Плечи гоминид

Внимательно посмотрите на человекообразных обезьян, и вы увидите, что они как будто все время «пожимают плечами». Их плечи подтянуты вверх почти до ушей. Внутри плечевого сустава его суставная поверхность ориентирована краниально, то есть по направлению к черепу (cranium) – вверх, что идеально для вытягивания рук вверх. Наши обезьяньи родственники, человекообразные обезьяны, проводят достаточно много времени на деревьях, причем почти все они карабкаются вверх по ветвям и часто повисают на руках, а гиббоны еще и регулярно раскачиваются на руках.

Напротив, наши плечи опустились вниз, и в состоянии покоя наши ключицы расположены практически горизонтально, а не круто поднимаются вверх, а плечевые суставы у нас ориентированы кнаружи (вбок), а не вверх. Сразу появляется искушение подумать, будто наши плечи резко опустились вниз сразу после того, как наши предки спрыгнули с деревьев и перестали постоянно тянуть руки вверх. Но это лишь поверхностное рассуждение с точки зрения эволюции. Почему плечи должны были «вдруг» резко опуститься вниз? Надо поискать какую-то вескую причину такого быстрого опускания плеч. Каким образом широкие плечи и горизонтально ориентированные плечевые суставы могли создать нашим предкам преимущества в сравнении с их предшественниками? И когда произошло это изменение?

Можно считать, что постепенной трансформации обезьяньих плеч в плечи, характерные для людей, не было, а вместо нее имело место значительное разнообразие в строении плеч гоминид, хотя для окончательного вывода в нашем распоряжении пока слишком мало ископаемых костных останков. Однако похоже, что современные человекоподобные плечи появились на сцене эволюции очень поздно.

Мы располагаем всего несколькими ископаемыми лопатками австралопитеков – ранних гоминид, живших в период от четырех до двух миллионов лет тому назад – включая Люси и других представителей ее вида. Эти останки позволяют предполагать, что суставная поверхность лопатки у них была ориентирована вверх, то есть как у человекообразных обезьян, а не как у нас с вами. Другие признаки позволяют утверждать, что эти древние лопатки были расположены на грудной клетке довольно высоко. К тому времени, когда на эволюционной сцене появился Турканский мальчик со своими длинными ногами, а случилось это 1,5 миллиона лет назад, его плечевые суставы смотрели уже не вверх, но пока еще и не в сторону. У Турканского мальчика были очень короткие ключицы – такие же короткие, как у человекообразных обезьян. Правда, Турканский мальчик – это всего-навсего ребенок, но, даже если бы он дожил до взрослого возраста, его ключицы все равно остались бы короткими в сравнении с нашими. Итак, несмотря на то что плечевые суставы его, возможно, сместились вниз по грудной клетке до уровня, характерного для современных людей, суставные поверхности лопаток были направлены не в стороны, а скорее вперед.

Некоторые ученые утверждали, что низко расположенные широкие плечи развились, потому что создавали преимущество в беге, так как позволяли разворачивать верхнюю часть туловища в сторону, противоположную движению вынесенной вперед ноги, что позволяло сохранять равновесие при беге на двух ногах. Мы видели другие признаки приспособления к бегу на примере скелета Турканского мальчика, так что, возможно, его плечи – это одно из них. Однако в качестве противовеса движущейся ноге такие плечи едва ли могли оказаться сколько-нибудь эффективны, потому что были для этого слишком узки. Такие узкие плечи не в состоянии придать устойчивость во время бега даже голове.

У последующих гоминид, включая Homo antecessor (человека предшествующего), обнаруженного в Испании, в Сьерра-де-Атапуэрка, и датированного периодом около 800 тысяч лет назад, и неандертальца, ключицы были длинными, даже длиннее, чем у современного человека. Длинные ключицы отталкивают плечи кзади, развертывают их, делают шире и заставляют суставные поверхности плечевых суставов ориентироваться в стороны – вправо и влево от грудной клетки.

Высказывалось предположение, что такое изменение формы плеч появилось в связи с весьма специфическим их использованием – бросанием разных метательных орудий, в чем люди особенно преуспели.

Это, конечно, не значит, что человекообразные обезьяны не бросают время от времени всякие вещи, причем иногда они швыряют их очень точно. Я помню, как мы для программы «Горизонт» снимали фильм в Понголенде, обезьяньем питомнике научно-исследовательского центра по изучению приматов при Лейпцигском зоопарке. Один из орангутанов сильно невзлюбил нашего режиссера. В Лейпцигском зоопарке нет стеклянных ограждений, разделяющих обезьян и посетителей, которые проходят по Понголенду по подвесным дорожкам с довольно низкими перилами. Так вот, режиссер и звукооператор подверглись атаке орангутана, который очень метко швырнул в них несколько пригоршней кала.

