Люси была человеком? Антропологи предложили расширить род Homo на 4 миллиона лет назад

Биологическая систематика подчиняется строгому правилу: классификация живых организмов обязана отражать их реальное родство, а не внешнее сходство или уровень развития. В современной науке любая группа — от подрода до царства — признается действительной только в том случае, если она включает общего предка и всех без исключения его потомков. Если ученые объединяют предков, но выносят часть их прямых потомков в отдельную группу, такая система считается искусственной и ошибочной.

Однако в палеоантропологии — науке об эволюции человека — это фундаментальное правило до сих пор нарушается.

Наше семейное древо в учебниках и музейных экспозициях традиционно разделено на три основных рода: Australopithecus (австралопитеки), Paranthropus (парантропы) и Homo (люди). Австралийский антрополог Иэн Тоул из Университета Монаша опубликовал в журнале American Journal of Biological Anthropology подробное исследование, в котором доказывает: существующая система устарела и противоречит принципам эволюционной биологии.

Чтобы исправить эту ошибку, исследователь предлагает пересмотреть границы нашего рода и включить большинство известных австралопитеков и парантропов непосредственно в род Homo. В результате временная глубина нашего рода увеличится с двух до более чем четырех миллионов лет.

В чем заключается ошибка классификации

Главная проблема современной палеоантропологии связана с понятием монофилии. Монофилетическая группа (или клада) — это группа организмов, которая состоит из одного общего предка и всех его эволюционных потомков.

Если из группы исключить хотя бы одну дочернюю ветвь, группа становится парафилетической. В биологии такие объединения считаются некорректными, поскольку они искажают историю происхождения видов.

Именно это происходит с родом Australopithecus. Многочисленные филогенетические анализы последних десятилетий подтверждают один и тот же факт: разные виды австралопитеков дали начало разным поздним группам.

• Australopithecus afarensis (к которому принадлежит знаменитый скелет Люси) или близкие к нему формы считаются предками рода Homo.
• Южноафриканский Australopithecus africanus находится в близком родстве с массивными растительноядными гомининами — родом Paranthropus.
• Вид Australopithecus garhi демонстрирует прямую связь с ранними орудийными культурами и первыми представителями людей.

Когда антропологи объединяют все эти ранние виды в один род Australopithecus, но при этом выносят людей и парантропов в отдельные роды, они разрывают естественные родственные связи. Род Australopithecus оказывается искусственной группой, куда исследователи помещают ископаемые виды исключительно по уровню их развития: за прямохождение, небольшой мозг и крупные зубы.

В систематике животных объединение видов по общему уровню организации называют «градом». Грады отражают образ жизни или стадию адаптации, но не показывают генеалогическое родство. В современной биологии классификация по градам признана негодной, так как она заменяет реальное эволюционное происхождение внешним описанием признаков.

Почему разрушились прежние критерии рода Homo

Исторически антропологи выделяли род Homo на основе четкого набора анатомических и поведенческих характеристик. Считалось, что переход от австралопитеков к настоящим людям произошел около 2-2,5 миллиона лет назад и сопровождался четырьмя обязательными факторами:

1. Существенный рост объема головного мозга (превышение порога в 600-700 кубических сантиметров).
2. Изготовление и систематическое использование стандартизированных каменных орудий.
3. Полный переход к жизни на земле с утратой анатомических адаптаций к лазанию по деревьям.
4. Уменьшение размеров челюстей и коренных зубов за счет питания обработанной пищей.

За последние тридцать лет новые ископаемые находки показали, что ни один из этих критериев не работает в качестве универсальной границы рода.

Мозг и пропорции тела

В 2004 году на индонезийском острове Флорес был описан вид Homo floresiensis с объемом мозга около 420 кубических сантиметров, что соответствует уровню шимпанзе. В 2015 году в Южной Африке открыли вид Homo naledi. Этот гоминин жил всего 250-300 тысяч лет назад одновременно с анатомически современными людьми, но обладал мозгом объемом около 500 кубических сантиметров и сохранял изогнутые пальцы, приспособленные для перемещения по ветвям.

Оба вида формально отнесены к роду Homo, хотя по объему черепной коробки и строению плечевого пояса они не превосходят австралопитеков.

Орудия труда

Долгое время считалось, что орудийная деятельность началась с появлением Homo habilis (человека умелого) около 2,4 миллиона лет назад. Однако в 2015 году в Кении, на местонахождении Ломекви 3, археологи обнаружили каменные орудия возрастом 3,3 миллиона лет. В этот период на территории Африки не существовало видов, которых традиционная наука относит к роду Homo. Орудия изготавливали либо Australopithecus afarensis, либо Kenyanthropus platyops.

Следовательно, орудийная деятельность возникла значительно раньше появления крупного мозга и не является уникальной чертой рода Homo.

Строение зубов и жевательного аппарата

Уменьшение челюстей также не было линейным процессом. Ископаемый вид Australopithecus garhi (возраст около 2,5 миллиона лет) сочетал признаки, характерные для ранних людей, с исключительно крупными коренными зубами, превосходившими по размерам зубы массивных парантропов. В то же время у позднего Homo naledi зубы были относительно небольшими, но по микроструктуре эмали и строению корней демонстрировали сходство с массивными австралопитеками.

Эволюция человеческой линии шла по принципу морфологической мозаики: разные части скелета, головной мозг и типы поведения формировались в разное время и в разных географических популяциях. Не существует единственной анатомической черты, которая позволяла бы провести однозначную границу между австралопитеками и первыми людьми.

