Марк Бертнесс

Краткая естественная история цивилизации

Издательство АСТ

Посвящается Джанетт и Саре,
сильным женщинам, которые подарили мне смысл жизни

Предисловие

Большая часть моей жизни была связана с морским побережьем. С самого детства, которое я провел, исследуя берега залива Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон, я был очарован животными, растениями и взаимодействиями, происходящими там, где вода встречается с сушей. Это увлечение привело меня к научным исследованиям и карьере, сфокусированной на экологии береговой линии, что дало мне понимание этих ландшафтов как микрокосмов более могучих сил, то есть как театры действия эволюционных сил, изобилующие драмами эволюционного отбора и отношениями конкуренции и сотрудничества биологических видов. Но изучение береговой линии это не только о моллюсках и крабах: деятельность человека повлияла на экологию нашего мира в целом. Мы не можем думать о взаимосвязанных эффектах, партнерских отношениях и битвах, происходящих в мире природы, не думая одновременно о людях, являющихся в настоящее время частью этих контактных зон, независимо от того, присутствуют ли они там явно (например, в домиках прибрежных поселков) или действующих невидимо (вызывая рост глобальной температуры или распространяя инвазивные виды). Мы являемся и всегда были такой же частью природы, как тростник и моллюски.

Вместо того, чтобы делить нашу концепцию истории между естественной историей и человеческой историей, я предпочитаю рассматривать историю цивилизации как естественную историю, продолжая линию, намеченную такими авторами, как Джаред Даймонд и Юваль Харари. Это означает стремление к пониманию того, как цивилизация и ее продукты – от сельского хозяйства и лекарств до политических иерархий и религиозных систем – произошли из нашего эволюционного прошлого в конкретных условиях среды обитания. Естественная история цивилизации требует рассмотрения каждого шага того, что мы склонны называть «прогрессом человечества», как ответа на возникающие проблемы естественной истории.

Но это еще не все, так как для осмысления человеческой цивилизации через ее естественную историю мы должны знать, что такое естественная история, а это требует точного, целостного понимания эволюции. Полвека назад эволюцию рассматривали главным образом как дарвиновские битвы естественного отбора: выживание наиболее приспособленных, когда изменения происходят благодаря конкуренции между антагонистами. Это, безусловно, один из компонентов эволюции, но часто упускается из виду (даже и в научном сообществе) неотъемлемая и мощная роль сотрудничества. Кооперативные взаимодействия раз за разом способны преодолевать конкуренцию и разного рода эгоцентричные тенденции соперничества, называемые Ричардом Докинзом «эгоистичными генами». Эта основанная на сотрудничестве структура жизни на Земле не только удерживает вместе биологические системы, от которых зависят люди, но она также была ответственна за основные инновационные переломные моменты в эволюционной истории, такие как возникновение клетки, формирование многоклеточных организмов, возникновение человека, сельскохозяйственные революции и саму цивилизацию.

Рассмотреть эту историю очень важно, и сегодня более важно, чем когда-либо прежде. Без знания того, насколько мы привязаны к окружающему нас миру, в то время когда мы способны воздействовать на него так, как никогда ранее, наш биологический вид будет предрасположен к краху. В отличие от других организмов на нашей планете, мы оказались способны преодолевать ограничения естественных экосистем, продолжая расти и наполнять собою мир, нуждаясь во все большем объеме ресурсов и оставляя все больше разнообразных отходов. Я написал эту книгу, чтобы изложить в ней то, что естествоиспытатели и ученые узнали о мире природы, эволюции и о нас самих за последние полвека. Я надеюсь, что понимание того, насколько мы связаны и зависим от живых организмов и сложных систем мира, позволит нам сменить наше представление об эволюции как о чистой конкуренции – представление, явившееся, как я полагаю, движителем нашего яростного и разрушительного гипертрофированного роста как биологического вида.

В этой книге я приведу примеры всеобъемлющего сотрудничества, приведшего к могуществу нашего биологического вида, и предположу, что намеренный поворот к совместным процессам и программам – единственный путь к дальнейшему выживанию нашей цивилизации. При этом я стремился перевести данные научных исследований на повседневный язык. Такой подход означает, что я могу иногда опускать проводимые учеными тонкие различия. Но я считаю, что изложение наиболее общих результатов современных исследований важно как способ обогащения всей нашей деятельности, от дебатов в сфере государственной политики до решений, касающихся образа жизни. Мы нуждаемся в совместно согласованном и общепризнанном понимании наших отношений с миром. Оно начинается со знания о происхождении нашего биологического вида и нашей цивилизации и заканчивается четким пониманием того, как мы влияем на создавший нас мир.

Благодарности

Десятилетия работы бок о бок с любознательными студентами над умиротворяюще предсказуемыми закономерностями в природе привели к написанию этой книги. Изучение простых вопросов о том, что создает закономерности на береговых линиях, преподало мне уроки естествознания, приложенные мною к человеческой культуре и цивилизации. За этот путь открытий я обязан несметному числу студентов, с которыми я работал и учился в Университете Брауна и в других местах. Их слишком много, чтобы упоминать всех по именам, но все они оказали влияние на мысли и слова этой книги.

Некоторые студенты и коллеги побуждали меня написать эту книгу, а затем вычитывали и/или комментировали сырые и практически нечитаемые ее ранние наброски. Среди этих коллег особенно важны Даррелл Уэст, Джон Бруно, Лео Бусс, Сэм Лэш, Керин Гедан, Брюс Уилер, Марк Торсон и Кью Хи, каждый был полезен по-своему.

Я в равной степени признателен за неоценимую помощь и советы, полученные мною от редакторов, рецензентов и художников, с которыми я работал. Тим ДеМей, поэт и талантливый писатель, помог мне сделать язык доступным и занимательным для широкого круга читателей. Джин Томсон Блэк, Майкл Денин и Джули Карлсон поддержали меня и помогли мне в переговорах с Издательством Йельского университета. Моя сербская дочь Анджела Брасанац и ее команда оформителей и художников, в частности Адриан Каравдич, помогли мне правильно подобрать иллюстративные материалы. Дебби Николлс помогла найти владельцев изображений и получить разрешения на их использование. Пол Эвальд вселил в меня вдохновение и уверенность, столь необходимые для завершения этого проекта, когда я в них больше всего нуждался. И анонимные рецензенты дали принципиально важную для меня оценку плюсов и минусов моих идей и рукописи. Помимо этой помощи и советов, я один несу ответственность за любые факты и ошибки в этой книге. Я, в конце концов, естествоиспытатель по профессии и историк-любитель по увлечению. Все мнения и упущения мои собственные.

Мои первые наставники Майк Тейт, Гарри Вермей и Боб Пейн вдохновили меня изучать природу, а не стоять в стороне. Мои жена и дочь, Джанетт и Сара, как всегда, искренне поддерживали меня как в хорошие, так и в плохие дни.

Я чрезвычайно благодарен всем.

Краткая естественная история цивилизации

Введение
Почему естественная история

«Кто мы?», «Откуда мы пришли?», «Куда мы идем?». Эти вопросы стоят в ряду древнейших, глубоко укоренившихся в наших социальных группах, культурах и цивилизациях. Наш интерес к этим вопросам отражает нашу эгоцентрическую точку зрения, поскольку мы, люди, ощущая мир, включаем наше окружение и других людей в осознание того, кто мы есть. Наши философские системы и науки также начинались как полностью антропоцентрические или «человекоцентричные», где мы были центром и целью Вселенной. Но за последнюю сотню лет мы поняли, что не только далеки от центра, но занимаем бесконечно малую долю пространства и времени. Столь кардинальная переориентация наших религий и философий, наших наук и сообществ, привела к радикальному пересмотру нашего понимания того, кем мы являемся в качестве биологического вида.

Этой книгой я надеюсь вдохновить подобный пересмотр нашего понимания самих себя, поделившись с читателями тем, что я знаю о естественной истории нашего биологического вида, то есть объяснить, каким образом люди тоже включены в сферу действий и реакций биологического мира. Противодействуя традиции рассматривать человеческую историю как отдельную и привилегированную сравнительно с историей мира природы, я надеюсь пролить свет на основополагающие представления о нас самих и о нашем мире, представления, способные изменить то, как мы решаем стоящие перед всеми нами насущные проблемы.

Когда я рос в штате Вашингтон, я исследовал залив Пьюджет-Саунд, побережья и прибрежные леса Орегона, собирал раковины моллюсков и панцири крабов, узнавая, где именно и когда их можно было найти. Растения и животные береговой линии встречаются на определенных уровнях и в предсказуемые периоды времени, и я был очарован этими закономерностями, сразу бросающимися в глаза и успокаивающими. Чего я тогда не понимал, так это того, что мое любопытство и влечение пришли из первородного, исконного источника. Стремление понимать, интерпретировать и следовать закономерностям нашего естественного окружения сделало нас теми, кто мы есть сегодня.

Естественная история обращает внимание на отдельные и взаимодействующие факторы, определяющие потребность в ресурсах, их распределение и воспроизводство, а также гибель индивидов, популяций и биологических видов. Это изучение взаимодействия среды обитания и ее обитателей, но также оно может касаться интуитивного понимания наших предков, обеспечившего их выживание и успешное размножение. Homo sapiens, как и наш вымерший близкий родственник Homo erectus, провели более 99 % времени своего существования на Земле в качестве охотников-собирателей. Наш миллионолетний генетический багаж опыта охотников-собирателей затмевает наш всего лишь десятитысячелетний цивилизационный опыт. Поэтому неудивительно, что в нас можно обнаружить влечение к морскому побережью, звучащее эхом одного из многих наследственных остатков знакомого нам, хотя и отдаленного прошлого. Обеспечиваемые береговыми линиями богатые запасы источников пищи и относительная безопасность от хищников означали, что они являлись важнейшими охотничьими территориями и путями передвижения. Опыт передвижения вдоль морских берегов был просто необходим для выживания человека наряду, например, с умением избегать змей или отличать съедобные грибы и безобидные морские губки от яркоокрашенных опасных. Поэтому береговая линия запечатлелась в наших душах и ДНК. Истории природы и человечества, как это и было всегда, неразрывно переплетены.

Как биологический вид мы имеем долгую, кровную связь со всей жизнью на Земле. Мы знаем, что самовоспроизводящаяся жизнь на нашей планете появилась только один раз, так как все организмы, от вирусов и бактерий до людей, устроены в соответствии с одним и тем же генетическим сводом правил и имеют один и тот же язык программирования ДНК. Наша ДНК сходна с ДНК моллюсков даже больше, чем собачья, и почти идентична ДНК приматов. Хотя мы стали одним их наиболее доминирующих видов на Земле и избегаем многих ограничений, действующих на другие виды, мы продолжаем жить внутри среды обитания и ограничены многими основополагающими правилами нашей естественной истории. Мы являемся обладающими большим мозгом сообразительными продуктами тех же экологических и эволюционных процессов, что формируют жизнь всех остальных организмов, процессов, приведших к фундаментальным параллелям в пространственной и социальной структуре человеческой цивилизации и сообществ животных и растений. Хотя мы забыли эту родословную и общую генеалогию, изучение истории человечества как естественной истории способно напомнить нам о нашем прошлом и предсказать наше будущее.

Этот подход ни в коем случае не нов. Он лежит в основе авторитетных работ Чарльза Дарвина, Карла Маркса, Эдварда О. Уилсона и других авторов. Но за последние несколько десятилетий наше понимание человеческой и естественной истории ускорилось такими сумасшедшими темпами, что для широкой читательской аудитории необходимы новые анализы и обобщения. Поскольку затрагиваемые нами темы подробнее анализируются в специальных статьях и монографиях (цитируемых по мере их рассмотрения), я фокусируюсь не на отдельных деталях, но преимущественно на обобщении наиболее важных новых данных, имеющихся в разрозненном виде в научной литературе.

Включение естествознания в процесс нашего самопознания является критически важной и нелегкой задачей. Вопреки жизненно важной роли естественной истории в выживании наших предков и значении тонкой настройки наших отношений со средой обитания, осуществлявшейся в течение миллионов лет проб и ошибок, в настоящее время значение естественной истории часто умаляется, как устаревший метод наблюдения за растениями и животными. В разительном контрасте со своим величественным началом в Древней Греции, где естествознание было первейшей наукой, имевшей целью понимание всего на свете, от звезд на небе до деревьев в лесу, сегодня его часто откладывают в сторону в пользу больших наборов данных, получаемых из вторых или третьих рук, и обобщенных данных. Но естественная история не демократична, не зависит от книжных данных, и границы науки все еще раздвигаются с помощью смелых, творческих и уникальных наблюдений. Геолог XIX века Луи Агассис прославился своим предположением относительно того (основываясь на десятилетиях наблюдений в Швейцарских Альпах), что геологические формации являются продуктом происходящих в природе процессов, а не творением высшего существа, и мудро учил своих учеников изучать природу, а не книги. Эта простая мантра высечена в граните над входом в Морскую биологическую лабораторию в Вудс-Хоул, одном из мест рождения американской науки.

