Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.967 RSS
←   Июнь 2006   →
 1
 2
 3
 4
 5
05.06.2006
13:22:27
14:41:45
 6
06.06.2006
12:18:45
15:21:24
 7
 8
08.06.2006
15:13:22
20:44:45
 9
10
11
12
13
13.06.2006
11:57:38
17:03:59
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.967 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Почему человек покинул Африку 60 тысяч лет назад


Последний день конкурса!

Конкурс ответов на детские вопросы. Участвовать могут все. Главный приз — цифровой фотоаппарат.

Почему человек покинул Африку 60 тысяч лет назад

30.06.2006

Пути географического распространения линий L2 и L3 человеческой популяции по Африке приблизительно 80-60 тыс. лет назад. Расселение линий M, N и R (произошедших из L2 и L3) по Европе и Азии менее 65 тыс. лет назад (рис. из обсуждаемой статьи в PNAS)
Пути географического распространения линий L2 и L3 человеческой популяции по Африке приблизительно 80-60 тыс. лет назад. Расселение линий M, N и R (произошедших из L2 и L3) по Европе и Азии менее 65 тыс. лет назад (рис. из обсуждаемой статьи в PNAS)

Недавние исследования подтверждают теорию, что популяции современного (генетически и анатомически) человека зародились в Африке приблизительно 150-200 тысяч лет назад и начали распространяться не более 65 тысяч лет назад. Почему человеческим популяциям понадобилось для расселения около 100 тысяч лет и какие эволюционные и приспособительные процессы в развитии человека инициировали колонизацию новых территорий — остается загадкой. Основываясь на результатах современных исследований, известный британский археолог Пол Мелларс (Paul Mellars) предлагает возможные ответы на эти вопросы.

Анализ ДНК митохондрий

Анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) часто применяется в исследовании демографических изменений. Несмотря на то что ДНК митохондрий отражает только незначительную часть человеческого генома, анализ ее последовательностей позволяет проследить генетическое родство между отдельными популяциями на протяжении большого отрезка времени. Это связано с тем, что митохондриальная ДНК мутирует с высокой скоростью, мутации передаются преимущественно по материнской линии и минимально подвержены селекции, связанной с изменениями окружающей среды.

Два независимых анализа мтДНК указывают на эпизод демографического взрыва в Африке приблизительно 60-80 тысяч лет назад. Первый подход, так называемый «анализ распределения несоответствий мтДНК», изучает частоту распределения генетических различий между идивидуумами внутри отдельной популяции. Использование этого метода позволило зарегистрировать ярко выраженный пик в росте африканских популяций приблизительно 80 тыс. лет назад. Аналогичные пики были обнаружены для азиатской и европейской популяции, они датируются приблизительно 60-40 тыс. лет до настоящего времени.

Относительно недавно другой метод, более детально анализирующий наследственность митохондриальной ДНК современных популяций в Африке, подтвердил, что две линии наших предков — L1 и L3 — начали быстро разрастаться приблизительно 80-60 тысяч лет назад.

Оба исследования указывают, что эти популяции первоначально заселяли небольшой регион Африки (наиболее вероятно — Восточную или Южную Африку). Расселение групп L1 и L3 могло быть результатом увеличения отдельной небольшой популяции. С другой стороны, эти линии могли размножаться внутри существующих африканских популяций. В любом случае, не вызывает никакого сомнения, что разрастанию обеих групп способствовало существенное изменение в демографии или культуре.

Археологические доказательства

Недавние археологические находки в Южной и Центральной Африке частично объясняют причины демографического взрыва, зарегистрированного 60-80 тысяч лет назад. Орудия труда и украшения, найденные в этих районах, были произведены с использованием более прогрессивной технологии по сравнению с ранее известными предметами быта, относящимися к среднекаменному периоду. Прогресс в изготовлении орудий труда включал использование так называемого «мягкого молотка» для расслоения камня и производства каменных лезвий, применение инструментов для обработки кожи убитых животных и заточки костей.

Украшения, орнаменты и значительные количества красной охры, обнаруженные на месте раскопок, указывают на зарождение примитивного абстрактного искусства. В отдельных исследованиях говорится также о существовании обмена или торговли орудиями труда высокого качества в радиусе 20-30 км. Примечательно, что предметы быта, найденные в Южной и Центральной Африке, необычайно похожи на орудия труда, характеризующие период «верхней палеолитической культуры» Европы и Азии 45-50 тысяч лет назад (то есть на 20 тысяч лет позже их появления в Африке).

Рост популяций

Истинные причины демографического взрыва в Африке 60-80 тысяч лет назад остаются неизвестными. Можно только предполагать, что применение более прогрессивных орудий труда и охоты могло способствовать увеличению пищевых ресурсов. Ряд исследователей также отмечают, что значительные количества растительной золы на месте раскопок могут указывать на введение растений и корней в пищевой рацион. Существуют также доказательства систематического потребления морской рыбы и морских птиц. Необходимо еще раз отметить, что возраст описанных археологических находок удивительно совпадает с пиком митохондриальной ДНК, описанным выше.