Хронологический масштаб: уроки других приматов

Иэн Тоул обращает внимание на хронологическое несоответствие между классификацией человека и систематикой остальных млекопитающих.

В зоологии роды млекопитающих и, в частности, высших приматов охватывают интервалы времени от 5 до 10 миллионов лет. Например, род павианов (Papio) или род макак (Macaca) существуют на протяжении 5-8 миллионов лет. В пределах этих родов разные виды заметно различаются размерами тела, формой черепа, рационом и поведением, но биологи сохраняют их в рамках одного рода, поскольку они образуют единую непрерывную ветвь.

Традиционный род Homo охватывал лишь около 2-2,5 миллиона лет. По меркам эволюционной биологии это крайне узкий временной интервал для выделения самостоятельного рода.

Выделение родов с малой временной глубиной создает постоянную нестабильность из-за естественных процессов гибридизации и межвидового скрещивания.

Генетические исследования современных приматов доказали, что в первые 2-4 миллиона лет после разделения видов репродуктивные барьеры между ними остаются неполными. Популяции продолжают скрещиваться и обмениваться генами.

• Африканские мартышковые обезьяны (павианы, мангабеи и гелады) непрерывно обменивались генетическим материалом на протяжении всей своей истории за последние 4-5 миллионов лет.
• У современных шимпанзе и бонобо зафиксированы следы скрещивания, происходившего сотни тысяч лет спустя после разделения исходных популяций.
• В геномах орангутанов и горилл обнаружены участки ДНК, полученные от ныне вымерших параллельных линий приматов.

У ранних гоминин происходили абсолютно аналогичные процессы. Популяции в Африке неоднократно разделялись из-за изменений климата, накапливали различия, а затем снова вступали в контакт и скрещивались. В условиях постоянного переноса генов попытка разделить непрерывную 4-миллионную историю на отдельные мелкие роды приводит к тому, что границы между ними оказываются условными.

Суть реформы: новая структура генеалогического древа

Чтобы устранить методологические противоречия, Иэн Тоул предлагает опереться на наиболее устойчивый узел эволюционного древа гоминин.

По данным подавляющего большинства филогенетических реконструкций, самым ранним и обособленным видом среди прямоходящих приматов плиоцена является Australopithecus anamensis (возраст около 4,2-3,9 миллиона лет). Все последующие виды — включая афарских австралопитеков, парантропов и все формы людей — формируют по отношению к нему единую подтвержденную монофилетическую группу.

1. Новые временные границы рода Homo

Род Homo расширяется до 4-4,5 миллиона лет. Его начало отсчитывается от точки расхождения с линией Australopithecus anamensis. Вся последующая совокупность видов объединяется в рамках одного расширенного рода Homo.

2. Изменение видовых названий

В рамках этой схемы ископаемые виды получают следующие официальные наименования:

• Australopithecus afarensis(Люси)→Homo afarensis
• Australopithecus africanus→Homo africanus
• Australopithecus garhi→Homo garhi
• Australopithecus sediba→Homo sediba
• Paranthropus boisei→Homo boisei
• Paranthropus robustus→Homo robustus
• Kenyanthropus platyops→Homo platyops

Древнейшие спорные прямоходящие формы позднего миоцена и раннего плиоцена — сахелянтроп (Sahelanthropus), оррорин (Orrorin) и ардипитек (Ardipithecus) — не входят в расширенный род Homo. Они остаются за его пределами в качестве базальных представителей подтрибы Hominina.

Анализ возражений: проблема утраты экологической информации

Основной аргумент противников объединения таксонов заключается в том, что родовые названия несут важную описательную нагрузку.

В традиционной антропологии название Paranthropus сразу указывает на специализированную экологическую нишу: массивные челюсти, огромную площадь жевательных зубов, толстую эмаль и адаптацию к перетиранию грубых растительных кормов. Название Homo традиционно указывало на генерализованную диету, использование орудий и развитие мозга.

Если объединить всех этих гоминин в один род, биологические различия между параллельными адаптивными ветвями могут оказаться скрыты за общим названием.

Для решения этой проблемы Тоул предлагает использовать промежуточный таксономический уровень — подроды и видовые группы. Эта практика стандартна для зоологии позвоночных.

В такой системе специфические адаптации сохраняются в номенклатуре:

• Растительноядные массивные формы получают статус подрода: Homo (Paranthropus) boisei и Homo (Paranthropus) robustus.
• Поздние формы с увеличенным объемом мозга могут быть выделены в подрод Homo (Homo).

Такой шаг позволяет одновременно соблюсти требования филогенетической строгости и сохранить необходимую информацию об образе жизни и анатомических особенностях конкретных групп.

Итоги: значение для науки

Предложение Иэна Тоула устраняет давний разрыв между палеоантропологией и остальной эволюционной биологией.

Существовавшая схема классификации опиралась на устаревшие концепции середины двадцатого века, когда эволюцию человека пытались представить как последовательную смену стадий от обезьяны к современному виду.

Фактический материал двадцать первого века — десятки новых скелетов, сотни датировок, данные сравнительной геномики и биомеханики — доказал, что развитие человеческой линии представляло собой сложную ветвящуюся систему с непрерывным обменом генами и мозаичной анатомией.

Отказ от искусственного рода Australopithecus и расширение рода Homo до 4,5 миллиона лет приводит систематику предков человека в полное соответствие с общепринятыми биологическими правилами. Это устраняет терминологическую путаницу и создает прочный фундамент для классификации любых будущих ископаемых находок.

Источник: American Journal of Biological Anthropology