Моя собственная работа как ученого, изучающего береговые линии, опиралась на философию Агассиса. Это, в числе прочего, привело меня к убеждению, что вся жизнь на Земле, включая саму нашу цивилизацию, развивалась и управляется одними и теми же физическими и биологическими процессами, разворачивающимися в ходе эволюции: симбиогенезом и иерархической самоорганизацией. Многие из идей, связанных с этими процессами, относительно новы либо недавно были уточнены и оценены по достоинству. Все они отражают возрастающий интерес к компонентам сотрудничества в ходе совместной жизни. Одна из целей настоящей книги – изложить историю этих идей как неотъемлемых составляющих обновленной естественной истории цивилизации, вобравшей в себя то, что мы узнали благодаря большому числу научных открытий XX столетия.

Указанные выше процессы наиболее заметны в динамических отношениях элементов и участников отдельно взятого сообщества. Подобно взаимоотношениям, сложившимся между охотниками-собирателями или растениями и животными береговой линии, все сообщества – от коралловых рифов до городов – связаны своими положительными и отрицательными взаимодействиями, то есть экосистемой развивавшихся с течением времени кооперативных и конкурентных сил. Атомы, притягивающие и отталкивающие друг друга на молекулярном уровне, входят в биологические ритмы конкуренции и взаимодействия клеток и микроорганизмов, формирующих многоклеточные организмы. Растения и животные также конкурируют и сотрудничают при формировании сообществ лесов и прибрежных соленых болот. От атомов до экосистем структура и организация обусловлены конфликтами, совместимостью, взаимодействием и равновесием.

Естественную историю не всегда рассматривали подобным образом. Еще менее полувека назад главенствующей силой, формирующей естественный отбор и экосистемы, считалась конкуренция видов за ограниченные ресурсы. «Выживание наиболее приспособленных» Герберта Спенсера и «окровавленные зубы и когти природы» Альфреда Теннисона все еще правили бал, сращиваясь с перспективой «холодной войны», оставлявшей немного места для сотрудничества и групповых выгод. Положительные отношения сотрудничества между людьми, биологическими видами и популяциями оставались недооцененными. Партнерство, симбиотические отношения и мутуализм в природе – явления, в которых выигрывают все участники – считались интересными побочными сюжетами или исключениями из правила, но не организующими принципами. Такая точка зрения бросает длинную тень на историю человечества, также интерпретируемую преимущественно как повествование о конкуренции и конфликтах. Постижение того, что многоклеточные организмы возникли благодаря кооперации органелл наших клеток с микроорганизмами, изменило ход этого повествования. Вскоре мы оказались в состоянии замечать подобные эффекты взаимообусловленности и сотрудничества повсюду, вплоть до того момента, когда мутуализм и положительная обратная связь не стали восприниматься как важные элементы «строительных лесов» жизни и цивилизации на Земле. Это ключевые понятия. Для ясности: мутуализмы — это взаимные положительные взаимодействия между неродственными видами, приносящие пользу обоим видам, и в силу этого эволюционно закрепляемые естественным отбором и экологическими положительными обратными связями. Более техническое понятие симбиогенеза относится к основополагающей конструктивной роли, которую симбиотические кооперативные взаимодействия сыграли в преодолении препятствий на пути становления жизни на Земле.

Получив подсказку относительно значимости сотрудничества и рекурсивных отношений между биологическими видами, ученые стали обнаруживать и документировать жизненно важную роль сотрудничества вновь и вновь. Отец американской экологии Джордж Эвелин Хатчинсон метафорически представлял связь между естественной историей и естественным отбором фразой «экологический театр и эволюционная пьеса», ставшей названием его монографии 1965 г. [1]. То есть сюжет и разворачивание пьесы или драмы зависят от состава театра, и, в свою очередь, сама пьеса может влиять на свою постановку. Совсем недавно британский биолог Ричард Докинз привел эволюцию к ее наименьшему общему знаменателю, представив в качестве субстрата для операций естественного отбора отдельных особей, выступающих как машины выживания для «эгоистичных генов». Эти эгоистичные гены являются для Докинза подлинными актерами эволюции, а все остальное – это просто их носители, ресурсы или препятствия для их действий. Но сотрудничество и групповые выгоды, тем не менее, согласуются с таким геноцентрическим взглядом на жизнь.

Помимо этого, эволюционная пьеса Дарвина изначально представляла естественный отбор как медленный, долгий процесс, что, безусловно, верно. Но в последнее время было показано, что естественный отбор способен также и к быстрым изменениям, таким, как формирование заметных морфологических и иных адаптивных признаков, отвечающих новым или флуктуирующим задачам. Эти явления очевидны в нашей повседневной жизни – например, развитие устойчивости патогенов к антибиотикам, развивающейся после их недолгого применения, что вынуждает нас, в свою очередь, пересматривать нашу антимикробную тактику. Но эта ускоренная версия эволюции не ограничена лишь быстро размножающимися микробами. Одна из первых демонстраций быстрого естественного отбора в дикой природе была проведена в Университете Брауна в 1898 г., недалеко от того места, где сейчас находится мой офис [2]. Хермон Кэри Бампус, молодой профессор Университета Брауна, заинтересовавшийся активно развивавшейся в то время математической статистикой, обнаружил в анатомической лаборатории Университета 136 беспомощных домашних воробьев, пойманных в ледяной шторм на холме Колледж-Хилл. Он забрал их и попытался восстановить их здоровье в своей лаборатории, но добился лишь частичного успеха, многие воробьи погибли. Когда Бампус измерил морфологические признаки выживших и погибших воробьев, он обнаружил одно из первых проявлений естественного отбора в этой области: проще говоря, выжившие воробьи были крупнее и сильнее погибших. Столетие спустя подобные случаи быстрого эволюционного развития оказались на переднем крае эволюционной биологии. Десятилетия кропотливых и упорных исследований зябликов Дарвина (известных также как галапагосские зяблики) биологами Принстонского университета Питером и Розмари Грант показали, что типы клювов этих птиц, от мощных, приспособленных к расклевыванию орехов, до тонких насекомоядного типа, наряду с пищевыми предпочтениями, могут быстро изменяться, адаптируясь к переменам в состоянии пищевых ресурсов [3]. Эволюция это не всегда медленный процесс, как мы полагали. Даже медленно размножающиеся позвоночные могут с высокой скоростью реагировать на быстрые изменения среды обитания, если имеют достаточный запас генетической изменчивости.

Изменения нашего понимании эволюции включали тенденцию 1960-х и 1970-х гг., характеризующуюся некритичными эволюционными интерпретациями развития группового поведения и индивидуальных поведенческих признаков. Прежде всех стоит отметить британского биолога Веро Винн-Эдвардса, известного своей поддержкой группового отбора на уровне вида. Он утверждал, что признаки эволюционируют на благо вида в целом, но эта идея не была подтверждена какими-либо данным или теорией [4]. Однако за последние пару десятилетий биологи-эволюционисты обнаружили, что объясняющая сила естественного отбора и эволюции может выходить за рамки моделей простого выживания наиболее приспособленных особей, ограниченных в пределах популяции одного биологического вида. Эту новую модель эволюции лучше рассматривать как модель, охватывающую интерактивные, кооперативные сети организмов, а не состоящую исключительно из эгоистичных и независимых организмов – как выживание наиболее приспособленных групп, а не просто выживание наиболее приспособленных индивидов [5]. Таким образом, модели симбиогенеза описывают, как виды развиваются вместе с другими видами и, соответственно, действуют на более высоких уровнях организации. Это меняет наш взгляд на естественный отбор, так как групповое поведение в локальном, региональном и даже глобальном масштабах может подвергаться отбору в случае, если повышает генетический успех. Эёрс Шатмэри и Джон Мейнард Смит утверждали, что даже основные переходы в эволюции жизни на Земле – от клеток к растениям, животным и вплоть до социальной организации – все они были вызваны не конкуренцией между машинами эгоистичных генов, а скорее сотрудничеством. Одна из целей этой книги заключается в том, чтобы упрочить эти интерпретации в предположении о том, что сотрудничество между группами может даже побить козыри конкуренции, одной из движущих сил эволюции.

В эволюционной теории имеется два способа оценки группового отбора: традиционный неоспоримый и обновленный более радикальный. В первом случае групповой отбор осуществляется тогда, когда индивид получает больше преимуществ, живя в группе или в сообществе, а не в одиночку. Другими словами, работающая на индивидуальном уровне эволюция ведет к жизни в группе. Это с готовностью принимается в мире, и мы можем видеть это, например, в случае брюхоногих моллюсков и морских желудей, обитающих под покровом водорослей. Второй же способ признает случаи, когда единицей естественного отбора становится группа, а не отдельный индивид. Такие группы часто связаны общим генетическим родством или родственным отбором, например пчелиные семьи и колонии сусликов. Этот второй вид группового отбора расширяет эволюционные возможности сотрудничества в экосистеме. Континуум между индивидуальным отбором и групповым отбором это то, что мы хотели бы понять в нашей истории эволюции, особенно потому, что групповой отбор мощнее объясняет компоненты эволюции человеческой культуры, в частности кооперативные технологии, такие как речь и торговля, в противовес конкурентным силам. Групповые блага могут дать наибольший выигрыш для отдельных людей и стать движущей силой человеческой истории и самой цивилизации. Расширенная естественная история это то, что описывает переход от ядросодержащих клеток и многоклеточных организмов к совместной охоте, торговле, социальной организации, революциям в цивилизации и экстремальному росту населения. Это история возрастающего сотрудничества, сделавшего нас такими, какие мы есть сегодня. Если мы позволим ей восторжествовать и помогать нам в принятии решений, это сможет изменить наше будущее.

Таким образом, жизнь на нашей планете требует и позитивных, и негативных взаимодействий биологических видов, коэволюции и симбиоза или мутуализма с органическим окружением. Вместо того, чтобы быть интересными побочными сюжетами, эти процессы, в совокупности называемые здесь симбиогенезом, создают, строят и поддерживают сцену для экологических взаимодействий в эволюционном театре, формирующем нашу историю. Симбиогенез генерирует закономерности в природе, начиная от взаимоотношений между ядрами, митохондриями и пластидами, контролирующими и снабжающими энергией клетки растений и животных, и поддерживающих движение энергии в экосистемах, до процессов производства кислорода, протекавших в течение сотен миллионов лет и сделавших нашу планету пригодной для жизни. Наши продукты питания и лекарства также получены почти исключительно методом проб и ошибок в ходе коэволюционных отношений с растениями и животными. Даже духовность и религия у людей могут корениться в наших симбиотических отношениях с растениями и грибами в наших экосистемах.

Наряду с симбиогенезом другой очень простой идеей о принципе структурирования всей жизни на нашей планете является представление об иерархической организации, описываемой как обязательный, последовательный порядок развития повторяющихся, предсказуемых закономерностей. Так, например, при счете до пяти один идет раньше двух, а пять – после четырех. Аналогично при строительстве дома фундамент закладывается перед строительством первого этажа, который, в свою очередь, строится прежде крыши. Строительство с крыши не начинается. Это примеры простой иерархической организации. Организмы являются неслучайными ассоциациями как продукты самоорганизации и иерархической сборки. Поэтому сообщества растений и животных на скалистых берегах, коралловые рифы, мангровые леса и градиенты лесов это не случайно образовавшиеся наборы, а скорее четко организованные (и из-за их организации кооперативные) системы, легко узнаваемые как натуралистами, так и их предками, охотниками-собирателями.

Даже такие сообщества, как тропические леса или группы насекомых, организованные, как представляется, не иерархически (или нейтрально) либо составившиеся случайным образом, демонстрируют высокий уровень самоорганизации, если рассматривать их в соответствующем пространственном или временном масштабе или перспективе. К примеру, песчаная дюна на береговой линии с низкой волновой энергией имеет заметную сегрегацию видов, тогда как песчаные дюны на береговой линии с высокой волновой энергией внешне не имеют пространственной организации – пока их не рассмотреть с самолета. Точно так же деревья в тропических лесах представляются распределенными случайным образом – до тех пор, пока они не будут рассмотрены с учетом географической широты или биогеографически. В таких широтных масштабах растения и животные и их сообщества могут иметь очень предсказуемые закономерности пространственной организации, как в экологическом, так и в эволюционном плане [6]. Простая, элегантная самоорганизация, управляемая правилами притяжения, отталкивания, совместимости и несовместимости, является основным законом и общим знаменателем в физике. Следовательно, это важно и для физических и биологических процессов, генерирующих повторяющиеся закономерности в природе.

