Жан-Батист де Панафье - Сапиенс для пляжа: изучаем происхождение человека

Углерод, как химический элемент, может существовать в виде разных изотопов — в виде распространенного углерода-12 и гораздо более редкого радиоактивного углерода-14. Растения поглощают из воздуха углекислый газ СО 2, чтобы превращать его в углеродистые вещества, и при этом они используют оба изотопа. То же самое и с травоядными животными, которые питаются растениями, и хищниками, которые в свою очередь съедают травоядных. После смерти животного изотоп С14 постепенно превращается в азот N14. Период полураспада С14 составляет 5734 года, это значит, что ему нужно столько лет, чтобы потерять половину своей радиоактивности. Измеряя пропорциональное соотношение разных изотопов углерода в костном материале, можно узнать, сколько лет останкам. Однако при возрасте более 40 тысяч лет точность метода резко падает — в ископаемых останках остается меньше 1 % первоначального количества изотопа С14.

Для более древних пород и ископаемых специалисты используют другие «атомные часы» аналогичного типа. Например, для костных останков, пещерных сталагмитов старше 500 тысяч лет применяется метод «уран-торий». А часы типа «калий-аргон» (К-Аг) пригодны даже для вулканических пород возрастом в несколько миллионов лет.

Иные методы определения возраста ископаемых основаны на самых различных физических принципах. Например, палеомагнитный метод использует ориентацию магнитного поля Земли, его направление фиксируется в вулканической лаве с большим содержанием железа во время ее остывания. Термолюминесцентный метод датирования основан на феномене эмиссии света при нагревании минералов, которые когда-то уже перетерпели сильное нагревание. Этот метод используют для определения возраста изделий из кремня или керамической посуды.

Метод электронно-спинового резонанса основан на похожем физическом явлении, но применяется при определении возраста зубной эмали, ископаемых, богатых карбонатами (сталагмиты, кораллы и т. п.), или зерен кварца в осадочных породах.

Со времени обнаружения Таунгского ребенка исследователи описали множество похожих видов. Большая часть находок была сделана на юге и востоке африканского континента и датируется периодом между 4,5 и 2 миллионами лет тому назад. Подобное изобилие объясняется тем, что в течение этого длительного периода виды могли эволюционировать и обретать новые характеристики (анагенез) или разделяться на отдельные популяции, чье постепенное расхождение приводило к появлению новых видов (кладогенез).

Многие из этих видов жили в одном регионе и в одно время. Это не является чем-то невозможным, если они не вступали в прямое соперничество из-за еды или какого-то иного ресурса. Если же происходило обратное, конкуренция, как правило, заканчивалась вымиранием одного из видов или его трансформацией.

«Если бы небольшая и еще слабая популяция протолюдей не смогла пережить сотни ударов нелегкой судьбы (и реальную угрозу гибели) в африканской саванне, Homo sapiens никогда бы не появился на свет и не смог занять весь земной шар».

Исследователи описывают небольшие различия, как правило, в строении зубов, что подтверждает гипотезу о параллельном проживании различных видов, занимавших разные экологические ниши.

Самые древние гоминиды считаются в основном вегетарианцами. В выборе пищи их можно сравнить с современными крупными обезьянами, питающимися в основном плодами и свежими листьями деревьев. Однако шимпанзе не отказываются и от термитов и охотятся на мелких обезьян. Не известно, охотились ли австралопитеки на обитателей деревьев, но в их рацион, несомненно, входили насекомые и мелкие животные, которых достаточно просто было поймать.

Биологи каждому виду — ныне существующему или ископаемому — дают научное название, состоящее из двух частей. Таким образом, у всех австралопитеков есть общее название рода, Australopithecus, которое подчеркивает их сходство и одно происхождение. Однако в самом роду выделяются отдельные виды, такие как Australopithecus afarensis или Australopithecus africanus.

У современных животных вид объединяет особей, которые родственны друг другу и способны скрещиваться между собой. Что касается ископаемых видов, или палеовидов, для них не подходят эти критерии: мы не можем проверить их способность скрещиваться и узнать, являлись ли они родственными в далеком прошлом. Даже если они и имели общего предка, их представители за прошедшее время могли разойтись столь далеко и стать такими разными, что их уже невозможно рассматривать как один вид.

Идентификация нового вида в основном базируется на открытии различных костных останков, отличающихся от тех, что были найдены ранее (бывают и исключения, например, Денисовский человек, которого идентифицировали по ДНК; см. раздел «Денисовский человек»). Дать название виду гоминидов на основе всего нескольких фрагментов бывает весьма затруднительно, поскольку часто исследователи имеют дело с особями весьма близкородственных видов, которые отличаются строением только некоторых костей. Помимо того, следует учитывать также отличия между самцами и самками или возрастные характеристики. Например, две особи, которых сочли представителями разных видов и назвали Ramapithecus и Sivapithecus, впоследствии оказались самцом и самкой одного вида.

К тому же ученым редко удается оценить естественную разницу между представителями одного вида. Если у исследователей имеется значительное количество ископаемых останков, они могут провести статистический сравнительный анализ и отнести те или иные из них к определенной группе. Когда же специалист располагает только редкими и фрагментарными ископаемыми останками, степень неопределенности возрастает неизбежно и существенно. На исследование влияет важный, но не имеющий отношения к науке фактор: поиск останков гомининов столь трудоемок, что ученые порой бессознательно преувеличивают уникальность новой находки и дают ей отдельное имя. К тому же это помогает найти финансирование, особенно если представить находку как человеческого предка, однако генеалогическое древо, и так достаточно сложное, делается еще более запутанным. В научных публикациях многочисленные новые виды то появляются, то исчезают, по мере накопления знаний и пристрастий исследователей. Среди них выделяются последователи разделения и обобщения, то есть те, кто стремится создавать новые виды, выискивая малейшие детали, которые отличают одних ископаемых особей от других, и те, кто предпочитает объединять находки в группы, учитывая характерное для различных биологических групп довольно широкое природное разнообразие (см. раздел «Генеалогическое древо первых людей»).