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.

Australopithecus sediba — австралопитек, похожий на человека

15.04.2010

Первую кость нового вида гоминид — правую ключицу мальчика 12–13 лет — нашел 15 августа 2008 года девятилетний Мэттью (на фото), сын палеоантрополога Ли Бергера. Отец сначала включил Мэттью в список соавторов, но рецензенты журнала Science не одобрили эту идею. Фото из популярного синопсиса к обсуждаемой статье в Science

Южноафриканские антропологи сообщили о находке двух скелетов неизвестного ранее вида гоминид, жившего чуть менее двух миллионов лет назад. По строению зубов, черепа и таза новый вид занимает промежуточное положение между австралопитеками и древнейшими представителями рода людей (Homo). Авторы отнесли новый вид к роду Australopithecus, хотя имелись основания и для включения его в род Homo. Не исключено, что этот вид был нашим прямым предком.

Серия замечательных открытий, сделанных палеоантропологами в последние десятилетия, показала, что эволюционная история африканских гоминид была весьма сложной и многоплановой. Современные эволюционные реконструкции напоминают скорее пышно ветвящийся куст, чем прямую и стройную линию, ведущую от обезьяны к человеку. Многие признаки, характерные для Homo erectus и других «продвинутых» представителей рода людей, по-видимому, появлялись независимо в разных эволюционных линиях гоминид, стоявших на «австралопитековом» уровне развития (австралопитеки, парантропы, кениантроп) и на уровне «ранних Homo» (H. habilis, H. rudolfensis, а также ряд форм, известных по фрагментарному материалу и условно относимых к ранним Homo). Подобная мозаичность в распределении признаков и многочисленные параллелизмы при их формировании часто наблюдаются во время крупных эволюционных преобразований (см! .: Ароморфозы и параллельная эволюция). Поэтому новые находки часто не столько проясняют, сколько запутывают картину.

Первые Homo, несомненно, произошли от австралопитеков или близких к ним форм (таких как кениантроп). Однако остается неясным, какой из видов австралопитеков был нашим прямым предком. На эту роль с переменным успехом претендуют Australopithecus africanus, A. afarensis («Люси»), A. garhi и Kenyanthropus platyops. Конечно, сохра! няется и вероятность того, что прямой предок первых Homo еще не найден, а известные науке формы являются боковыми веточками — более или менее близкими родственниками искомого предка. Неясно также, кто именно из ранних Homo (H. habilis, H. rudolfensis или какой-нибудь пока не открытый вид) дал начало человеку прямоходящему (H. erectus), который уж точно был нашим предком (а также предком гейдельбергского человека и неандертальца).

Морфологические различия между австралопитеками и ранними Homo не очень велики. О непреодолимой пропасти говорить тут явно не приходится. Граница между родами Australopithecus и Homo была проведена условно, методом «волевого решения»: эксперты договорились, что все формы, у которых мозг больше 600 куб. см., будут считаться людьми, у кого меньше — австралопитеками. Но и это различие «поплыло», когда обнаружились особи H. habilis с объемом мозга всего 510 куб. см. (см.: KNM-ER 1813). Это меньше, чем у некоторых «массивных» австралопитеков, называемых также парантропами. Некоторые антропологи считают, вопреки мнению большинства, что H. habilis лучше было бы относить к роду Australopithecus. Это лишний раз показывает, насколько зыбки и условны гран! ицы между родами и видами ископаемых гоминид.

Но всё-таки австралопитеков можно отличить от ранних Homo по некоторым деталям строения черепа, зубов и посткраниального скелета (так называют весь скелет за исключением черепа). Именно этот разрыв и заполнила новая находка, сделанная южноафриканскими палеоантропологами под руководством Ли Бергера (о других работах этого исследователя см. в заметках: Юные австралопитеки были добычей хищных птиц, «Элементы», 28.09.2006; На островах в Тихом океане обнаружены кости карликов, «Элементы», 17.03.2008).

Неполные скелеты двух представителей нового вида гоминид — мальчика и взрослой женщины — найдены в пещере Малапа (Malapa) в 15 км к северо-востоку от знаменитых местонахождений Стеркфонтейн и Сварткранс (Swartkrans).

