Эволюция человека: Обзор некоторых публикаций 2011 г.

1. Палеоантропология, археология

Неандертальцы жили маленькими группами и ели друг друга

В пещере Эль-Сидрон в Испании найдены останки 12 неандертальцев: трех мужчин, трех женщин, трех подростков и трех детей. Все они, вероятно, были членами одной группы. Другие неандертальцы убили и съели их около 49 000 лет назад. Анализ митохондриальной ДНК показал, что у всех взрослых мужчин был один и тот же вариант (гаплотип) мтДНК, а у женщин гаплотипы были разные. Это значит, что неандертальцы, скорее всего, были патрилокальны: мужчины оставались в своей семье, а молодые женщины переходили в другие группы.

Carles Lalueza-Fox, Antonio Rosas, Almudena Estalrrich et al. Genetic evidence for patrilocal mating behavior among Neandertal groups // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. P. 250–253.

Неандертальцы интересовались птичьими перьями

В пещере Фумане в северной Италии обнаружены птичьи кости возрастом около 44 тысяч лет с царапинами от каменных орудий. Большинство птиц относятся к малосъедобным видам, к тому же неандертальцы, обитавшие в то время в пещере, обрабатывали преимущественно крылья — не самую мясистую часть птицы. По-видимому, их интересовало не мясо, а крупные перья, которые могли использоваться в качестве украшений. Это можно рассматривать как еще один аргумент в пользу наличия у неандертальцев собственной «подлинно человеческой» духовной культуры еще до появления в Западной Европе наших предков сапиенсов.

Marco Peresani, Ivana Fiore, Monica Gala, Matteo Romandini, Antonio Tagliacozzo. Late Neandertals and the intentional removal of feathers as evidenced from bird bone taphonomy at Fumane Cave 44 ky B.P., Italy // Proc.

Nat.Acad. Sci. USA. 2011

Два набора инструментов для производства красок из пещеры Бломбос.

В Южной Африке найдена древнейшая мастерская по производству красок

В пещере Бломбос, в 300 км к востоку от Кейптауна, найдено два набора каменных и костяных инструментов для изготовления красок, а также раковины, в которых хранился готовый продукт. Находки показывают, что 100 тысяч лет назад обитатели южноафриканского побережья использовали твердые камни для растирания желтой и красной охры. В полученный порошок добавляли уголь и толченое губчатое вещество костей, готовую смесь складывали в раковины морских моллюсков Haliotis и размешивали костяными палочками. Такая сложная деятельность свидетельствует о развитой способности к планированию и высоком уровне культуры.

Christopher S. Henshilwood, Francesco d’Errico, Karen L. van Niekerk, Yvan Coquinot, Zenobia Jacobs, Stein-Erik Lauritzen, Michel Menu, Renata García-Moreno. A 100,000-Year-Old Ochre-Processing Workshop at Blombos Cave, South Africa // Science. 2011. V. 334. P. 219–222.

Орудия из слоя C в Джебель-Файя (127–95 тысяч лет назад).

Новое подтверждение раннего выхода сапиенсов из Африки «южным путем»

На юго-востоке Аравии обнаружены каменные орудия, изготовленные от 95 до 127 тысяч лет назад. Сходство этих орудий с изделиями людей современного типа, живших в то время в северо-восточной Африке, указывает на возможность очень раннего выхода сапиенсов из африканской прародины «южным путем», то есть через Баб-эль-Мандебский пролив и далее вдоль южного побережья Азии. Возможно, сапиенсы перебрались через пролив в начале последнего межледниковья (около 130 тысяч лет назад), когда уровень моря был на 100 метров ниже, чем теперь, а климат в южной Аравии ненадолго стал благоприятным для палеолитических охотников.

Simon J. Armitage, Sabah A. Jasim, Anthony E. Marks, Adrian G. Parker, Vitaly I. Usik, Hans-Peter Uerpmann. The Southern Route «Out of Africa»: Evidence for an Early Expansion of Modern Humans into Arabia // Science. 2011. V. 331. P. 453–456.

Соотношение молодых (20–40 лет, заштрихованные столбики) и более старых индивидов (40 лет и более, незаштрихованные столбики) среди «поздних архаичных людей» (LAH, Late Archaic Humans), среднепалеолитических (MPMH, Middle Paleolithic Modern Humans) и верхнепалеолитических (E/MUP, Early/Middle Upper Paleolithic) людей современного типа. Вверху: в абсолютных числах, внизу: в процентах. 

