Вертикальность и её последствия

Снизить интенсивность теплопоглощения в 5 раз позволяет использование способа передвижения, который для всех антропоидов (и для некоторых других приматов) существует как факультативный – прямохождение. Движение на задних конечностях бывает нужно приматам, если они что-то бросают или ловят на бегу. Под палящим полуденным солнцем прямохождение играет совсем другую роль – солнцезащитную. Отвесные лучи падают только на голову и плечи, остальное тело оказывается в тени и не поглощает солнечную энергию. Голове, конечно, достаётся за всех, но её можно дополнительно защитить, создав шапку волос с низкой теплопроводностью. Такая шапка не встречается больше ни у кого из млекопитающих – она им не нужна.

Тепло, образующееся в организме, нужно выделять наружу. Для усиления теплоотдачи повышается потоотделение (на испарение воды тратится много тепла, которое она уносит с собой). Правда, здесь возникает ещё одна проблема: увеличивается влажность шерсти, что резко ухудшает условия существования животного (грязь и паразиты). Поэтому происходит редукция волосяного покрова (в первую очередь – подшёрстка, плохо пропускающего испарения). При этом вертикальное положение тела в 3 раза повышает обдувание ветром (он уносит с собой испарившуюся влагу).

Третья проблема, как мы сказали, связана с теплопродукцией – выделением тепла работающими мышцами. При перемещении на четырех ногах постоянно смещается центр тяжести, и основная часть энергии расходуется на работу против силы гравитации: животное все время себя поднимает (подпрыгивая над землёй) и опускается (падая на лапы); для него бежать в гору и по равнине – энергетически равноценно. При перемещении на двух ногах центр тяжести движется строго параллельно земле, и работа против силы гравитации не совершается. Тем самым, выделение тепла уменьшается в 3 раза. При двуногом хождении основная энергия расходуется на перемещение нижних конечностей: их, хочешь – не хочешь, нужно отрывать от земли и переставлять. Функционирование конечностей связано с выработкой тепла, но и здесь можно повысить эффективность физиологических процессов. Не углубляясь в детали, констатируем: происходит изменение строения стопы. Она приобретает форму свода. Когда вес тела переносится на конечность, 80% совершенной работы по её перемещению запасается в стопе в виде возникающей силы упругости. Как только вес тела снимается с ноги, сила упругости выталкивает конечность вверх. В результате в каждом цикле ходьбы мышцы ног выполняют лишь 40% работы по перемещению ног, основную работу выполняет сила упругости. Тем самым, тепловыделение для мышц ног снижается в 2,5 раза.

Двуногое перемещение существенно менее эффективно с другой точки зрения. Максимальная скорость такого перемещения 37 км/час, хотя целый час с такой скоростью не сможет бежать ни один бегун, реальная крейсерская скорость 18 км/час. Максимальная скорость движения четвероногих 110 км/час. Большинство современных четвероногих способны перемещаться со скоростью 60 км/час. Даже крокодил способен бежать со скоростью 40 км/час, правда, не более 20 метров.

Двуногость более эффективна энергетически, но менее – относительно скорости движения. Однако в полдень, во время сиесты, быстро бегать и не надо: никто не погонится. Соответственно, двуногий антропоид осваивает уникальную эконишу, по сути, создает ее из себя.

Возникновение такого двуногого антропоида означало возникновение нового семейства (некоторые авторы считают, – надсемейства): гоминиды (Hominidae), человекоподобные.

Отделение этого семейства от шимпанзе началось около 8 млн. лет назад, и ко времени около 5,5 млн. лет назад появились первые (известные современной палеоантропологии) животные семейства австралопитековых (Australopithecinae), «южных обезьян» (в переводе с латыни). Впервые их останки были найдены Раймондом Дартом на юге Африки в 1924 году. Костные останки австралопитеков крайне немногочисленны. Их облик восстанавливался по отдельным фрагментам скелета.