Australopithecus sediba. A–C — череп молодой особи, D, F — ее же нижняя челюсть, H — зубы верхней челюсти, E, G — нижняя челюсть взрослой особи. Изображение из обсуждаемой статьи Berger et al.

Возраст находки — от 1,95 до 1,78 млн лет. Эти цифры можно считать вполне надежными, потому что определение возраста проводилось при помощи трех разных методов: радиометрического уран-свинцового датирования (анализы проводились независимо в двух лабораториях — в Берне и Мельбурне), палеомагнитного и биостратиграфического (по сопутствующей фауне). Вместе со скелетами гоминид обнаружены кости двух видов саблезубых кошек (Dinofelis sp. и Megantereon whitei), лесного кота, бурой гиены, гиеновидной собаки, двух видов мангустов, лошади, зайца и пяти видов вымерших и доживших до наших дней антилоп. Все эти животные погибли, провалившись в естественную «ловушку» (см. рисунок). Попав в пещеру, их тела стали недоступными для хищников и падальщиков.

Гоминиды погибли, упав в естественную «ловушку». Из верхней части пещеры их частично разложившиеся тела были смыты вниз потоком, возможно образовавшимся в результате сильных ливней. В яме на дне подземной реки останки были быстро погребены под слоем осадка. Рис. из обсуждаемой статьи Dirks et al.

Авторы не без некоторых колебаний включили новооткрытый вид в род Australopithecus под видовым названием sediba, что означает «родник» на местном африканском языке сесото. Некоторые их коллеги-антропологи, в том числе Дональд Джохансон (Donald Johanson), нашедший знаменитую Люси в 1974 году и видевший кости A. sediba, выразили сомнения в правильности такого решения. По их мнению, эту форму следовало отнести к роду Homo.

Основная часть статьи Бергера и его коллег посвящена скрупулезному анализу признаков черепа, зубов и посткраниального скелета A. sediba. В статье приведена огромная, занимающая четыре с половиной страницы таблица признаков, по которым новый вид можно отличить от других видов австралопитеков и ранних людей. Из 130 рассмотренных признаков 23 отличают A. sediba от австралопитеков и сближают с людьми, 7 — наоборот, сближают новый вид с австралопитеками и отличают от людей. Из всех австралопитеков A. sediba больше всего похож на A. africanus. В приведенной таблице есть 5 признаков, по которым A. sediba сходен с A. africanus и ранними Homo, но отличается от других австралопитеков. Остальные признаки позволяют отличить A. sediba от некоторых австралопитеков и людей, но не дают дополнительных доводов в пользу отнесения его к тому или другому роду.

Australopithecus sediba. Слева — скелет мальчика, справа — взрослой женщины. Найденные кости показаны на фоне идеализированного контура скелета A. africanus с немного измененными (для лучшего соответствия найденным костям) пропорциями. Мальчику было, по человеческим меркам, 12–13 лет (это определили по состоянию коренных зубов). Он был немного выше взрослой женщины и имел более развитую мускулатуру. Очевидно, мужчины этого вида были крупнее женщин, но ненамного (половой диморфизм был примерно таким же, как у современных людей). Изображение из обсуждаемой статьи Berger et al.

Самым важным «австралопитековым» признаком A. sediba является маленький объем мозга (420 куб. см. у мальчика; в ходе дальнейшего роста его мозг должен был увеличиться еще примерно на 5%). По строению рук и ног A. sediba тоже больше похож на австралопитеков, чем на людей. Однако в строении черепа, зубов и таза наблюдается много «человеческих» черт. К их числу относятся надглазничный валик, очень похожий на таковой у H. habilis и H. erectus, другие детали строения лобных костей, слабо выступающие скулы, характерная форма носовых костей, свидетельствующая о более выступающем (по сравнению с австралопитеками) носе, небольшие по размеру коренные зубы и целый ряд особенностей таза. По-видимому, A. sediba ходил на двух ногах быстрее и увереннее своих предков-австралопитеков. Его походка, по мнению авторов, была почти такая же, как у эректусов, кот! орые были превосходными ходоками.