Вместе с тем фундаментальные эволюционные процессы симбиогенеза и иерархической организации предполагают, что при их рассматрении в масштабе больших, протяженных отрезков времени и пространства естественная история человека и эволюционная траектория разумной жизни относительно детерминированы. И все же «относительно» означает, что случайность играет столь же большую, сколь и влиятельную роль в эволюции. Стивен Дж. Гулд однажды предположил, что, если бы был возможен перезапуск игры жизни, то каждый раз она давала бы разные результаты. Сложные и элегантные признаки и закономерности, генерируемые естественным отбором, достигаются только случайными мутациями, возникающими в ответ на воздействие физического и биологического окружения. Более того, телеологическому или ориентированному на достижение цели мышлению нет места в эволюционной мысли. Эволюция не имеет предвидения или расчета на дальнюю перспективу, она всегда играет на успех отдельных поколений, действуя в каждом поколении на существующие генетические вариации; она не может заглянуть в будущее, чтобы предвидеть грядущие потребности или проблемы. Поэтому, когда мы видим великолепные продукты естественного отбора, мы должны противиться искушению назначения причин или целей их развития. Ни один из признаков, каким бы сложным или изящным он ни был, не является продуктом плана, но является результатом близоруких, маленьких шажков из поколения в поколение.

И все же случайность на всех уровнях организации – от физики и химии до генетики, биоразнообразия и органического сообщества – заменяется иерархической самоорганизацией, процессом, создающим, в свою очередь, иллюзию намерения и замысла [7]. Если бы природа не была связана объединяющими правилами и ограничениями, то не существовало бы таких характерных и повторяющихся закономерностей в жизни и цивилизации. Тот же самый детерминизм, предсказуемо приводящий к сходным моделям сегрегации видов на морском побережье по всему миру, ведет и к формированию цветка орхидеи в виде крылатого насекомого, привлекающего будущих опылителей, он же формирует и людей относительно их среды обитания и источников пищи. Такова размытая грань между экологическим театром и эволюционной пьесой. У людей развивались зубы и пищеварительные ферменты для пережевывания и переваривания растений, а растения реагировали оборонительно, развивая как затрудняющую поедание и переваривание плотную целлюлозную древесину, так и побочные продукты метаболизма, отравляющие потребителей растений или ухудшающие их когнитивные способности и неврологическое восприятие. Этот процесс начался еще задолго до того, как мы стали людьми. К примеру, недавно были обнаружены окаменелые останки группы неандертальцев с абсцедирующими зубами и химическими остатками на них, указывающими на потребление этими неандертальцами природного растительного аспирина. Еще до того, как сформировался Homo sapiens, его предки-гоминиды научились методом проб и ошибок заниматься самолечением с помощью лесных растений и грибов. Если бы игра жизни началась вновь, ее детали каждый раз были бы различны, но основные темы, структура и сюжет были бы одинаковыми и легко узнаваемыми, будучи ограниченными основными законами физики, химии, эволюции и правилами иерархической самоорганизации.

В этой книге рассматриваются три основные взаимосвязанные темы. Во-первых, самая старая битва на Земле между конкуренцией и сотрудничеством. Сотрудничество стимулирует инновации, от формирования культурных групп до промышленных и информационных революций. Более того, сотрудничество является единственным выходом из нынешнего глобального экологического кризиса. Историки, экологи и эволюционные биологи традиционно сосредотачивались на отрицательных конкурентных и хищнических взаимодействиях, обычно упуская из виду ту важную роль, которую в эволюции человека и развитии цивилизации сыграло сотрудничество.

Во-вторых, коэволюция организмов, например травоядных и хищников в их эволюционной гонке вооружений, является распространенной силой, прямо и косвенно регулирующей и контекстуализирующей всю жизнь на Земле, включая человечество. Граница между прямыми и косвенными взаимодействиями размыта, но упрощенно, прямые коэволюционные взаимодействия – это отношения между нами и обитающими вместе с нами организмами, в то время как косвенные взаимодействия – это то, как на нас влияют коэволюционные взаимодействия между другими организмами. Например, наши сложные мутуалистические взаимоотношения с микроорганизмами поддерживают нас здоровыми и живыми, в то время как наши взаимоотношения с растениями и животными приводили к их одомашниванию, сельскохозяйственным революциям и нашей утренней прогулкой со своей собакой. Между тем продукты химической защиты эволюционной гонки вооружений между растениями и их потребителями косвенно дали нам фармацевтические препараты и духовность.

В-третьих, самоорганизация и иерархический контроль дополняют симбиогенез и коэволюцию, придавая больше детерминизма экологическим и эволюционным процессам, моделям и системам. Этот пространственный и временной детерминизм предоставил дорожную карту или шаблон естественной истории для эволюции людей и возникновения цивилизации.

Результат этих эволюционных процессов не ограничивается цивилизацией, которую мы можем оперативно определить как организацию людей, ведущую ко все более развитым культуре, науке, промышленности и управлению. Мы можем также определить цивилизацию проще, как противоположность варварству, анархии или хаосу – терминам, определяющим отсутствие общественной организации. Если люди, как и всякая другая жизнь на Земле, являются продуктом естественной самоорганизации, отбора эгоистичных генов и сотрудничества, то и саму цивилизацию можно рассматривать сквозь призму естественной истории.

Выводя развитие цивилизации от предшествовавших ей расширенных семейных групп охотников-собирателей к крупномасштабной организации человеческих усилий, ставших возможными благодаря сельскохозяйственным и технологическим революциям, мы обнаружим, что ныне наш биологический вид перекрывает значительную часть природного контроля – во многих областях теперь мы контролируем природу, а не наоборот. Таким образом, органическая связь между естественной и человеческой историей привела не только к эволюции цивилизации, но и к деградации создавших нас природных систем. В определенной мере недавнее глобальное распространение эпохи антропоцена, геологической эры воздействий человечества на планетарные закономерности, перевернуло условия естественной истории, и люди стали самым влиятельным внутренним агентом нарушений, которые когда-либо видела Земля. Как когда-то природа определяла развитие человечества, так люди сейчас определяют будущность природы и жизни на нашей планете.

Часть I
Жизнь: откуда мы пришли

Космос внутри нас. Мы созданы из звездной материи. Мы – способ Вселенной познать саму себя.

Карл Саган

Глава 1
Кооперативная жизнь

То, как мы определяем человечество, оказывает глубокое и долговременное влияние на то, как мы определяем жизнь, цивилизацию, мир, Вселенную и саму науку. Например, если человечество определяется как особо привилегированный вид, то продолжительность жизни человека становится мерой, по которой определяется возраст даже Вселенной, а человеческое тело делается эталоном ее размера. Такой стандарт привел к возникновению разнообразных путаных человеческих идей: Земля, созданная за шесть дней; Земля, Вселенная и все в ней, существующее всего 6000 лет; Земля, как плоский диск в центре Вселенной, простирающийся лишь до пределов нашего взгляда; и человеческая цивилизация как вершина особого творческого, волевого гения, не похожего ни на что-либо сущее.

Естественная история свергает человечество с этого привилегированного трона над всей жизнью и материей. Что происходит с нашим пониманием Вселенной и жизни, если человечество это не избранный вид или золотая середина между ангелами и животными, а скорее обладающий большим мозгом продукт физических и биологических процессов, протекающих миллиарды лет? Что значит сказать, что люди, в буквальном смысле слова, просто сосуды, построенные из и содержащие множество сотрудничающих и конкурирующих между собой микроорганизмов? Что такое естественная история цивилизации, если цивилизация просто результат процесса, посредством которого человеческое общество достигает продвинутой стадии социального развития и организации, свойств, общих для всех биологических видов на нашей планете?

Чтобы ответить на эти вопросы, сначала нужно рассказать другую историю – историю нашего возникновения, объясняющую также и то, как возникли наши домашние питомцы и живущие на них насекомые, и деревья вокруг нас, и бактерии повсюду кругом, и даже химические вещества, составляющие асфальт, по которому мы ездим. История жизни на Земле – это всего лишь одна глава из истории, начавшейся миллиарды лет назад и которая будет продолжаться и после нас, поскольку это история процессов самоорганизации, лежащих в основе бытия, физики и химии, описывающих все сущее.

Это грандиозные и тревожащие некоторых из нас суждения. Потребуется время, чтобы они повлияли на нашу философию. Однако перед этим мы проследим историю с самого начала, чтобы увидеть, как развитие Вселенной привело к развитию жизни, человечества и даже цивилизации.

Начало Вселенной

Четырнадцать миллиардов лет назад наша Вселенная возникла в результате космического события невообразимого масштаба. Это событие породило атомы, которые самоорганизуются с тех пор посредством физических и биологических процессов, образуя галактики и высших приматов, планеты и растения, звезды в космосе и морские звезды. Мы тоже являемся продуктами этого непрерывного, постоянно развивающегося процесса.

Вплоть до XVIII столетия богословы на основании генеалогии Ветхого Завета считали, что Сотворение мира произошло приблизительно 6000 лет назад. Затем такие передовые мыслители, как Джеймс Хаттон, Чарльз Лайель и лорд Кельвин, начали изучать скалы, опираясь преимущественно на заключения геологии, а не на Библию. Отец современной геологии и концепции глубокого геологического времени Хаттон проанализировал шотландские скальные образования и оценил возраст Земли в миллионы лет. Из своих наблюдений Хаттон также вывел теорию униформизма, согласно которой процессы, формирующие облик Земли сегодня, формировали Землю и в прошлом. Затем Лайель популяризировал взгляды Хаттона в своей фундаментальной монографии «Основные начала геологии», где он оценил возраст Земли в пределах от 300 до 400 миллионов лет, а лорд Кельвин, анализируя скорость охлаждения расплавленной горной породы, принял возраст Земли в диапазоне от 20 до 40 миллионов лет. Радиоактивное датирование Артура Холмса 1913 г. вновь спутало карты. Изучая естественные радиоактивные изотопы и скорости их распада, Холмс и другие исследователи сумели использовать радиоактивный распад вещества как молекулярные часы. Радиоактивный распад по сей день остается самым точным и адекватным инструментом для расчета глубокого геологического времени. С помощью этой методики Холмс подсчитал, что Земле 1,6 миллиарда лет, и по мере улучшения методов наблюдения и анализа эта цифра увеличивалась. В настоящее время научное сообщество сходится в том, что Земле около 4,5 миллиарда лет, а возраст самой Вселенной, оцениваемый по возрасту попадающих на Землю внеземных пород и на основе анализа расстояний от Земли до различных галактик и скоростей их движения, составляет 14 миллиардов лет [8].

По мере изменения наших оценок возраста Вселенной менялись и наши теории относительно ее происхождения. В 1927 г. бельгийский священник и профессор физики Жорж Леметр опубликовал статью, где утверждал, что Вселенная является результатом первоначального взрыва, после которого она продолжает расширяться. Эта теория, первоначально названная Леметром «космическим яйцом», не привлекла внимания, пока не была переиздана на английском языке в 1931 г. – через два года после того, как как американский астроном Эдвин Хаббл опубликовал аналогичную статью, где обсуждалось расширение Вселенной. Хотя название этой теории как «Большой взрыв» появилось позже, первенство относительно этой идеи отдают Хабблу, несмотря на опубликованную раньше работу Леметра [9].

То, что Вселенная и все сущее в ней началось в чрезвычайно плотной точке, от которой она продолжает расширяться, может быть дополнительно подтверждено общей теорией относительности Эйнштейна 1915 г., хотя эта теория не может объяснить действительную физику Большого взрыва. В новых теориях, где осуществляются попытки скорректировать уравнения Эйнштейна и решить эту проблему, предполагается, что Вселенная может быть бесконечной, без начала и конца, но эти чрезвычайно интересные исследования менее важны для наших целей, чем организующие механизмы, приведенные в движение Большим взрывом [10].

Астрофизики считают, что после Большого взрыва Вселенная была заполнена простейшими атомами и субатомными частицами. Эти частицы и простые атомы гелия и водорода сталкивались и со временем соединялись и сливались во все более сложные элементы, такие как углерод и кислород. Те, в свою очередь, взаимно притягивались и отталкивались в силу своих атомных зарядов с образованием молекул, таких как вода. Подобные трансформации происходили в течение сотен миллионов и даже миллиардов лет.