Древние сапиенсы умирали молодыми

Анализ костных остатков средне- и позднепалеолитических людей показал, что взрослая смертность у ранних сапиенсов была так же высока, как у неандертальцев и других «архаичных людей». По-видимому, из всех доживших до двадцати лет лишь около четверти доживало до сорока. Это означает, что предполагаемый рост численности сапиенсов в конце среднего — начале позднего палеолита не был связан со снижением взрослой смертности. Он может объясняться снижением детской и подростковой смертности, или, что менее вероятно, ростом плодовитости, но проверить эти гипотезы на основе имеющихся данных трудно.

Erik Trinkaus. Late Pleistocene adult mortality patterns and modern human establishment // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2011

2. Палеоклиматология

Влияние климата на эволюцию человека подтверждается

Изменения африканского климата и эволюция гоминид. (A) Олдувайская обработанная галька и ашельское рубило маркируют моменты появления соответствующих каменных индустрий. B — отложения сапропеля в окрестностях дельты Нила, свидетельствующие о периодах повышенной влажности. C — периоды увеличения глубины озер в Восточной Африке. D — изменения содержания изотопа 13C в компонентах растительного воска (по результатам подводного бурения в Аденском заливе); рост этой величины свидетельствует о распространении саванной растительности. E — то же, по результатам анализа древних почв. F — процент видов ископаемых полорогих, приспособленных к питанию саванной растительностью.

Старая идея о том, что климатические изменения сыграли важную роль на ранних этапах эволюции человека, подтверждается и детализируется. Разнообразные факты — от содержания изотопа 13C в ископаемых растительных остатках до эволюции зубов у полорогих — показывают, что быстрое увеличение площади саванн в Восточной Африке началось 3–2,5 млн лет назад. Это совпадает с обновлением видового состава гоминид и началом изготовления орудий олдувайского типа. Максимум развития саванн приходится на 1,9–1,5 млн лет назад, что совпадает с появлением Homo erectus и переходом к более сложной ашельской индустрии. Peter B. deMenocal. Climate and Human Evolution // Science. 2011. V. 331. P. 540–542.

3. Генетика

Сравнение геномов 29 млекопитающих проливает свет на эволюцию человека

Завершен шестилетний проект по прочтению геномов 29 видов плацентарных млекопитающих. Сравнительный анализ прочтенных геномов позволил картировать 3,6 млн функциональных (консервативных) участков ДНК, находящихся под действием очищающего отбора. Эти участки составляют примерно 5,5% генома у плацентарных. Около трети из них соответствуют белок-кодирующим последовательностям, остальные 2/3 — регуляторным последовательностям. Выявлено 280 000 регуляторных участков, происходящих из фрагментов «одомашненных» мобильных генетических элементов, а также 563 участка, эволюция которых шла ускоренными темпами у предков человека после их отделения от предков шимпанзе.

Kerstin Lindblad-Toh, Manuel Garber, Or Zuk et al. A high-resolution map of human evolutionary constraint using 29 mammals // Nature. 2011. V. 478. P. 476–482.

Частота встречаемости (%) некоторых вариантов (аллелей) генов ГКГ класса 1, предположительно заимствованных сапиенсами у денисовцев (аллель 11 гена HLA-A, аллель 15 гена HLA-C, аллель 73:01гена HLA-B), а также суммарная частота всех аллелей гена HLA-A, предположительно заимствованных у денисовцев и неандертальцев (внизу справа).

Наши предки заимствовали у неандертальцев и денисовцев важные гены для защиты от вирусов

Успехи палеогенетики позволили обнаружить в генофонде внеафриканского человечества примесь неандертальских и денисовских генов. До сих пор, однако, не было известно, какие полезные признаки приобрели наши предки в результате гибридизации с архаичными человеческими популяциями. Новое исследование показало, что сапиенсы заимствовали у неандертальцев и денисовцев несколько широко распространенных за пределами Африки аллелей трех генов Главного комплекса гистосовместимости — HLA-A, HLA-B и HLA-C, — от которых зависит устойчивость к вирусным инфекциям.

Laurent Abi-Rached, Matthew J. Jobin, Subhash Kulkarni et al. The Shaping of Modern Human Immune Systems by Multiregional Admixture with Archaic Humans // Science. 2011. V. 334. P. 89–94.