Строение таза, слева направо: A. afarensis, A. africanus, A. sediba, H. erectus. Кругами обозначено положение тазобедренного сустава. Изображение из обсуждаемой статьи Berger et al.

Те признаки в строении таза, которые отличают A. sediba от австралопитеков и сближают с H. erectus, говорят о более эффективном распределении нагрузок при ходьбе и более развитых мышцах — разгибателях бедра. По-видимому, у A. sediba уже были почти человеческие ягодицы (у человекообразных обезьян эта часть тела развита гораздо слабее, чем у людей). Таким образом, находка показала, что в эволюции гоминид полноценная человеческая походка, по-видимому, сформировалась раньше, чем началось увеличение мозга. Вместе с тем строение конечностей показывает, что A. sediba еще сохранял специфические адаптации для лазанья по деревьям, характерные для австралопитеков.

Предком A. sediba, скорее всего, был A. africanus. Авторы предполагают, что новый вид мог отделиться от своего предка значительно раньше, чем 2 млн лет назад. Найденные скелеты не могут принадлежать прямым предкам Homo, потому что древнейшие представители рода людей, найденные в Эфиопии и предположительно относящиеся к виду H. habilis, имеют более почтенный возраст — 2,33 млн лет. Однако первые Homo могли произойти от более древних популяций A. sediba.

Авторы отмечают, что в свете новых данных, возможно, придется пересмотреть статус двух других находок, традиционно относимых к виду Homo habilis: Stw 53 (Стеркфонтейн, 1,5–2,0 млн лет) и OH 62 (Олдувай, 1,8 млн лет). По некоторым признакам черепа и зубов A. sediba ближе к людям, чем эти формы, поэтому не исключено, что их перенесут в род Australopithecus. Известно еще несколько разрозненных посткраниальных костей, которые предположительно относили к ранним Homo. Они могут принадлежать H. habilis, H. rudolfensis или H. erectus, но они похожи и на кости A. sediba, что сильно затрудняет определение их видовой принадлежности.

Точно определить положение A. sediba на эволюционном дереве гоминид пока невозможно, для этого потребуются дополнительные находки. Не исключено, что ранние представители этого вида или их близкие родственники дали начало первым людям — H. habilis или H. rudolfensis, а может быть, даже напрямую H. erectus, потому что несколько второстепенных признаков сближает A. sediba с эректусами «через голову» хабилисов и рудольфензисов. Распутать этот клубок трудно, потому что все формы, о которых идет речь, — и поздние австралопитеки, и ранние люди — приходились друг другу очень близкой родней (примерно как современные шимпанзе и бонобо). По-видимому, в период между 2,5 и 1,8 млн лет назад в южной и восточной Африке жили разнообразные популяции продвинутых гоминид, подвергавшиеся сходному действию отбора и эволюционировавшие более или менее в одном направлении,! но с разной скоростью. Какие-то из этих популяций скрещивались друг с другом, какие-то нет. Подразделить эту разношерстную компанию на «еще обезьян» (австралопитеков) и «уже людей» (ранних Homo) можно лишь с большой долей условности.

Источники:
1) Lee R. Berger, Darryl J. de Ruiter, Steven E. Churchill, Peter Schmid, Kristian J. Carlson, Paul H. G. M. Dirks, Job M. Kibii. Australopithecus sediba: A New Species of Homo-Like Australopith from South Africa // Science. 2010. V. 328. P. 195–204.
2) Paul H. G. M. Dirks et al. Geological Setting and Age of Australopithecus sediba from Southern Africa // Science. 2010. V. 328. P. 205–208.
3) Michael Balter. Candidate Human Ancestor From South Africa Sparks Praise and Debate // Science. 2010. V. 328. P. 154–155.

См. также:
1) Происхождение и эволюция человека.
2) Интерактивное эволюционное дерево гоминид с информацией по каждому виду на сайте Смитсоновского института (Smithsonian Institution).