Наша планета сформировалась в содержащей миллиарды звезд галактике, когда одна из звезд закончила свою жизнь в результате мощного взрыва, послав ударные волны в межзвездное пространство. Ударные волны воздействовали на пылевое облако, уплотнив его, что ускорило его гравитационный коллапс. Первоначальное облако было асимметричным, поэтому пыль стала вращаться. Это вращение заставило пылевое облако сжаться в диск. В его центре гравитационный коллапс образовал протозвезду, где по достижении достаточной массы запустились термоядерные реакции, сделавшие звезду сияющей. Остающиеся во вращающемся диске частицы сталкивались, образуя камешки, превращавшиеся в камни, которые затем сливались, образуя планетозимали. Самые крупные из них вобрали оставшиеся газ и пыль и превратились в планеты, гравитационно взаимодействовавшие друг с другом и новой звездой, смещая свои орбиты, пока в конечном итоге не была достигнута квазистабильная конфигурация. Таково было происхождение Земли и Солнца. Позже я поставлю необходимый вопрос: Разумно ли предполагать, что жизнь явилась единичным событием, ввиду огромного числа звездных систем и планет, созданных теми же механическими процессами?

Компоненты жизни

После того, как Земля стабилизировалась в форме планеты, началось ее охлаждение, по мере которого сформировалась каменная кора и сконденсировались водяные пары, выделяющиеся при извержении вулканов и при ударах метеоритов. Вулканическая активность также производила газы с основными ингредиентами жизни – углеродом, водородом, кислородом и азотом – наряду с токсичными газами, такими как аммиак и метан. Ранняя земная атмосфера состояла полностью из этих газов без свободного кислорода. В этом «первичном бульоне» органические молекулы вовлекались в те же процессы, что и после Большого взрыва: столкновение, концентрация и самоорганизация с образованием более сложных молекул.

Земля теперь была полна разнообразных элементов, необходимых для жизни, но что бы могло инициировать скачок от органических и неживых комбинаций в живые сообщества? До середины XIX века этот сдвиг объясняли самопроизвольным зарождением: жизнь порождалась независимо. Люди указывали на классический случай личинок и плесени, появляющихся, как кажется, самопроизвольно в гниющем хлебе. Демонстрация Луи Пастером предотвращения такого «самозарождения» просто кипящей водой пролила свет на существование микроорганизмов и микромира. Было положено начало изучению «абиогенеза» – процесса превращения неживой материи в живую. Абиогенез являлся областью активных исследований более полувека и породил две основные школы научной мысли. Первая поддерживает гипотезу панспермии: жизнь, определяемая как самовоспроизводящиеся сложные молекулы, прибыла на Землю из космоса с астероидами или кометами. По убеждению сторонников второй, микроскопическая жизнь впервые возникла на Земле на основе собственных изначальных физических и химических условий.

Хотя гипотеза панспермии имеет своих сторонников, трудно представить, как изначальная жизнь смогла проникнуть в агрессивную атмосферу и перенести экстремальные физические условия ранней Земли [11]. Более того, если бы панспермия случалась более одного раза, то в генетической сигнатуре жизни на Земле присутствовали бы множественные генетические предки. Вместо этого данные секвенирования ДНК показывают, что вся жизнь на Земле имеет общего генетического предка, то есть мы все следуем одной и той же генетической инструкции. И, наконец, разочаровывает, что теория панспермии просто отодвигает в сторону цель в вопросе о том, как возникли самовоспроизводящиеся сложные молекулы. Доказательства гипотезы о внеземном происхождении жизни в значительной мере теоретические, не имеющие эмпирической или экспериментальной поддержки.

И напротив, вторая гипотеза о зарождении жизни на Земле благодаря химической самоорганизации получает все более сильную экспериментальную поддержку. В 1950-х гг. Стэнли Миллер, еще будучи аспирантом, стремился воспроизвести условия ранней Земли в лаборатории (Рисунок 1.1). Работая под началом своего научного руководителя, лауреата Нобелевской премии Гарольда Юри, Миллер собрал стеклянную установку, содержавшую воду, аммиак, метан и водород – смесь, считавшуюся в то время приближенной к ранней земной атмосфере. Жидкость нагревалась пламенем для имитации условий вулканически активной планеты, а электрические разряды моделировали молнии. Через несколько дней вода стала темно-красной: Миллер создал бульон, названный «первичным бульоном», из аминокислот, необходимых для зарождения жизни. За последние два десятилетия проводились разные другие эксперименты, моделирующие ранние земные условия, особенно подобные тем, что существуют в окружении глубоководных гидротермальных источников.

Рисунок 1.1. Стэнли Миллер, отец химической гипотезы происхождения жизни. Простые эксперименты Миллера показали, что ключевые органические соединения могут быть синтезированы из неорганических веществ путем простой химической самоорганизации.(Документы Стэнли Миллера, Специальные коллекции архивы Университета Калифорнии в Сан-Диего).

По мере остывания Земли ее облик стал намного больше походить на сегодняшний, с твердой корой и мантией вокруг горячего, жидкого, термоядерного ядра. Сходное по температуре с Солнцем, это ядро остается горячим вследствие радиоактивного распада, подобно массивному термоядерному реактору. Взаимодействия между этим ядром и более холодной поверхностью коры и водой приводят в движение континентальные плиты. Когда они сталкиваются, могут образовываться горные хребты, а когда расходятся, компоненты мантии и ядра могут попадать на поверхность Земли. Эти воздействия и перемещения мантийного материала на поверхность могут приводить к появлению наземных образований, подобных Гавайским островам, или гидротермальных источников, наподобие используемых для получения энергии в Исландии, где сталкиваются Европейская и Североамериканская литосферные плиты.

Гидротермальные источники привлекают внимание ученых с момента их открытия в 1949 г., и им обязаны некоторые из наиболее важных научных открытий прошлого века. Если все другие экосистемы на Земле питаются солнечной энергией, экосистемы, развившиеся в гидротермальных источниках и вокруг них, питаются тепловой и химической энергией, выделяющейся в ходе ядерных реакций в ядре Земли – являющихся, в свою очередь, остатками породившего Вселенную Большого взрыва. В гидротермальных источниках при высоких давлениях и температурах могут образовываться более сложные органические соединения, такие, как сахара и аминокислоты [12]. Существующие в настоящее время сообщества уникальных организмов, зависимых от гидротермальных источников и обитающих вблизи них, базируются на хемосинтезирующих, а не на фотосинтезирующих бактериях. Бактерии в экосистемах гидротермальных источников превращают газообразные водород, диоксид углерода или метан в органическое вещество, используя их же в качестве источника энергии. Такие «аноксигенные» или бескислородные условия поразительно похожи на условия ранней Земли. Так что как гидротермальные источники, так и эксперименты, подобные миллеровской склянке, могут временами выступать в роли «телескопов времени» для изучения происхождения жизни.

Используя данные этих телескопов, мы можем предположить, что жизнь началась в химически богатой, высокотемпературной, бескислородной среде, подобной имеющейся в гидротермальных источниках, где обычно образуются сложные молекулы. Вероятно даже, что эти гидротермальные источники и были тем местом, где посредством самоорганизации впервые возникла жизнь. Но на сегодняшний день сложные молекулы – это все, что ученые смогли синтезировать в лабораторных условиях – им так и не удается воссоздать с нуля самовоспроизводящиеся органические молекулы, знаменующие первый момент жизни и являющиеся краеугольным камнем эволюции.

Но как же организовались сложные молекулы, чтобы из них сформировались самовоспроизводящиеся протоорганизмы, сырье для естественного отбора? Или, проще говоря, когда молекулы самоорганизовались, чтобы инициировать жизнь? Помимо всего прочего, определяющим маркером «жизни» является способность самовоспроизводиться и размножаться. Были предложены две теории. Согласно первой, самореплицирующиеся молекулы или нуклеиновые кислоты формировались из тех же аминокислот, образовывавшихся в естественных условиях, сходных с созданными в экспериментах Миллера и Юри и подобных им, и что эти молекулы затем подвергались естественному отбору. Но в рамках этой гипотезы требуется, чтобы сложные самовоспроизводящиеся молекулы, такие как РНК (контролирующая развитие и метаболизм), сформировались прежде, чем будет задействован организующий и контролирующий жизнь метаболизм или источник подпитки ее энергией.

Во второй теории сценарий переворачивается. Предполагается, что первоначально самоорганизуется энергетический метаболизм, а затем запускается производство самореплицирующихся молекул. Таким образом, самореплицирующиеся молекулы эволюционировали для управления этой энергией и сделали метаболизм подверженным естественному отбору, в то время как энергией они подпитывались за счет тепла гидротермальных источников. Идея «сначала метаболизм», элегантно изложенная Ником Лейном из Университетского колледжа Лондона в книге «Лестница жизни» [13], в настоящее время является предпочтительной гипотезой [14].

Но выяснение предположительного ответа о происхождении жизни не решает загадку ее удивительного разнообразия. Каким образом общее генетическое происхождение столь различающихся видов, как морские ежи, кондоры и люди, привело к такому разнообразию? Как различие произошло от сходства?

Конкуренция… и сотрудничество

Впервые сформулированный Чарльзом Дарвином принцип естественного отбора является основой эволюционного процесса, посредством которого любая наследуемая характеристика индивида, позволяющая ему производить более успешное потомство, будет распространена на его потомков и, в конечном счете, на всех особей вида. Традиционно естественный отбор связывают с понятием конкуренции, поскольку конкуренция – это та арена, где наследственные характеристики испытываются и проверяются, достойны ли они дальнейшей передачи или отсеивания. По сути, если угодно, теория эволюции – это свободный рынок.

Эта традиционная концепция привлекательна своей объяснительной силой и простотой. Например, следуя нашей ранней истории жизни, первоначальные самореплицирующиеся протоорганизмы размножались в больших популяциях, создававших в конечном итоге нагрузку на химические ресурсы в своих экосистемах, своих местах обитания. По мере сокращения ресурсов самовоспроизведение могло продолжаться только в том случае, если некоторые представители этого вида адаптировались, получая преимущество против своих конкурентов. Изменения среды обитания могут приводить к формированию разных видов, основным катализатором здесь служит конкуренция.

Теперь мы знаем, что эта модель неполна и недостаточна. Безусловно, конкуренция является важной движущей силой для дифференциации и эволюции биологических видов, но она не единственный фактор. За последние полвека ученые разрабатывали все более подробные теории, подкрепляемые все более убедительными доказательствами исключительно важной роли сотрудничества в эволюции жизни. Как мы увидим снова и снова, сотрудничество присутствовало во всех критических точках истории жизни на нашей планете, оно также часто являлось ответом на конкурентное противостояние, подталкивалось им. И действительно, имеется много примеров сотрудничества, перевешивающего преимущества конкуренции в этих основных поворотных моментах – в самом происхождении эукариотических клеток и многоклеточной организации; эволюции группового поведения в косяках рыб, стадах пасущихся млекопитающих или колониях мидий, направленного на борьбу с хищниками и преодоление конкурентов. Это древние обязательные ассоциации микроорганизмов с растениями и животными (включая человека), а также сотрудничество людей для получения групповых выгод, максимизирующих воспроизводство и рост населения. Эти взаимные механизмы создали мир таким, каким мы его знаем.

Продолжая изучение этого столь необходимого пересмотра теории эволюции Дарвина, мы не можем не познакомиться с иконоборческим мыслителем Линн Маргулис, одним из самых креативных и противоречивых микробиологов XX века [15]. В 1970 г. Маргулис предоставила убедительные доказательства симбиотического происхождения клеток растений и животных («эукариотических» клеток, содержащих органеллы) от описанных ранее древних бактерий. Эта общая идея существовала уже почти столетие, но не была подтверждена данными. Маргулис предположила, что клетки одноклеточных организмов и клетки многоклеточных растений и животных являются эволюционным продуктом симбиотической, взаимной ассоциации между древними циано- и аэробными бактериями. Сначала она отметила, что все эукариотические клетки имеют митохондрии (органеллы, ответственные за преобразование энергетических веществ во внутриклеточную энергию), и что митохондрии регулируются не спиральной ДНК, воспроизводящей и регулирующей саму клетку, а скорее кольцевой ДНК, напоминающей ДНК бактерий. Исходя из этого она предположила, что эукариотические клетки являются продуктом двух разных предков, каждый из которых внес свою собственную ДНК (Рисунок 1.2). Иными словами, эти разные протоорганизмы «работали сообща» и в конечном итоге стали клетками всей растительной и животной жизни [16].

Рисунок 1.2. Согласно теории эндосимбиоза, эукариотические (имеющие ядро) клетки произошли от прокариотических (безъядерных) организмов: два разных предка внесли свою ДНК в клетки, со временем сформировавшие все растения и животных на Земле. Эту теорию продвигала и обосновывала американский микробиолог Линн Маргулис. Оригинальный рисунок на основе общедоступных источников.