Приведенные данные не обязательно указывают на разрастание каждой отдельной человеческой популяции, проживавшей в Африке 60-80 тысяч лет назад. Напротив, очень вероятно, что из-за экстремальной засухи, зарегистрированной 60-30 тысяч лет назад, общее количество населения уменьшилось. Технологический и экономический прогресс в небольшом регионе Африки мог послужить толчком к быстрому распространению обитателей этого района по другим территориям, что привело к вытеснению (или поглощению) менее развитых популяций.

Сводная модель зарождения популяций современного человека и их расселения из Африки (рис. из обсуждаемой статьи в PNAS)
Сводная модель зарождения популяций современного человека и их расселения из Африки (рис. из обсуждаемой статьи в PNAS)

Механизмы изменения поведения

Какие события вызвали радикальные изменения в экономике и социальном поведении африканских групп 80-70 тысяч лет назад? Можно предположить, что появление признаков более прогрессивной технологии и культуры было приурочено к изменению в сознании, что, в свою очередь, стало результатом определенных нейрологических мутаций. Другая, более прозаичная, причина: резкие изменения климата и окружающей среды явились толчком к введению новых видов технологий и селективному отбору внутри населения Африки. К этим климатическим изменениям относятся изменения в годовом количестве осадков в районах, граничащих с пустыней Сахара, а также мощное извержение вулкана Тоба, произошедшее приблизительно 73 тыс. лет назад. Важно отметить, что изменения климатических условий совпадают по времени с резкими изменениями в технологии и поведении африканских популяций.

Эволюция человеческого сознания

Сознательное поведение человека часто ассоциируется с рождением нашей цивилизации. В этом контексте необходимо отметить, что приблизительно 110-90 тыс. лет назад популяции Северной Африки колонизировали на короткое время прилегающие районы Юго-Западной Азии. Доказательством могут служить археологические раскопки захоронений в Северном Израиле.

Три вида находок могут указывать на процесс колонизации: во-первых, по крайней мере два скелета в местах погребения были найдены в позиции, характерной для церемониальных и ритуальных захоронений — на тело умершего были положены оленьи рога, а в руках одного из найденных скелетов была зажата челюсть кабана.

Во-вторых, по крайней мере в ряде этих погребений было обнаружено большое количество орнаментальных украшений, сделанных из морских ракушек, а также значительные количества красной охры, которая была подвержена тепловой обработке и наверняка использовалась в качестве красителя.

В-третьих, несмотря на наличие различных ритуальных признаков, обнаруженные каменные орудия труда несут характеристики крайне примитивной технологии, характерной для среднего палеолита. Это означает, что 110-90 тыс. лет назад популяции современного, с точки зрения анатомии и генетики, человека находились на крайне архаическом уровне развития технологии.

В этом контексте вторжения популяций современного человека в районы Юго-Западной Азии могли быть только кратковременными и локальными. Технологическая и социоэкономическая организация африканских популяций в то время не позволяла выдерживать конкуренцию с популяциями неандертальцев, населявших Евразию на протяжении значительного временного периода.

Мозаичная эволюция

Пути культурного и технологического развития были строго мозаичными по своему характеру. Возникновение символических аспектов культуры, по всей вероятности, предшествовало существенным изменениям каменных и костяных орудий труда. В таком случае, что может нам указать на пути эволюции человеческого сознания? В свете недавних археологических открытий появление новых технологических, экономических и социальных признаков может быть интерпретировано как результат постепенного развития умственных способностей под влиянием климатических, демографических и социальных изменений.

С другой стороны, развитие человеческого сознания может рассматриваться как более сложный наследственный процесс, в котором генетические мутации оказали влияние на различные аспекты мозговой деятельности. Существенный прогресс в технологии, социальной организации и использовании знаковых систем мог быть следствием подобных мутаций, происшедших приблизительно 80 тысяч лет назад.

К сожалению, сложно найти археологические доказательства, которые позволили бы отдать предпочтение одной из этих гипотез. Если пути эволюции неандертальцев Евразии и наших африканских предков были различны на протяжении по крайней мере 300 тыс. лет (как показывают современные генетические и анатомические исследования), тогда существенные изменения нейрологических и умственных способностей популяций Африки крайне вероятны.

Расселение из Африки

Какими маршрутами наши предки расселялись по другим материкам? Пол Мелларс рассматривает два возможных пути. Вероятно, что начальная экспансия новых территорий происходила через Северную Африку и долину Нила с последующим распространением на запад по Европе и на восток по Азии.

Вторая возможность — первоначальное расселение произошло из Эфиопии, через Красное море и затем на север или южное побережье Азии — так называемый «южный» или «прибрежный» путь. Наиболее убедительном доказательством этого пути является анализ митохондриальной ДНК, который указывает, что единственное расселение, закончившееся успехом, произошло среди членов групп L3. Крайне вероятно, что только незначительное число (несколько сотен человек) достигло новых территорий. Эта линия начала быстро расселяться и дала начало новым производным — M, N, R, которые достаточно хорошо представлены в современной азиатской популяции.

