Генетическая одиссея человека
Шрифт:
Самые древние человеческие останки в Австралии, как и в других местах мира, были датированы методами, основанными на изотопном распаде. Этими методами измеряют соотношение изотопов различных атомов в образце. Это возможно сделать, поскольку почти все атомы имеют несколько разновидностей в зависимости от того, сколько субатомных строительных блоков (частиц, называемых нейтронами) у них есть. Со временем «тяжелые» атомы, как правило, испускают часть своих нейтронов, превращаясь при этом в более «легкие» атомы. Зная скорость, с которой происходит этот распад, и измеряя соотношение «тяжелых» и «легких» атомов, можно вычислить, как долго продолжается распад. Как и молекулярные часы из главы 2, эти атомные часы являются решающими при оценке возраста древних человеческих останков.
Наиболее широко применяемый метод изотопного
Однако как только мы выходим за предел в 40 000 лет, мы должны использовать изотопы, распадающиеся более медленными темпами. Два из них — атом калия-40 (К-40) и атом урана-238 (U-238) — имеют период полураспада 1,25 млрд и 4 млрд лет соответственно. Проблема с более стабильными изотопами состоит в том, что они обычно не встречаются непосредственно в камнях и костях, и поэтому они могут быть использованы только для датировки отложений, окружающих останки — как правило, вулканического пепла в случае К-40 и озерных отложениях в случае U-238. Таким образом, вам должно очень повезти при выборе места раскопок. К счастью, благодаря геологической активности африканской Рифтовой долины — и прослои пепла в раскопках этого района не редкость — там может быть широко применима датировка по атомам калия К-40.
Но что если вам не так повезло? В частности, если возраст найденных вами останков выходит за пределы использования радиоуглеродного датирования, и в отложениях не найдены слои с изотопами, позволяющие использовать другие методы? Тогда мы будем вынуждены полагаться на совокупность имеющихся в арсенале изотопного анализа трех относительно новых методов, которые довольно пугающе называются термолюминесценцией, оптически стимулированной люминесценцией и электронным спиновым резонансом. Они основаны на том, что естественная радиация заставляет электроны — субатомные частицы другого типа — накапливаться в дефектах кристаллической решетки вещества с постоянной скоростью под воздействием источников излучения, таких как солнечный свет или огонь или радиация; затем при нагревании образца накопленная энергия испускается в виде световых вспышек определенной частоты и интенсивности — именно их и регистрируют приборы. Чем больше испускается света при нагревании, тем дольше образец подвергался ионизирующим воздействиям, и, значит, тем старше его возраст. Существует множество предположений о том, в какой степени электроны накапливаются в дефектах, называемых ловушками, прежде чем подвергаются высвобождению. Кроме того, есть предположения об изменчивости радиационного воздействия с течением времени. По этим причинам даты, полученные с помощью люминесценции и резонансных методов, не так точны, как полученные с помощью изотопов С-14 или К-40. Однако для многих археологических объектов другие возможности недоступны.
Именно эти методы наиболее широко применялись в Австралии. В частности, возраст некоторых объектов, явно сделанных людьми (в
Данные палеоантропологии сейчас явно свидетельствуют в пользу очень раннего заселения Австралии современными людьми — возможно, уже 60 000 лет назад. Однако возраст самых ранних археологических памятников на юго-востоке азиатского материка оценивается менее чем в 40 000 лет. Как могли люди быть в Австралии за 20 000 лет до этого — действительно ли они пришли из Юго-Восточной Азии? Разгадка этой головоломки приводит нас обратно в Африку, где мы должны посетить генетический Эдем.
Жаркое из мяса и моллюсков
Африка — самый экваториальный континент на Земле. Она находится между 38° северной и 34° южной широты, и 85 % ее территории расположены между тропиком Рака и тропиком Козерога. Морская вода в Африке редко замерзает, что делает Африку исключением среди всех других континентов. Хотя пустыня Сахара и высокие вулканические горы Восточной Африки негостеприимны для человека, большая часть континента на удивление милостива. В Африке находится крупнейшая в Старом Свете непрерывная полоса тропических лесов, а саванны на востоке и юге континента отличаются огромным разнообразием крупных млекопитающих. Сочетание расположенных в непосредственной близости друг от друга тропических лесов и саванн, опять-таки уникальное для Старого Света, является одной из вероятных причин того, что именно здесь возникли люди. Почти наверняка прямохождение гоминидов было ранней (возникшей возможно более 5 млн лет назад) адаптацией к жизни на лишенных деревьев африканских лугах, где, покинув кроны безопасных лесов, можно было использовать больше ресурсов.
Африка не всегда была в том месте, где она находится сегодня. Из-за движения тектонических плит большую часть промежутка времени между 20 и 200 млн лет назад она провела в миграции вокруг южной части тропического пояса где-то в холодных и умеренных водах палеоокеана, наткнувшись в конце концов на Евразийский континент около 15 млн лет назад. Это произошло именно в то время, когда человекообразные обезьяны стали рассредоточиваться по всему миру в рамках первого «Африканского исхода». Те, кто пошел на восток, превратились в орангутанов и гиббонов — эти виды Эжен Дюбуа склонен был считать нашими предками. Эволюционными потомками оставшихся человекообразных обезьян стали гориллы, шимпанзе и анатомически современные люди (вероятно, 100 000–200 000 тыс. лет назад). С того времени Африка остается в том же географическом положении. Но как и на других континентах, ее климат в последние несколько сотен тысяч лет резко менялся.
Палеоклиматология — это наука, изучающая климат ушедших эпох. 150 000 лет назад Земля находилась в конце периода так называемого Рисского оледенения. Тогда температура была в среднем на 10 °C ниже, чем сегодня, хотя на разных континентах она существенно различалась. Около 130 000 лет назад началось потепление, и тропическая Африка стала получать больше дождей, так как увеличилось количество поступавшей в атмосферу влаги. Но около 120 000 лет назад снова началось постепенное охлаждение, а 70 000 лет назад оно ускорилось. Эта тенденция (с краткосрочными колебаниями) сохранилась и в последующие 50 000 лет, достигнув пика около 20 000 лет назад.
Так как Африка расположена в основном в тропической зоне, ее климат не так сильно зависит от изменения интенсивности солнечного излучения, как в более высоких широтах. Погодные условия Африки во многом определяются количеством осадков, и чередование ярко выраженного влажного и сухого сезонов задают темп жизни всего континента. Знаменитая миграция антилоп гну в Кении и Танзании, например, вызвана наступлением сухого сезона в июне. Но сезоны не всегда были выражены одинаково: в прошлом климат был иногда более влажным, а иногда более сухим, чем сегодня. Эти долгосрочные колебания почти наверняка повлияли на перемещения животных, включая человека.