В то время реакция на «еретическую» гипотезу Маргулис относительно того, что все клетки эволюционировали от микробного мутуализма или «эндосимбиоза», была быстрой и резкой. Ее ныне классическая статья, где излагается эта гипотеза, была написана в 1967 г., когда Маргулис была еще аспиранткой. Статью отклоняли 15 раз, прежде чем она, наконец, была опубликована, а некоторые все еще отвергают ее как чушь. Тем не менее, вопреки первоначальным насмешкам, ее идеи в настоящее время признаются и включаются в программы преподавания средней школы и колледжей.

Ее работа разрушила общую экстраполяцию теории Дарвина о том, что эволюционный процесс мотивировался исключительно хищничеством и конкуренцией за ограниченные ресурсы. Напротив, эволюция жизни в значительной мере была обусловлена также «симбиогенезом». Этот термин относится не только к эволюции эукариотических клеток от их предков, но может применяться и в более широких масштабах, следуя его этимологии «жить вместе». Наблюдаемые нами сегодня организмы являются симбиогенетическими: их происхождение проистекает от процессов сотрудничества так же, как и от конкуренции, и они живут в равновесии этих форм совместной и раздельной жизни [17].

Гипотеза Геи и аутопоэзис

Упомянутая ранее влиятельная геологическая работа шотландского естествоиспытателя XVIII века Джеймса Хаттона была частью его более широкой теории «униформизма», описывающей Землю как сформированную и регулируемую естественными процессами. Хаттон считал, что физические и биологические характеристики Земли сами по себе являются саморегулирующимися компонентами большего интерактивного целого. Два столетия спустя эта идея была расширена и получила название «гипотезы Геи» в честь греческого олицетворения Земли и матери всех остальных богов. Впервые сформулированная Линн Маргулис и британским специалистом в области химии атмосферы Джеймсом Лавлоком (известным своим изобретением электронно-захватного детектора для газовой хроматографии), гипотеза Геи предполагает, что живые организмы взаимодействуют с неорганическим окружением, амортизируя экстремальные условия и перерабатывая химические побочные продукты с образованием саморегулируемых, самоорганизованных и самостоятельных сложных систем на Земле. Согласно этой теории, даже существенные параметры биосферы, как то глобальная температура и кислородосодержащая атмосфера, были произведены, сохраняются и до сих пор регулируются организмами, делающими Землю пригодной для жизни, что спорно. Это означает, что эволюция самовоспроизводящихся организмов также привела к созданию гомеостатических механизмов, формирующих и воспроизводящих условия жизни на Земле, создавая петли положительной обратной связи.

К примеру, 3,4 миллиарда лет назад от первых самовоспроизводящихся протоорганизмов произошли цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Цианобактерии «изобрели» фотосинтез, позволивший им преобразовывать энергию солнечного света в химическую энергию, неорганический углерод и азот с образованием кислорода как побочного продукта. Это позволило цианобактериям избежать конкуренции с другими микроорганизмами за молекулы среды обитания, поглощаемые такими микроорганизмами в качестве пищи. Через 2 миллиарда лет колоссальные массы цианобактерий сгенерировали достаточно кислорода, чтобы насытить им всю атмосферу и океаны. Это, в свою очередь, создало среду для бактерий, развивших окислительный метаболизм – форму преобразования энергии, гораздо более эффективную, чем у их анаэробных предков. Этот процесс, известный как «Великое кислородное событие» (и как «Великая кислородная революция»), является примером того, как взаимосвязь органических и неорганических компонентов мира приводит к новым условиям для жизни. В этой основной петле положительной обратной связи фотосинтез создает кислород как побочный продукт, обеспечивая энергетически эффективный окислительный метаболизм, в свою очередь создающий побочный продукт в виде углекислого газа, питающего фотосинтез. Рециркуляция побочных продуктов – это краеугольный камень гипотезы Геи, вероятно, лучше всего иллюстрируемый гомеостатическим балансом нашей атмосферы. Этот баланс побочного продукта растений, производящих кислород, и животных, потребляющих кислород, контролирует наш глобальный климат.

Этот пример иллюстрирует также ключевой аспект гипотезы Геи и других теорий, связанных с самоорганизацией: «аутопоэзис», процесс «самопроизводства» посредством собственной обратной связи, впервые объясненный в 1971 г. чилийскими биологами Умберто Матурано и Франсиско Варела (Рисунок 1.3). Однако аутопоэзис – не просто самопроизводство, он заостряет внимание также на взаимных эффектах того, что было создано. Другими словами (упрощенно), система «цианобактерии + атмосфера» двигалась по гомеостатическому пути, где цианобактерии процветали в бескислородном мире, но система также выделяла кислород в качестве побочного продукта. Затем присутствие этого побочного продукта стало частью системы, и с ростом количества кислорода система изменилась, превратившись в нечто вроде «цианобактерии + насыщенная кислородом атмосфера + аэробные молекулы». Затем постепенно, поскольку кислород ядовит для цианобактерий, в «аэробные молекулы + атмосфера + почти вымершие, но все еще существующие ныне цианобактерии». Таким образом, аутопоэтическая система движется по петлям обратной связи, с течением времени изменяющих состояние системы. Она самовоспроизводится, но не в точности одинаково.

Рисунок 1.3. «Рисующие руки» М. К. Эшера, мощная метафорическая иллюстрация аутопоэзиса – способности системы воспроизводить и поддерживать саму себя. (© Escher in het Paleis, Den Haag/Fine Art Images/age fotostock.)

Согласно гипотезе Геи аутопоэтические, саморегулирующиеся процессы действовали одновременно, сделав Землю пригодной для жизни и породив разнообразие живых организмов, присутствующих сегодня. Предполагается также, что эволюция живых организмов оказала влияние на глобальную окружающую среду, от стабилизации температуры до солености океанов и кислородной атмосферы, осуществляя переработку побочных продуктов и способствуя стабильности и гомеостазу, что позволило развиться биоразнообразию. Гипотеза Геи не подразумевает, что организмы развивают характеристики на благо биосферы – мы должны помнить, что эти эволюционные процессы не являются телеологическими. Скорее всего живые организмы развивают взаимные сети взаимозависимостей, сопрягающиеся затем с глобальной стабильностью. В более общем смысле это предполагает, что процессы самоорганизации и взаимного сотрудничества определяют каждый уровень возникновения жизни, так как отдельные индивиды и биологические виды «уже всегда» связаны с другими индивидами и биологическими видами, и с формированием и управлением своих экосистем [18].

Гипотеза Геи не идеальна, и против нее продолжают выдвигаться веские критические замечания. Самое огорчительное, что эту гипотезу возможно проверить лишь коррелятивно, поскольку ученые могут экспериментально изучать положительные обратные связи только внутри и среди экосистем меньшего масштаба. Чтобы по-настоящему проверить гипотезу Геи и ее глобальные последствия, потребуется сравнительное изучение жизни и экосистем на планетах в целом, а на сегодняшний момент Земля является единственным источником данных для утверждений, высказываемых приверженцами теории Геи. Многим это может показаться надуманным, но ученые надеются достичь этого в течение одного или двух поколений. Без такого сравнительного исследования гипотеза может быть подвергнута критике как почти телеологическая попытка описать природные процессы с точки зрения их предполагаемой функции или цели. Таким образом, согласно гипотезе Геи, вещи являются такими, какие они есть, благодаря положительным обратным связям, существовавшим на протяжении их истории. Согласно же более классическому объяснению естественного отбора, неорганические вещества просто существуют, и органическая жизнь сформировалась и распространилась на основе способности к выживанию.

На сегодняшний день все, что могут делать ученые, так это методично изучать механизмы, которые могли создать жизнь на Земле, и продолжить изучение аутопоэтических систем меньшего масштаба, таких как коралловые рифы и прибрежные засоленные болота. Эти органические системы демонстрируют зависимость от положительных обратных связей, создавших и поддерживающих их предсказуемую структуру, организацию и продуктивность. Это те же обратные связи, которые в более широком масштабе в конечном итоге привели к эволюции «человеческой ситуации». Это наиболее подходящие модельные системы, доступные для проверки гипотезы Геи и, в конечном счете, предсказуемости эволюции разумных организмов; во всяком случае, до тех пор, пока саму гипотезу не станет возможным проверить в условиях жизни на других планетах.

Прибрежные засоленные болота: пример исследования мутуализма и самоорганизации

Большая часть моей карьеры была посвящена изучению конкретных экосистем и оценке мощных, но нераспознанных сил взаимовыгодного симбиоза и баланса между процессами конкуренции и кооперации, действующими в их пределах. В начале 1980-х гг. я изучал реципрокные положительные взаимодействия двустворчатых моллюсков прибрежных засоленных болот Новой Англии и крабов-скрипачей, которые, как мне кажется, являются оптимальным, ясным примером действия петель положительной обратной связи.

Растение спартина является «ключевым видом» в прибрежных засоленных болотах Западной Атлантики, что означает, что она создает и поддерживает пространственную структуру и неоднородность сообществ этой экосистемы [19]. Ключевые виды ответственны за физическую структуру, предоставляющую местообитание, убежище и поддержку организмов экосистемы. Они создают природную биологическую инфраструктуру.

Спартина периодически страдает от льда и штормов, но даже и в лучшие периоды от недостатка азота. Но к растению прикрепляются болотные мидии. Они добывают себе пропитание, отфильтровывая из морской воды мельчайшие частицы, и откладывают на корнях растений богатые азотом отходы жизнедеятельности. Мидии образуют плотные скопления и прикреплены к корням трав с помощью похожих на проволоку биссусных нитей. Травы реагируют на отложения азота, направляя корни в скопления мидий, превращая мидии в живые питательные насосы и своего рода волноотбойники, в то время как сами мидии под пологом трав получают защиту от хищников и от сильной летней жары. Такой симбиогенетический сад приводит к образованию жестких, густых зарослей подпитываемых мидиями болотных трав и береговых линий, защищенных от эрозии и повреждения льдом. В богатых отложениями низкоширотных прибрежных засоленных болотах штата Джорджия мидии играют еще более важную самоорганизующую роль, контролируя осаждение отложений и рост болот посредством фильтрации. В этих системах мидии отфильтровывают осадки из воды для получения пищи и откладывают на поверхность болота покрытый слизью осадочный материал, строящий и связывающий воедино экосистемы засоленных болот [20].

Но на возвышенностях рост спартины задерживается из-за слабого движения воды через плотный болотный торф и накопления мертвого растительного материала. Здесь на сцену выходят крабы-скрипачи. Крабы-скрипачи засоленных прибрежных болот находятся в зависимости от корней спартины, где они устраивают свои норы, и от наземной части травы, защищающей их от хищников. Подобно армиям мини-тракторов, крабы-скрипачи пробиваются сквозь болотные отложения и перерабатывают их в пищу, тем самым увеличивая поступление приливной воды через возвышенные места в болоте и облегчая циркуляцию питательных веществ.

В дополнение к демонстрации активных механизмов мутуализма, изменяющих экосистему, создаваемую организмами и одновременно обитающими в ней, пример североамериканских прибрежных засоленных болот способен объяснить еще один компонент всемирной аутопоэтической самоорганизации: иерархическую организацию (Рисунок 1.4 на вклейке). Впервые рассмотренная Лео Буссом 13 лет назад в отношении развития организма, иерархическая организация начинается с простой зависимости первоначальной колонизации любого организма от вторичных структур или процессов. По мере роста и развития колония усложняется, но это усложнение зависит от сравнительной простоты предшественника [21].

Ключевой вид – в нашем случае спартина – является пионером жизни в данной экосистеме. Так, при укоренении на новой береговой линии спартина увеличивает отложение осадков, замедляя ток воды, и со временем это приводит к образованию стабильной, хорошо дренированной среды обитания, в которую могут перебраться другие болотные растения. От моллюсков на каменистом пляже к крабам-скрипачам и большим голубым цаплям – все возрастающее разнообразие растений ведет к росту разнообразия и усложнению всей экосистемы. Иерархическая самоорганизация вырабатывает предсказуемое пространственное структурирование этих элементов в порядке следования от прежнего беспорядка.

Ученый-компьютерщик Герберт Саймон представил известную объяснительную притчу относительно такой организации, встречающейся в различных областях, от экономики до искусственного интеллекта, под названием «Притча о часовщиках». Герои этой притчи, два часовщика, Хора и Темпус, изготавливают прекрасные замысловатые часы из тысяч деталей. Хора может закончить свои часы быстрее и, следовательно, продать их больше вследствие простого изменения способа их сборки. Темпус добавляет каждую деталь по отдельности, что рискованно, так как при любой ошибке сборка частично собранных часов начинается сначала. Хора, вместо этого, создает модули по десять деталей в каждом. Сборки, которые создал Хора, позволяют увеличивать сложность в форме «модульной конструкции», осуществлявшейся в мире природы с самого начала, когда самовоспроизводящиеся молекулы, коэволюционировавшие в симбиотических ассоциациях в первичном микробном бульоне, эволюционировали в сложные клетки, растения, животных, экосистемы и цивилизации [22].