По расчетам, новые линии достигли южной Азии приблизительно 50 тыс. лет назад. Сходные заключения были также сделаны на основании анализа последовательностей Y-хромосомы. Дальнейший анализ ДНК и новые археологические раскопки позволят более детально определить места зарождения и маршруты расселения наших предков.

Источник: Paul Mellars. Why did modern human populations disperse from Africa ca. 60,000 years ago. A new model (полный текст: PDF, 1,66 Кб) // PNAS. 20.06.2006. V. 103. No. 25. P. 9381-9386. (Опубликовано онлайн 13.06.2006.)

Мария Шнырева

См. также:
Древнейшая история человечества пересмотрена, «Элементы», 02.03.2006.
Уточнение радиоуглеродных датировок заставляет пересмотреть историю оккупации Европы людьми современного типа («Элементы», 06.03.2006).
Три продырявленные ракушки заставляют по-новому взглянуть на зарождение человеческой культуры, «Элементы», 26.06.2006.
Происхождение и эволюция человека.

Эта новость на «Элементах»
 

Публичные лекции фонда «Династия» на «Элементах»

Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс. «Грядущие революции в фундаментальной физике».

Академик Владимир Игоревич Арнольд. «Сложность конечных последовательностей нулей и единиц и геометрия конечных функциональных пространств» (лекция опубликована в двух вариантах — популярном и математическом).

Дэвид Гросс: «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Эксклюзивное интервью «Элементам».

Научно-популярная библиотека на «Элементах»

В. Н. Тутубалин и др. Математическое моделирование в экологии: Историко-методологический анализ.

Книга о реальной эффективности применения математических моделей в экологии и других науках, о «колодках мышления» и о чернобыльской катастрофе.

Предыдущие новости

28.06 Крупнейший палеонтологический конгресс всех времен преумножил славу китайской науки

16-22 июня в Пекинском университете прошел Второй международный палеонтологический конгресс. Одной из главных тем обсуждения были уникальные открытия китайских палеонтологов, сделанные в последние 20 лет: от пернатых четырехкрылых динозавров до причудливых членистых тварей, населявших нашу планету 400–500 миллионов лет назад.

28.06 Собака — друг человека, обезьяна — собрат по разуму

Собаки живут с людьми более 12 000 лет, но только сейчас мы начинаем понимать, что они обладают особым набором социальных навыков, которыми не обладают даже более высокоразвитые виды. Немецкие ученые из Института эволюционной биологии им. Макса Планка смогли показать, что собаки намного лучше обезьян понимают подсказки людей при поиске спрятанной пищи.

27.06 Раскрыта тайна иммунной системы насекомых

Оказалось, что у насекомых тонкая подгонка набора защитных белков к конкретной инфекции так же, как и у позвоночных, осуществляется путем перекомбинирования фрагментов генов, однако редактированию подвергаются не сами гены (молекулы ДНК), как в лимфоцитах позвоночных, а их копии — молекулы РНК.

27.06 Преодолено препятствие на пути к высокочувствительному детектору гравитационных волн

Детекторы гравитационных волн нуждаются в серьезном апгрейде, и для этого потребуется решить ряд нетривиальных технических задач. С одной из этих проблем справились недавно американские и австралийские физики.

27.06 В Испании найдена древнейшая ископаемая паутина с прилипшими насекомыми

Уникальная находка испанских и американских палеонтологов показала, что пауки научились плести спиральные, вертикально ориентированные ловчие сети из клейких нитей не менее 110 млн лет назад. Именно в это время быстрая экспансия цветковых растений спровоцировала массовое развитие насекомых.

26.06 Заключая «пакт о сотрудничестве», рыбы заранее просчитывают ситуацию

Вступая во взаимовыгодное сотрудничество, представители разных видов сначала стараются убедиться в надежности будущего партнера: наблюдают за ним и сравнивают его с другими кандидатами. Это подтверждают эксперименты с рыбами, обитающими около Большого Барьерного рифа, — мелким чистильщиком и его гораздо более крупным «клиентом».

26.06 Три продырявленные ракушки заставляют по-новому взглянуть на зарождение человеческой культуры

Возраст продырявленных раковин морских улиток (по-видимому, остатков древнейших ожерелий), обнаруженных на среднепалеолитических стоянках в Северной Африке и Западной Азии, составляет 100–130 тысяч лет. Это отодвигает начало зарождения подлинно человеческой духовной культуры в прошлое на несколько десятков тысяч лет.

20.06 Холодные нейтронные лучи прощупывают предметы, не внося никаких возмущений

Швейцарские физики добились прорыва в применении нейтронной томографии к изучению веществ. Изображения тел в нейтронных лучах вскрывают ядерные свойства веществ вне зависимости от химического окружения.

19.06 О смене дня и ночи гусеницы узнают по запаху

Как выяснили японские ученые, гусеницы бабочек-совок, предпочитающие питаться ночью, а днем держаться в укрытиях, узнают о времени суток по запаху растения, на котором кормятся. Дело в том, что днем растение выделяет вещества, привлекающие паразитических перепончатокрылых: они откладывают яйца внутрь гусениц и вызывают тем самым их гибель.
В избранное