; Böhme, Madelaine: Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. In: PLoS One, 22. Mai 2017.

9

Согласно результатам генетических исследований, разделение эволюционных линий человека и шимпанзе произошло в промежутке между 13 и 6 миллионами лет до нашей эры.