Постепенно заселяясь обитателями, прибрежные засоленные болота являются одними из самых продуктивных естественных экосистем на Земле. Это те самые экосистемы, сотни миллионов лет назад превратившие солнечную энергию в ископаемую растительную биомассу, ставшую топливом Великой промышленной революции XVIII века: углем. Эти экосистемы также породили первые цивилизации на часто затопляемых землях между Евфратом и Тигром, известных как Плодородный полумесяц, и на болотах Желтой реки в Китае. В моей ранней работе я предполагал, что положительные обратные связи, или мутуализмы, можно считать во многом ответственными за успех болотных экосистем, давших толчок возникновению этих первых цивилизаций. В более широком масштабе работа, подобная этой, является экспериментальным полигоном для взаимного улучшения среды обитания и межвидовых мутуализмов, наслоенных на неявные процессы иерархической организации. Последние, в свою очередь, являются способами проверки основных компонентов симбиогенеза и гипотезы Геи.

В 1980-х гг. исследования положительных взаимодействий считались просто милыми историями о жизни Природы, но не проблесками знания относительно движущих сил планетарной самоорганизации. Читая сообщения о термитах, нуждающихся в микробах для переваривания древесной целлюлозы, которую сами термиты усваивать не в состоянии, или о тропических муравьях Дэниэла Ханта Дженсена, защищающих деревья акации в обмен на сладкий нектар, либо о коэволюции бабочек и растений, изученной Полом Эрлихом и Питером Рэйвеном, мало кто усматривал в этих сообщениях общие правила, способные изменить экологическую теорию. Это были исключения из правил конкуренции и хищничества, известных лучше всего прочего экологам и эволюционистам, выросшим в условиях холодной войны [23].

В то время как теория Геи остается коррелятивной вследствие невозможности экспериментальной проверки из-за наличия в доступности лишь одной планеты, базирующиеся на ключевых биологических видах экосистемы воспроизводятся по всему миру. Это дало ученым возможность проверить, к примеру, изменяют ли деревья в тропических и умеренных лесах местный климат в сторону большей продуктивности и стабильности экосистемы, или как мутуализм кораллов и водорослей способен создавать и поддерживать разнообразные, самодостаточные системы коралловых рифов. Такая работа может помочь нам понять, как базовые предположения гипотезы Геи – наша глубокая, богатая история коэволюционной зависимости – способны проявляться сегодня [24].

Микробы и человечество

Все, от эукариотических клеток и прибрежных засоленных болот Новой Англии, как мы теоретически предполагаем, построено из взаимодействующих между собой отдельных разнородных элементов. Мы можем принять этот взгляд на жизнь и эволюцию без особой борьбы, поскольку все полнее понимаем опасности вымирания видов для экосистемы, например, из-за чрезмерного промысла. Но все же, чтобы должным образом изучить естественную историю цивилизации, мы должны пойти еще дальше и признать, что человеческий род сам по себе является симбиогенетической агрегацией. Мы, подобно экосистемам и дождевым червям, существуем благодаря кооперации видов, не являющихся нами самими, и что самое главное – мы существуем благодаря нашим симбиотическим отношениям с миром микробов.

Лишь за последнее десятилетие мы стали понимать ту фундаментально важную роль, которую микробы играли и продолжают играть в обеспечении устойчивости жизни на Земле. Из-за своего малого времени воспроизводства (микробы быстро размножаются, создавая частые возможности для действия давления эволюции) микробы точно подстраиваются под свою среду обитания и быстро формируют эволюционные системы защиты от угроз со стороны всех многоклеточных растений и животных, включая людей. Помимо этого, позвоночные животные связаны с триллионами микроорганизмов, большинство из которых обитают в их пищеварительном тракте, что играет неоценимую роль в развитии и функционировании их хозяев, особенно в их пищеварении и защите. Все многоклеточные организмы имеют симбиотические ассоциации со своими популяциями микробов, в совокупности называемые их микробиомами. Микробиомы влияют на общее состояние здоровья, устойчивость к болезням и метаболическую эффективность их хозяев и эволюционно подстроены к биологическим видам и популяциям видов. Таким образом, все многоклеточные организмы могут и должны рассматриваться как суперорганизмы, имеющие эволюционно-симбиотические ассоциации со своими микробиомами [25]. Микроорганизмы являются одновременно как колыбелью и опорой жизни, так и величайшей угрозой жизни, и человеческая жизнь не является здесь исключением [26].

С самого начала, когда микробы дали начало первым сложным клеткам, их связывали с разнообразием жизни различные симбиотические и антагонистические отношения. У людей микробы составляют 90 % клеток в толстой кишке, а микробиом кишечника контролирует многие, критически важные пути метаболизма. Недавно полученные данные свидетельствуют даже о том, что аппендикс человека, долгое время считавшийся бесполезным рудиментарным органом, в действительности служит убежищем или резервуаром для важных кишечных бактерий. После заболевания желудочно-кишечного тракта, например, дизентерией, популяция обитающих там необходимых нам микробов истощается, и тогда аппендикс помогает заселить нашу пищеварительную систему этими микробами. Тяжелая дизентерия должна была быть широко распространена среди наших предков, поскольку по мере расширения географического диапазона своего расселения и рациона питания они должны были сталкиваться со многими новыми угрозами своим микробиомам [27].

Нам потребовалось немало времени, чтобы обнаружить положительную роль наших микробных партнеров. Исследование этого мутуализма началось около ста лет назад, когда Илья Ильич Мечников и Пол Эрлих получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии 1908 г. за открытие взаимозависимости между человеком и микробами. До работ этих авторов открытие Пастером микробной жизни легко укладывалось в рамки микробной теории болезней прошлого века, где микробы единодушно демонизировались как угроза и опасность для здоровья человека. Эта ассоциация, все еще являющаяся влиятельной и распространенной, на протяжении веков тормозила любое движение в сторону выяснения важности микроорганизмов для здоровья человека. До сравнительно недавнего времени парикмахеры были более осведомленными сторонниками пользы микробов, чем семейные врачи. Сегодня исследования в этой области застопорились успехами современной медицины, успехами, являющимися одновременно и угрозами, так как вездесущность антибиотиков отравила наш баланс между хорошими и плохими микробами.

И все же в современной медицине возрождается использование характерных для человека микробов в качестве инструмента лечения. Исследования последних лет показывают, например, что кишечные бактерии синтезируют витамины B₇, B₁₂ и K, помогающие нашему организму защищаться от болезней, начиная от диабета и заканчивая раком и болезнью Альцгеймера [28]. Большая часть жизненной силы микробов проистекает из их способности размножаться посредством «вертикального переноса генов», являющегося формой размножения, на несколько порядков более быстрой, чем способ размножения клеток растений и животных. Это дает им возможность быстро эволюционировать соотносительно изменениям экосистем. Более того, микробы могут передавать гены напрямую, без полового размножения просто путем слияния. Такой «горизонтальный» или «латеральный» перенос генов позволяет микробам функционировать в качестве сетей иммунитета и устойчивости, что делает их нашим самым важным союзником и первой линией защиты в борьбе с болезнями.

Именно этот живущий внутри нас невидимый мир требует от нас переопределения людей не как отдельных организмов, а как симбиогенетических суперорганизмов, метаболизм которых тесно зависим от микробных процессов. Мы являемся слаженным оркестром клеток, которые сами являются продуктом биогенетических симбиотических отношений, и обитаем мы на планете, биологически сконструированной средами обитания и организмами внутри нее. Мы не автономные существа: мы являемся результатом бесчисленных взаимоотношений и коопераций. Как красноречиво высказался Уолт Уитмен: «Я огромен, я вмещаю множества» [29].

Глава 2
Жизнь в пищевой цепи

На шкале времени человеческого рода цивилизация – лишь недавнее молодое явление. Ранние люди сформировались от 2 до 2,5 миллиона лет назад и распространились по всему миру лишь около 200 000 лет назад. Всего 40 000 лет назад Homo sapiens остался единственным сохранившимся видом человека на Земле, и только около 8000 лет назад сформировались общества, зависимые от сельского хозяйства, которые мы считаем первыми компонентами «цивилизации». Цивилизация, благодаря которой один биологический вид стал наиболее доминирующим на нашей планете, – это вспышка в генеалогии нашей Земли, невероятно мощная, потрясающе быстрая в своем развитии, и пугающе инфантильная. Что же произошло в предцивилизационной истории Homo sapiens и наших предков-гоминид? Что произошло, создав мир таким, каким мы его знаем сегодня? Как наши симбиогенетические начала и наша коэволюция с другими организмами на Земле, маленькими и большими, породили иерархически структурированный, самоорганизованный, предсказуемый мир, которым мы правим сегодня?

Когда в 1978 г. я был студентом магистратуры, мне посчастливилось присоединиться к моему наставнику, биологу-эволюционисту Герату или Гарри Вермейю в экспедиции вокруг Папуа-Новой Гвинеи и Ириан-Джаи на борту исследовательского судна «Альфа Хеликс» Национального научного фонда США. Наше путешествие ознаменовало конец эпохи, потому что «Альфа Хеликс» был последним судном флота Национального научного фонда, предназначенным для изучения экологической и эволюционной биологии, и это было его последнее плавание.

Гарри и я вместе с кураторами по рыбам и ракообразным из Смитсоновского института и Института океанографии Скриппса проверяли идею о том, что хищничество со стороны разрушающих раковины моллюсков крабов повлияло на разнообразие строения раковин морских моллюсков. Каждый вечер мы изучали планы и карты и решали, где проснуться утром, чтобы провести день, собирая и оценивая раковины новогвинейских моллюсков на предмет их повреждения хищниками и последующего восстановления. Все это повторялось почти два месяца. Для сбора наших раковин мы использовали раков-отшельников, поскольку они используют пустые раковины в качестве укрытия. Это делало их для нас идеальными работниками.

Восточное побережье Новой Гвинеи было преимущественно безлюдным из-за густого, опасного мангрового леса (называемого «мангле»), и мы не встречали ни души почти неделю, проплывая сотни миль вдоль побережья. Это было одно из последних действительно изолированных мест на Земле, привлекшее к себе международное внимание в 1960-х гг. из-за исчезновения там сына Нельсона Рокфеллера Майкла. Хотя это и не было доказано, распространялись истории и слухи о том, что Майкл был убит и съеден туземцами одной из более чем семисот племенных групп, обитающих в этом районе, несколько превышающем по площади Калифорнию. Эти слухи не были просто данью экзотике. Смертоносные контакты между племенами Новой Гвинеи были столь обычным явлением, что превратились в ритуал несмертельных ежедневных событий: воины должны были противостоять вражеским воинам на границах своих территорий, где они оставляли свои щиты и шли заниматься своими повседневными делами, чтобы в конце дня возвратиться и взять свои щиты, удовлетворенные тем, что снова церемониально угрожают своим соседям.

С борта «Альфа Хеликса» мы на небольших лодках типа «бостонский китобой» добирались до берегов для сбора раковин с моллюсками и раками-отшельниками, все время следя за горками крокодилов, часто отмечавшими кладку самки морского крокодила – одного из немногих крупных хищников, рассматривающих человека, наряду с большими белыми акулами и белыми медведями, своей добычей. В один из дней, занимаясь сбором молча вблизи друг друга – поскольку видели одну из таких горок накануне, – мы увидели вдалеке что-то, медленно приближающееся к нам. Наконец мы разглядели большую (около 5 м) лодку-аутригер с балансиром с семьей туземцев на борту. Это был классический плавучий дом Индо-Тихоокеанского региона с членами трех поколений одной семьи, от дедушки до двух детей и их собаки, все они были покрыты татуировками вместо одежды.

Хотя мы не могли понять их язык – даже Гарри, выросший в Голландии и способный свободно общаться по крайней мере на пяти языках, – мы каким-то образом убедили их отправиться с нами на корабль, где находился наш переводчик. Он также не смог общаться с этой семьей, но на второй день Гарри подобрал ключ к их языку. Новая Гвинея оставалась колонией Нидерландов на протяжении веков вплоть до 1975 г., всего за несколько лет до нашего визита, и Гарри смог найти достаточно голландцев, освоивших местный язык в той мере, чтобы преодолеть коммуникационный барьер. Мы узнали, что оказались первыми людьми Запада, которых семья когда-либо видела, и что они были охотниками-собирателями, жившими так, как человечество жило на протяжении тысячелетий.