Геном австралийского аборигена свидетельствует о двух волнах заселения Восточной Азии

Две волны заселения Азии.Коричневым цветом показана первая волна (75–62 тыс. лет назад), черным — вторая (38–25 тыс. лет). Анализ генома австралийского аборигена показал, что коренные австралийцы, а также горцы Новой Гвинеи происходят от древней волны мигрантов, проникших в Юго-Восточную Азию 75–62 тыс. лет назад и скрещивавшихся с «людьми из Денисовой пещеры». Современные азиаты происходят в основном от второй, более поздней волны переселенцев с запада, которые отделились от предков современных европейцев и заселили Азию около 38–25 тыс. лет назад. Morten Rasmussen, Xiaosen Guo, Yong Wang et al.  An Aboriginal Australian Genome Reveals Separate Human Dispersals into Asia // Science. 2011.

4. Эволюционная психология, этология

Размер мозга коррелирует с общительностью

Быстрое увеличение мозга в эволюции гоминид предположительно было связано с развитием «социального интеллекта», то есть умственных способностей, направленных на понимание поступков и мотивов соплеменников и эффективное взаимодействие с ними. Венгерские нейробиологи показали, что эта теория приложима и к индивидуальным различиям в размере мозга у современных людей. Оказалось, что социабельность человека положительно коррелирует с размером лобных и височных долей, неокортекса и всего конечного мозга.

Klára Horváth, János Martos, Béla Mihalik, Róbert Bódizs. Is the social brain theory applicable to human individual differences? Relationship between sociability personality dimension and brain size // Evolutionary psychology. 2011. V. 9. P. 244–256.

Участки мозга макак-резусов, объем серого вещества в которых увеличивается у особей, живущих в больших коллективах. Слева — фронтальные (поперечные) срезы мозга, справа — сагиттальные (продольные). STS — верхняя височная борозда, IT — нижняя височная извилина, Amygdala — миндалина, STG — верхняя височная извилина, TP — височный полюс, PS — основная борозда, rPFC — ростральный отдел префронтальной коры.

Жизнь в большом коллективе стимулирует развитие мозга

Британские нейробиологи обнаружили, что жизнь в больших коллективах стимулирует у обезьян увеличение объема серого вещества в нескольких отделах мозга, связанных с обработкой социально-значимой информации. Кроме того, оказалось, что самцы, у которых эти отделы крупнее, добиваются более высокого социального статуса в своих группах. Исследование показало, что увеличенный размер «социально-ориентированных» участков мозга может быть не только причиной, но и следствием вовлеченности индивида в сложную сеть общественных взаимоотношений.

J. Sallet, R. B. Mars, M. P. Noonan, J. L. Andersson, J. X. O’Reilly, S. Jbabdi, P. L. Croxson, M. Jenkinson, K. L. Miller, M. F. S. Rushworth. Social Network Size Affects Neural Circuits in Macaques // Science. 2011. V. 334. P. 697-700.

Способны ли куры к сочувствию?

Эксперименты, проведенные британскими биологами, показали, что куры обладают элементами эмпатии по отношению к своим цыплятам. Когда курица видит, что цыпленку угрожает опасность, меняется не только ее поведение (что было известно и раньше), но и физиологические параметры организма, такие как пульс и температура глаз. Это свидетельствует о наличии эмоционального отклика на состояние птенца. Возможно, эмпатия в ходе эволюции изначально развилась как адаптация, способствующая эффективной заботе о потомстве. J. L. Edgar, J. C. Lowe, E. S. Paul, C. J. Nicol. Avian maternal response to chick distress // Proc. R. Soc. B. 2011.

«Свободная» крыса (с черной точкой на голове) уже догадалась, как открыть дверь и вот-вот выпустит своего товарища из ловушки.

Крысы выручают друзей из беды и делятся с ними шоколадом

Эксперименты, проведенные американскими биологами, показали, что крысы целенаправленно помогают своим попавшим в беду товарищам и даже делятся с ними лакомством, которое могли бы съесть в одиночку. Крысы выпускают друг друга из ловушки даже в том случае, если освобожденный оказывается после этого в отдельном помещении, так что наблюдаемое просоциальное поведение нельзя объяснить желанием скрасить свое одиночество. По-видимому, вид запертого сородича вызывает у крысы отрицательные эмоции, от которых можно избавиться, только придя ему на помощь.

Inbal Ben-Ami Bartal, Jean Decety, Peggy Mason. Empathy and Pro-Social Behavior in Rats // Science. 2011. V. 334. P. 1427–1430.