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

Предыдущие новости

14.04 Генетические механизмы формирования сложных признаков постепенно проясняются

Американские биологи частично расшифровали генетический механизм, отвечающий за формирование затейливого узора на крыльях одного из видов плодовых мушек. Ключевую роль в этом играет ген wingless — многофункциональный регулятор ранних этапов индивидуального развития. На поздних этапах wingless остается почти не у дел, что и позволило некоторым мухам «кооптировать» его для раскрашивания крыльев.

13.04 Список видов, включенных в Красную книгу, должен быть радикально расширен

«Красная книга» Международного союза охраны природы содержит сведения почти о 48 тыс. видов живых организмов. Однако, как полагают ученые, список видов, состояние которых вызывает опасение, следует довести примерно до 160 тыс. видов. Инициативу разработки такого списка, названного «Барометром жизни», приурочили к решению ООН объявить 2010 год «Международным годом биоразнообразия».

12.04 Может ли священник быть атеистом?

Философ Дэниел Деннетт и социолог Линда Ласкола опубликовали результаты пилотного исследования малоизвестного и с трудом поддающегося изучению социально-культурного явления — атеизма среди действующих священнослужителей. Подробные анонимные интервью с представителями пяти протестантских церквей проливают свет на причины, заставляющие священников-атеистов продолжать служение Богу, в которого они больше не верят.

08.04 Кишечные бактерии помогают японцам переваривать водоросли

Кишечная флора помогает млекопитающим переваривать углеводы растительного происхождения. Оказалось, что микробы, живущие в кишечнике японцев, производят особые ферменты для расщепления углевода порфирана, содержащегося в красных водорослях — важной части рациона японцев. Гены ферментов-порфираназ были заимствованы японскими кишечными микробами у морских бактерий путем горизонтального генетического обмена.

07.04 В углеродной нанотрубке обнаружен необычный термоэлектрический эффект

Химическая реакция горения нанометрового слоя гексогена может проходить в 10 000 раз быстрее, если он окружает многостенную углеродную нанотрубку. Более того, одновременно с горением гексогена в нанотрубке возникает импульс напряжения, мощность которого в пересчете на единицу суммарной массы гексогена и нанотрубки может на порядок превосходить аналогичную величину, создаваемую в современных литий-ионных аккумуляторах.

02.04 Древний фермент подтверждает гипотезу о зарождении жизни в горячих источниках

Германские биохимики обнаружили у некоторых микробов необычный фермент с двойной функцией, участвующий в синтезе глюкозы. Свойства фермента и положение его обладателей на эволюционном дереве согласуются с гипотезой о том, что жизнь зародилась в горячих вулканических источниках, а первые живые организмы были хемоавтотрофами, то есть получали энергию из окислительно-восстановительных реакций и производили органику из CO₂.

01.04 Человечеству могут грозить квантовые болезни

Ученые разработали схему эксперимента, позволяющего поместить в квантовое состояние суперпозиции вирус гриппа. Будучи — с какой-то долей вероятности — одновременно опасным и безопасным для здоровья человека, такой вирус, в полной аналогии с «котом Шрёдингера», передавшись человеку, переведет его в состояние, когда тот одновременно и болен, и здоров.

31.03 Цветковые растения совершенствовали систему водоснабжения листьев в режиме строгой экономии

Завоевание суши покрытосеменными (цветковыми) растениями происходило в меловом периоде на фоне существенного снижения содержания в атмосфере углекислого газа, что заметно замедлило скорость фотосинтеза. В ответ у покрытосеменных развилась в листьях богато разветвленная система сосудов, способствующая более эффективному снабжению их водой и связыванию большего количества CO₂.

27.03 Человек из Денисовой пещеры оказался не сапиенсом и не неандертальцем

В 2008 году в Денисовой пещере на Алтае российские археологи нашли кость последней фаланги мизинца человека, жившего там 30–50 тыс. лет назад. Анализ выделенной из кости митохондриальной ДНК показал, что мизинец, скорее всего, принадлежал не сапиенсу и не неандертальцу, а третьему виду людей. Какому именно — пока сказать трудно; возможно, это были представители поздних архантропов.