Они рассказали нам, что проведут день на рыбалке в мангровых зарослях, но вечерами они готовили еду и спали в некотором отдалении от берега, чтобы избежать встречи с морскими крокодилами. Они использовали каменные и подобранные металлические орудия, и однажды в лунный месяц собираются отправиться на побережье для встреч, торговли и проведения праздника со своими родственниками. Эта семья все еще была частью пищевой цепи, ее распорядок дня и хозяйственная деятельность контролировались крупными хищниками. Такой опыт помог мне понять, насколько неустойчиво наше господство на Земле, насколько тесна наша связь с прошлым, и как же недавно сложилась цивилизованная жизнь, которую мы сейчас воспринимаем как должное. Каким образом гоминиды, уязвимые, физически слабые биологические виды, находящиеся в середине пищевой цепи, живущие во власти хищников и в суровых климатических условиях в укромных местах обитания, стали видом, контролирующим без конкуренции со стороны других биологических видов пищевые цепи, контролирующие в свою очередь всю жизнь? И самое главное, что это значит, когда используемый нами естественно-исторический объектив описывает развитие цивилизации не как выбор или случайность, а как эволюционную судьбу?

Сотворение людей

Те же процессы, биологически создавшие многообразие жизни на нашей планете от микробов до слизняков, крокодилов и мангровых деревьев, привели и к разработке технологий, имеющих решающее значение для восхождения человека и, как мы увидим, выпутыванию его из пищевой сети. Эти процессы отбора, действовавшие у человека в сторону увеличения мозга и познавательной способности, позволили не только выживать, но и процветать. Через серии положительных обратных связей человеческие корни тянутся от австралопитеков, приматов с большим мозгом, отказавшихся от присущего другим обезьянам образа жизни на деревьях ради полностью двуногого наземного существования. Кроме того, более двух миллионов лет назад они разработали технологии обработки каменных орудий, таких как ручные топоры и наконечники копий с преднамеренно заостренными или зазубренными краями, приспособленными для использования руками, лишь недавно освобожденными от захватывания ветвей и хождения на четвереньках [30]. Человек прямоходящий, Homo erectus, наш наиболее важный предок, был особенно изобретательным. Он добавил к своим навыкам укрощение огня, что оказалось одним из самых значительных поворотных моментов в истории человечества и Земли. Этот шаг положил начало нашему выходу из меню пищевой цепи и организовал общение людей вокруг семейного очага, способствуя развитию цивилизации.

Хотя точное время этого все еще не определено, совпадение генетических и ископаемых свидетельств показывает, что люди современного типа эволюционировали в африканской саванне от таких видов, как Homo erectus и других [31]. Эта эволюция шла теми же путями положительной обратной связи, кооперации и аутопоэзиса, но если эволюция жизни включала переход физических процессов в биологические, то появление человечества приобщило к ним культурные процессы. Сделалось возможным их развитие и усовершенствование во многом таким же образом, как это происходит в экосистемах. Некоторые из известных нам сегодня самых ранних факторов формирования человека взаимодействовали все вместе в системе возрастающей сложности. В их числе изготовление орудий, огонь, совместная охота и торговля, а также рекурсивные эффекты, оказываемые этими действиями на человеческое тело и разум.

Использование орудий для охоты и добыча качественного камня были важными исходными факторами процесса, в результате которого наши предки стали самыми доминирующими хищниками на Земле, но корни тянутся от биологического изменения способа передвижения приматов. Жизнь на деревьях защищала наших прегоминидных предков от наземных хищников (и, вероятно, объясняет наш всеобщий страх перед змеями), но прямохождение сильно изменило кругозор наших прародителей. С одной стороны, прямохождение было эффективней передвижения на четвереньках – положения, предназначенного для лазания по деревьям. Гоминиды, такие как австралопитеки, первый человеческий вид, по-особенному использовали тот факт, что благодаря прямохождению у них освободились руки, и развили коммуникативные жесты и навыки изготовления орудий. По сей день на любой многолюдной улице мы можем видеть почти универсальное для всего человечества общение жестами. Что же касается инструментов, то люди сначала использовали простые булыжники или камни с острыми краями для разбивки и добычи богатого белком костного мозга из костей, оставленных хищниками, эффективно обучаясь при этом быть успешными собирателями. Разделка туш павших животных была промежуточным шагом к тому, чтобы стать отличными охотниками, которыми они вскоре стали, поскольку начали намеренно затачивать и зазубривать края находимых ими камней, улучшая свое оружие и, таким образом, свои шансы добыть добычу самостоятельно. Благодаря навыкам совместной групповой охоты при руководстве растущего мозга, они могли полагаться не только на грубую силу, используемую львами, медведями и крокодилами на пути к достижению статуса высшего хищника [32].

В то же самое время становление людей охотниками изменило физиологию человека в сильно рекурсивной петле обратной связи. Когда люди сделались охотниками, их задние конечности увеличились, пальцы ног укоротились, а дыхание изменилось так, чтобы увеличить скорость бега и выносливость на больших расстояниях. Потеря волосяного покрова и развитие потовых желез на теле увеличили способность человеческого тела к охлаждению, в то время как увеличение гибкости плеч, талии и рук значительно улучшило способность человека обращаться с метательным оружием, таким как копья. Этот набор характерных черт охотников был дополнительной кумулятивной наградой за успешную охоту, передавшейся потомкам с генами наших сытых и репродуктивно успешных предков [33].

Рисунок 2.1. Изменение морфологии гоминид со временем.
Слева направо: древесные гоминиды с длинными приспособленными для лазания по деревьям конечностями; прямоходящие обитающие на земле гоминиды с более короткими конечностями, но с длинным кишечником для переваривания сырой пищи; и после изобретения кулинарии, содействующей пищеварению и увеличивающей извлечение энергии из пищи; современные гоминиды со стройным телосложением, большим мозгом и конечностями, приспособленными к бегу и метанию.
Рисунок на основе общедоступных источников.

Но успешность охоты и создание орудий – теория «человек-охотник» – в чистом виде не объясняют разделения между Homo sapiens и их предками-приматами. У ранних гоминид были большие челюсти и острые зубы, предназначенные для разгрызания твердых семян и пережевывания пищи на протяжении почти всего дня, что они должны были делать, чтобы переварить сырые овощи и мясо. Кроме этого, у наших предков были округлые животы, где находилась обширная пищеварительная система, необходимая для переваривания продуктов их рациона. Становление двуногости увеличило эффективность использования энергии гоминидами на поверхности земли, но именно приручение огня, увеличившее потребление энергии человеком прямоходящим, сделало возможной когнитивную революцию, изменившую человечество и нашу планету (Рисунок 2.1).

Освоение огня чрезвычайно важно в истории человечества, так как оно делает возможной термическую обработку пищи, передавая энергетические затраты на предварительное переваривание пищи огню костра. Как убедительно предположил профессор Гарвардского университета Ричард Рэнгем, именно приготовление пищи отделило людей от приматов [34]. Приводя примеры из археологии, физиологии человека, естественной истории и науки о питании, Рэнгем утверждает, что приготовление пищи началось более двух миллионов лет назад и что оно является настолько важным, что вместо того, чтобы смиренно называть себя «мудрыми обезьянами», правильнее было бы использовать название «обезьяны-повара» [35].

Приготовление пищи на огне давало ранним людям неисчислимые преимущества по сравнению с их предками. Тепловая обработка смягчает мясо и овощи, тем самым снижая износ зубов, и разрушает химические связи и клеточные стенки, сохраняющие такие продукты в целости, что резко увеличивает энергетическую ценность пищи и облегчает ее усвояемость. Использование кулинарии благоприятствует более мозгу, чем кишечнику, а приготовленная пища, в свою очередь, питает и усиливает отбор по когнитивным качествам. Кулинарная обработка также снижает заболеваемость и смертность за счет детоксикации и обезвреживания продуктов, имеющих структурную и химическую защиту, и за счет уничтожения паразитов и патогенов, таких как ленточные черви и токсичные микроорганизмы.

Даже сегодня исследования сырых пищевых диет чаще всего показывают, что мы выработали обязательную зависимость от приготовленной пищи и в особенности от приготовленного мяса. Как показывают проведенные диетологами экспериментальные и корреляционные исследования, люди, по медицинским или этическим соображениям предпочитающие питаться исключительно сырой пищей, могут в буквальном смысле обесплодить себя. Сырые пищевые диеты, наподобие практикуемых для продления жизни низкокалорийных диет, заставляют людей, сидящих на них, страдать от симптомов хронического дефицита энергии. У фанатов сыроедения этот синдром вызван тем, что предварительная обработка пищи снижает метаболические издержки пищеварения. У практикующих низкокалорийные диеты и пациентов с нервной анорексией хронический дефицит энергии является просто результатом низкого ее потребления. Хронический дефицит энергии приводит к тому, что как мужчины, так и женщины теряют либидо или половое влечение, а женщины, придерживающиеся диеты из сырой пищи, рискуют потерять менструальный цикл и со временем стать бесплодными. Люди эволюционировали так, чтобы потреблять приготовленную пищу, так же как колибри эволюционировали, чтобы собирать нектар цветов, а коровы чтобы пережевывать траву. Без этого многие основные продукты нашего питания, от твердых клубней, таких как картофель, до злаков наподобие пшеницы, и фруктов, таких как плоды хлебного дерева, были бы малопригодными, а в некоторых случаях практически непригодными к употреблению. Кулинария изменила то, кем мы являемся, и расширила наши возможности в мировом масштабе [36].

Готовка пищи подтолкнула человечество на пути к цивилизации и, в конечном итоге, к господству на Земле [37]. Большее количество и лучшее качество еды сделали возможным постоянную поддержку нашего растущего мозга, так как мозг является безусловно самым дорогостоящим с точки зрения энергопотребления органом позвоночных животных. Поскольку охота требует навыков и орудий, для выживания этой маленькой двуногой обезьяны мозг был важнее мускулов. Охота и защита от более крупных и сильных животных требовали воображения наряду с согласованным поведением, таким как планирование и общение.

Изучение ископаемых останков подтверждает эту логику, демонстрируя сильную положительную обратную связь между доступом к насыщенному энергией приготовленному мясу, стимулировавшему рост мозга, и технологическими инновациями, повышавшими эффективность охоты. Таким образом Homo sapiens отделились от своих предков-гоминид, удвоив размер мозга и усовершенствовав свои инструменты и оружие. Ранние люди начали обкалывать свои каменные орудия для их заострения и вскоре заметили, что вулканические породы, прогретые внедрившейся из земного ядра магмой, легко обкалывались и могли быть превращены в чрезвычайно острые лезвия. Роговик, обсидиан и кремень высоко ценились за возможность изготовить из них острые наконечники. Кроме того, они относительно редки и, как правило, встречаются вдоль тех же разломов тектонических плит, где теоретически возникла сама органическая жизнь. Умение находить эти ценные минералы стало решающим навыком для улучшения топоров и копий ранних людей, их шил и иголок, их крючков для рыбалки и их луков и стрел для охоты на летящих птиц [38].

Первые совместные торговые маршруты были созданы на основе петель положительной обратной связи между совместной охотой, увеличением размера мозга и развитием технологий, и все это стимулировалось новыми диетами, ставшими возможными благодаря кулинарной обработке пищи. Появились сети обмена для удовлетворения потребности в пригодных для обработки вулканических и кремнеземистых породах, соединявших группы ранних людей в региональном и континентальном пространственных масштабах. К примеру, богатые источники кремня, обсидиана и роговика на Ближнем Востоке проложили себе путь в горные районы современной Греции, Кипра и Италии. Гравированные кусочки охры, одного из первых минералов, ценимых за свою окраску, были обнаружены возле наскальных рисунков возраста 75 000 лет в пещерах Южной Африки, таких как пещера Бломбос. Около 40 000 лет назад в знаменитой пещере Ласко во Франции, украшенной изображениями давно вымерших плейстоценовых животных, для создания разных цветов и оттенков использовалась местная охра и другие минеральные пигменты. Первые шахтеры каменного века отыскивали эти пигменты, а затем материалы и технологии распространялись в ходе человеческого общения. Современный химический анализ показывает, что эти первобытные торговые сети простирались на тысячи километров от своих источников, действуя посредством медленного проникновения через ближайших соседей, а не через прямые связи с дальними торговыми партнерами [39].