Тем не менее в организме человека присутствует сочетание нескольких анатомических признаков, которых нет у человекообразных обезьян и которые позволяют предполагать, что именно такой должна быть анатомия существа, способного бросать предметы с выносом руки вперед через верх, и эта необходимость сформировала нашу анатомию. Данный признак состоит в боковом расположении плечевого сустава, и можно легко представить себе, как плечи, выступающие по сторонам грудной клетки, могут обеспечить преимущество при броске, позволяя отвести назад руку, готовя ее к броску. Однако только вместе с другими признаками – длинной гибкой поясницей, которая позволяет с большой амплитудой вращать торс, гибким вдоль продольной оси плечом, которое позволяет развернуть руку локтевым суставом кнаружи, – такое расположение плечевого сустава дает истинное преимущество при броске. Было экспериментально показано, что все эти признаки помогают растягивать сухожилия, связки и мышцы, окружающие плечевой сустав, когда рука отводится назад, готовясь к броску с выносом руки вперед. В процессе броска участвует множество мышц, которые каскадом активизируют одна другую, начиная с мышц туловища и бедра, после чего активизируются мышцы плечевого пояса, локтя и запястья. Если вы сознательно проанализируете свои движения в ходе броска, то почувствуете, сколько суставов в нем участвуют. Выполните бросок в замедленном темпе. Исходное положение: вы стоите, выставив одну ногу впереди другой и, готовясь к броску, отводите противоположную руку назад. Продолжение: движение начинается с бедра; таз неподвижно соединен с позвоночником в области крестцово-подвздошного сочленения, поэтому вращательное движение осуществляется за счет вращательного движения позвоночника вокруг своей продольной оси. Небольшие по амплитуде смещения соседних позвонков складываются в полноценный поворот, когда движение достигает уровня плеча. Амплитуда поворота достигает 90° или больше. Теперь вперед пошло плечо, совершая движение в шаровидном плечевом суставе с его невероятной подвижностью. Позвоночник начинает разворачиваться в противоположном направлении, сообщая плечу дополнительный момент силы. Выпрямляется шарнирный локтевой сустав и, наконец, разжимаются пальцы, отпускающие воображаемый мяч или копье. Сделайте то же самое, но в быстром темпе (лучше вне дома) с настоящим мячом или (если хватит храбрости) с копьем, и вы увидите, как энергия, запасенная в растянутых сухожилиях и связках вокруг соответствующих суставов, добавляет силы броску.

Весьма возможно, что бросание предметов снабдило широкими плечами человека предшествующего, человека гейдельбергского, неандертальца и нас с вами. (Напротив, теперь нам ясно, что Турканский мальчик, как современные люди, страдающие синдромом короткой ключицы, был не в состоянии хорошо бросать предметы.)

Мне кажется, что все это звучит очень убедительно, и такие гоминиды, как Homo antecessor, несомненно, были способны к бросанию – учитывая их расположенные по бокам грудной клетки плечевые суставы, ориентированные кнаружи, сложно помыслить другие причины, которые заставили бы измениться форму плеч гоминид, если сбросить со счетов бросание. Этот довод убедил не всех; некоторым ученым понадобились прямые доказательства. Однако очень трудно найти реальные следы многих видов деятельности. Например, отпечатки стоп являются надежными, объективными свидетельствами хождения на двух ногах, но нет аналогичных отпечатков бросания предметов. Если наши предки просто подбирали с земли камни и палки и швыряли их в добычу или в падальщиков, чтобы отогнать их от лакомого трупа, то от такой деятельности не осталось никаких археологических следов. Брошенный камень выглядит точно так же, как и все остальные камни, а палки давным-давно истлели. Но, когда люди начинают делать предметы, специально предназначенные для метания, например копья, – тогда мы можем с полным правом заключить, что смещенные вбок плечи на самом деле использовались для бросания предметов.

Изобретение метательных орудий, по всей вероятности, и обеспечило нашим предкам очень важное преимущество. Можно представить себе, как изменилось все для наших предков – охотников и собирателей – после этого изобретения. Вероятно, копья существовали и раньше в качестве колющих орудий, которыми убивали добычу или защищались от хищников, но переход к метанию этого орудия сделал его более эффективным, а кроме того, сделал охоту и войну безопаснее.

Проблема заключается в том, что очень трудно доказать, что копье было изобретено именно для метания! Одним из ранних возможных доказательств являются деревянные копья из Шёнингена (Германия), датированные периодом около 400 тысяч лет назад. По своему весу эти копья идеально подходили для метания и служат убедительным, хотя и косвенным доказательством того, что, по крайней мере, в то время люди уже были в состоянии метать эти орудия. Некоторые ученые, правда, сомневаются, что шёнингенские копья использовались для метания. Совсем недавно появились новые данные. Они относятся к более позднему периоду, но зато более убедительны.

Археологи обратили пристальное внимание на древние заостренные камни, пытаясь понять, могли ли их использовать в качестве наконечников копий, и не просто копий, а копий, предназначенных для метания. Интерпретации были по большей части основаны на этнографических сравнительных исследованиях, на изучении подобных орудий, изготовленных современными охотниками и собирателями, а также на изучении физических свойств заостренных камней – их размеров, формы и веса. Правда, в последнее время археологи стали привлекать к исследованию этого вопроса баллистику, изучая формы разломов наконечников, по которым можно было бы судить о их скорости в момент поражения цели. Самые последние данные были получены в долине Рифта в Эфиопии, где археологи обнаружили тысячи фрагментов и наконечников, изготовленных из естественного вулканического стекла – обсидиана. Эти наконечники были найдены неподалеку от населенного пункта Гадемотта. Формы разломов говорят о том, что в момент поражения цели скорость движения наконечника составляла около тысячи метров в одну секунду, а это означает, что речь в данном случае идет о настоящих метательных орудиях, например о дротиках.

Изготовление обсидиановых наконечников существовало почти 300 тысяч лет назад, а это говорит о том, что в то время предки людей уже использовали метательное оружие. Прикрепление каменных наконечников к копьям и дротикам и использование их как метательных орудий считается уникальной прерогативой современного человека. Строго говоря, современные люди (не какие-то ранние Homo, а представители именно нашего вида, Homo sapiens) появились на исторической арене не ранее 200 тысяч лет назад, а наконечники из раскопа Гадемотта убеждают нас в том, что этот аспект «современного» поведения возник до появления «современного» анатомического строения. Это очень важно: не стоит ожидать, что как поведенческая, так и анатомическая «модернизация» внезапно появляются одновременно ниоткуда, словно по мановению волшебной палочки. Признаки, характерные для нашего современного вида, появлялись постепенно, элемент за элементом, как по кусочкам появляется мозаичное панно.