В названии Р. Дарт подчеркнул полную «обезьянность» семейства австралопитековых. Как явствует из сказанного, мы тоже не считаем, что обезьяна, поднявшаяся с четверенек, стала человеком. Более того, утверждение о том, что обезьяны встали на ноги, чтобы освободить себе руки для труда, крайне сомнительно. Причин, которые описаны, вполне достаточно, и идея труда здесь совершенно ни при чём. Возникновение прямохождения никак не связано с человеком. Двуногость появляется уже семь-шесть миллионов лет назад для облегчения питания в саванне. Вместе с тем, как уже упоминалось, часть еды животные приносили из саванны с собой в лагерь. Нести её в двух руках гораздо удобнее, чем в одной (как это делают гориллы и шимпанзе). Считать ли это трудом – дело вкуса.

К моменту около 4 млн. лет назад австралопитеки достаточно хорошо оформились и достаточно широко расселились по Африке. Скоре всего, переселение на опушку происходило в популяциях антропоидов неоднократно. Эти популяции, в свою очередь, взаимодействовали между собой. Поэтому «филогенетическое древо» австралопитековых, скорее будет выглядеть как приземистый куст, где короткие ветки пересекаются и обрываются. Обозначенные к сегодняшнему дню виды, например, австралопитек афарский, (Australopithicus afarensis – по названию долины Афар, образованной рекой Омо на юге Африки) через некоторое время рискуют оказаться артефактами.

Так или иначе, австралопитековые бродили по высыхающей саванне, собирали корешочки, ловили ящерок, а с окончанием сиесты возвращались на опушку леса, забирались на деревья и ждали следующей сиесты. Как австралопитеки добывали коренья?

Отсутствие когтей, длинных клыков и копыт сильно затрудняет извлечение корешков из сухой почвы. И уже ранние австралопитеки начали использовать для добывания кореньев палки. Антропоиды сформировались как «кормящиеся под веткой», поэтому отламывающиеся ветки – привычное дело. Ветка сгодится и для пищедобывания, и для гнездостроения, ею, наконец, можно бросить в хищника. Но палка – это штука хрупкая, она быстро ломается, тупится, и копать ею после этого невозможно. В то же время, когда австралопитек бегает по саванне, он периодически натыкается на останки копытных, обглоданные хищниками. В этих останках часто копошатся вкусненькие жирные насекомые (примечательно, что через всю свою эволюцию приматы пронесли любовь к насекомым, характерную для их предков).

Австралопитеки подбирали эти кости и несли с собой на стоянку, чтобы там, в спокойно обстановке, выковырять всех насекомых. Использованная кость бросалась тут же. Детёныши, бродящие по стоянке, подбирали кости и играли с ними. Вначале они только играли с этими костными останками, а потом, за какие-нибудь десять тысяч поколений, игра стала основой для использования костей в пищедобывательном поведении. Спустя несколько сотен тысяч лет они сформировали поведение, использующее обломки длинных трубчатых костей для выкапывания кореньев. Такие обломки куда прочнее, чем любые палки. К тому же, они заострены на конце, что делает их очень удобными для копания. Кроме того, в костных останках можно найти рога и нижние челюсти. Рог хорош для выковыривания из земли, а челюсть – для выгребания почвы, например раскапывания норки насекомого или мелкого позвоночного.

Так возникла «остео-одонто-кератическая технология изготовления орудий[61]». Вся совокупность приспособлений позволяла австралопитековым довольно сносно существовать. Но процесс, который привел к их возникновению, не прекращался, иссушение климата продолжалось, снижая продуктивность саванны. Австралопитекам приходилось все дальше уходить от места ночевки, и если для одиночных взрослых особей это небольшая проблема, то у самок с детенышами это вызывает существенные трудности. Они не могут пробегать по саванне всё увеличивающиеся дистанции, поскольку приходится таскать детенышей с собой, и весь выигрыш в теплообмене пропадает. Кроме того, саванна продолжала высыхать, и территория, прилегающая к опушке, уже не могла обеспечить пропитание самкам с детенышами, и самцам приходилось убегать все дальше в саванну (чтобы не мешать самкам питаться поблизости от ночёвки).