Более десяти лет назад я воочию ознакомился с масштабами этих торговых путей, когда проводил полевые экологические исследования на побережье в провинции Чубут в Патагонии. Я работал на потрясающем месте на отдаленном скалистом мысе с группой аргентинских студентов из Университета Центральной Патагонии. Над покрытой грядками мидий береговой линией, где мы работали, находилась одна из крупнейших в мире колоний магеллановых пингвинов: сотни пингвинов охраняли свои норы в песке, удерживаемом корнями растений, защищавших их также от патагонских ветров. Колония пингвинов поддерживала большой воспроизводственный резерват морских львов на прибрежном острове, расположенном всего в ста метрах. Зимой, когда пингвины покидали колонию для шестимесячной миграции за рыбой и морские львы следовали за ними, покинутое побережье выглядело как гигантский термитник. Этой связи пингвинов с морскими львами, по-видимому, много тысячелетий, судя по почти окаменелым костям, обнаруженным нами при исследовании колонии пингвинов зимой, когда их норы выглядели подземными городами-призраками.

Проработав на этом месте в течение нескольких лет, я как-то спросил Пабло, аргентинского аспиранта и мастера на все руки, бывшего одновременно скульптором, естествоиспытателем и гаучо, есть ли какие-либо свидетельства древней охотничьей деятельности в этом районе. «Конечно», – ответил Пабло, и отвел меня на побережье за пляжем, чтобы показать серию неглубоких пещер с видом на панораму береговой линии. Недавно прошел сильный дождь – редкое явление в патагонской пустыне, – что увеличило наши шансы найти артефакты среди песка и гальки вне пещер. И действительно, после часа поисков мы обнаружили полдюжины умело обколотых обсидиановых наконечников стрел, два кремневых инструмента для разделки и очистки и фрагменты разбитых лавовых шариков от боласов (округлые камни, привязанные к концам кожаных ремней, используемых южноамериканцами для охоты на бегущую добычу, такую как ламы и Дарвиновы нанду, крупные страусоподобные нелетающие птицы).

И хотя я провел годы в работах на побережье в этом месте, мое видение полностью изменилось с этим открытием. Большая колония пингвинов находилась там тысячи лет, поддерживая местных падальщиков и хищников, таких как южнополярные поморники, доминиканские чайки и морские львы, обитающие неподалеку от берега. Это создавало идеальное место для стоянки охотников-собирателей в летние месяцы: нелетающие пингвины были зажаты между хищными птицами и морскими львами, благодаря чему их было легко поймать. И по сей день вы можете легко прогуляться по этой обитаемой колонии. На фоне продуваемой ветрами песчаной пустыни шары из вулканического стекла, боласы, были такими же посторонними предметами, как и пластиковые бутылки: ближайший вулканический источник этих поделочных камней, доставленный туда древними охотниками не менее тысячи лет назад, находится в чилийских Андах на тихоокеанском побережье Южной Америки, на расстоянии более 650 километров.

Таким образом, поддерживаемые огнем и кулинарией Homo sapiens прошли через «когнитивную революцию», датируемую по меньшей мере возрастом 100 000 лет и давшую в результате этому биологическому виду беспрецедентные познавательные способности. Совместная групповая охота, технологии и торговля – иными словами, получение и распространение информации – были движущими силами и первыми последствиями увеличившегося в размере мозга. Но легко усваиваемая и обеззараженная пища также освобождала людей от необходимости тратить свои дни на пережевывание сырой пищи в легкоусвояемую кашицу. Это, в свою очередь, означало, что в повседневную жизнь человека добавился еще один новый компонент: свободное время. Люди начали использовать свои познавательные способности не только для удовлетворения насущных биологических потребностей, они стали создавать украшения из ракушек, резные орнаменты и наскальные рисунки. Основой этих первых веяний культуры был очаг, центр инноваций и цивилизации каменного века. Из искры огня началось движение ранних людей по пути, построенному из петель положительной обратной связи, к интеллектуальному, культурному и говорящему животному, каким мы являемся сегодня [40].

Учимся говорить

Наряду с владением огнем язык является одним из важнейших атрибутов, отличающих людей от всех других живых организмов. Язык кардинально расширил нашу способность общаться, обеспечивая сотрудничество, необходимое для человеческой социальной структуры, творчества и мифологии. Понимание эволюции языка часто считалось самой трудной проблемой в науке о раннем развитии человека, так как язык не оставляет окаменелых останков. Более того, в XIX веке европейские научные общества запретили изучение происхождения языка, чтобы ограничить распространение еретических мыслей вокруг проблемы, считавшейся неразрешимой. Размышления о происхождении языка угрожали нашему мифологическому «культурному клею». Но сегодня считается, что язык является одной из основных движущих сил в эволюции нашего биологического вида и развитии цивилизации, поскольку он облегчает сотрудничество. Язык изменил правила игры, усилив нашу способность к общению. Изначально, когда мы были включены в пищевую цепь, речь была закреплена естественным отбором как способ улучшения общения в ходе групповой охоты и защиты. В конечном итоге язык ускорил рекурсивные положительные эволюционные обратные связи, затрагивающие размер мозга и познавательные способности. Результатом стали цивилизация, культурная дифференциация и даже духовность и ядерная физика.

Современные филогенетические методы обеспечили лучшее понимание развития человеческого языка. Эти статистические методы были первоначально разработаны для изучения и количественной оценки значимости закономерностей в последовательности генов в ходе усилий по выяснению причин возникновения проблем со здоровьем человека. Огромный размер последовательностей генов делает эту проблему весьма сложной. Если бактериальные геномы могут иметь длину менее двух миллионов пар оснований нуклеиновых кислот, то человеческий геном имеет длину более трех миллиардов пар оснований. Работа с такими массивами данных привела к развитию компьютерных технологий, называемых в совокупности вычислительной биологией. Такие методы также идеально подходят для изучения языков. С их помощью было показано, что современные языки развивались в Плодородном полумесяце вместе с сельскохозяйственными технологиями (подробнее об этом в Главе 3). Хотя эти филогенетические инструменты и помогли решить ряд мелкомасштабных вопросов о том, где и когда произошла культурная эволюция человека, но то, как и когда впервые возник язык, это намного более трудноразрешимые вопросы [41].

Неясно, обладали ли наши ближайшие человеческие родственники, укротившие огонь и использовавшие инструменты, базовой речью. Язык, способный координировать групповое поведение, мог дать Homo sapiens конкурентное преимущество перед нашими более крупными и сильными человеческими родственниками. Вне зависимости от этого, модели миграции, о которых более подробно говорится ниже, позволяют предположить, что люди мигрировали из Африки уже обладая базовым устным общением около 200 000–300 000 лет назад, а возникновение полноценных языков датируется возрастом от 70 000 до 100 000 лет назад [42].

Многие теории происхождения языка включают анализ необходимых для разговора физических механизмов, генетической предрасположенности к изучению языка и давления отбора на развитие языка. Использование инструментов могло снизить использование рук в общении жестами и оказать давление в сторону развития речи для общения. Более того, подъязычная кость, поддерживающая и контролирующая основание языка и необходимая для речи, обнаружена только у наших ближайших родственников, Homo heidelbergensis и Homo neanderthalensis. Это позволяет предположить, что только эти иные виды человека были морфологически способны говорить. Более того, обнаружение в Испании неповрежденных подъязычных костей возрастом старше 500 000 лет позволяет предположить, что разговорный язык может быть намного старше, чем считалось ранее (хотя эти кости могли использоваться только лишь для производства звуков, а не речи, так как мозг людей в то время был все еще маленьким). Прямая осанка, физические способности к речи и человеческие конкуренты с огромными когнитивными способностями, возможно, действовали синергически, как избирательное давление отбора в направлении развития речи для облегчения общения и социальной организации. Эти навыки были необходимы ранним Homo sapiens, чтобы конкурировать с человеческими соперниками и пережить их [43].

Пока доступны для исследований лишь слабо изученные гены речи. Например, исследование английской семьи с наследственным расстройством речи выявило ген речи FOXP₂. Этот «языковой ген» FOXP₂, как было показано, играет определенную роль в овладении грамматикой и синтаксисом, развитии моторных речевых навыков и помогает клеткам мозга формировать новые языковые связи. Эти гены, как было выявлено в сравнительных исследованиях, являются частью генных семейств, ответственных за интеграцию морфологических, когнитивных и культурных аспектов речи [44].

Отслеживание развития человеческих языков является особенно неприятной проблемой, учитывая, что люди часто изменяют использование знакомых слов и часто изобретают новые. В Оксфордском словаре английского языка, например, каждый год добавляется от 800 до 1000 слов. Но самые употребительные слова более консервативны, и анализ этих повседневных слов показал, что быстрые изменения языка наиболее тесно связаны с культурными событиями, такими, как миграция. Мы можем выдвигать гипотезы о путях миграции людей по разделениям языков на основные языковые группы, основываясь на анализе родственных и гомологичных слов, происходящих от общих исконных корней. Хотя ученые еще не разработали убедительного полного описания происхождения языка, отслеживание родственных связей и общих корней в обратном направлении привело к поистине замечательному открытию: современные языки развивались в Плодородном полумесяце, области, соединяющей континенты Африки, Европы и Азии, а затем распространялись и расходились по Анатолийскому полуострову (Малая Азия) вместе с сельскохозяйственными технологиями. Иными словами, результаты нашего анализа лингвистической эволюции соответствуют нашим подкрепленным археологией теориям относительно основных путей миграции людей [45].

Заселение планеты

Миграция Homo sapiens из Африки началась более 200 000 лет назад (Рисунок 2.2). Большой мозг этих ранних людей способствовал как созданию меховой одежды для защиты от холода, так и более совершенных охотничьих технологий и согласованных охотничьих стратегий, что, в свою очередь, позволило им распространиться по саванне, продолжающейся в Малую Азию.

Рисунок 2.2. Миграция людей из Африки. Ученые считают, что после первоначальной миграции из Африки в Плодородный полумесяц язык развивался и распространялся вместе с сельскохозяйственными технологиями в другие районы по торговым путям. Оригинальный рисунок на основе общедоступных источников.

Мы узнаем о развитии одежды по истории человеческих вшей, для которых потеря волос на теле человека и появление одежды отмечают важные перекрестки их эволюционных путей. Сегодняшние головные и лобковые вши это разные виды, но они произошли от общего предка, процветавшего в волосах на теле человека. Филогенетический анализ ДНК человеческих вшей показывает, что, исходя из этого генетического расхождения между видами головных и лобковых вшей, наши предки-гоминиды потеряли волосы на теле 1,2 миллиона лет назад. (Потеря волос на теле в жаркой африканской саванне была преимуществом для людей, бегающих на большие расстояния для поимки крупной истощенной добычи, так как это способствовало охлаждению тела за счет испарения.) Затем, примерно тогда, когда люди переместились в более прохладную среду (примерно 170 000 лет назад), для сохранения тепла тела была изобретена одежда. Об этом мы можем судить по расхождению ДНК между головными и платяными вшами, последние зависят от одежды как субстрата для яйцекладки. Одежда позволяла ранним людям успешно мигрировать из Африки на север, на более прохладный Анатолийский полуостров, соединяющий Европу с Азией. Там, на основании появления и датировки ископаемых костяных игл, они примерно 40000 лет назад разработали шитую одежду. Таким образом, наш вид достиг Азии уже 100 000 лет назад, Европы 40000 и Сибири 25000 лет назад. Америки люди достигли примерно 12000–15000 лет назад, чему способствовал существовавший тогда сухопутный переход в Беринговом море. Затем они двигались за морскими выдрами, тюленями и другими съедобными дарами моря, населявшими «водорослевые пастбища» вдоль побережья Северной и Южной Америки. Легкость передвижения, включавшего использование примитивных плотов, а также обилие пищевых ресурсов и мест, где можно было укрыться, ускорили миграцию людей вдоль морских береговых линий и речных долин [46].

В недавних исследованиях корректируются указанные даты и пересматриваются некоторые из гипотез. Результаты анализа генома, например, позволяют предполагать, что азиатские или полинезийские народы достигли Америки вероятно намного раньше, чем это было бы возможно по сухопутному переходу в Беринговом море, а недавние ископаемые находки в Китае указывают на то, что современные люди прибыли туда на 100 000 лет раньше, чем принято в существующих моделях. Мы совершенствуем наше нынешнее представление о распространении людей по всему земному шару после их выхода за пределы Африки. Так, антрополог-любитель Тур Хейердал предположил, что коренные американцы путешествовали через Тихий океан. Так и мы совершенствуем и даже полностью переосмысливаем наши взгляды на отношения, имевшиеся у древних людей и предков человека друг с другом [47].

В Европе и Евразии ранние люди пересекались во времени и в пространстве с неандертальцами, которые были крупнее, сильнее и лучше приспособлены к холоду, чем Homo sapiens. В конце концов, неандертальцы вымерли примерно 40 000 лет назад после продолжительного контакта с Homo sapiens, и хотя неясно, сколь тесно взаимодействовали Homo sapiens с неандертальцами, они определенно сосуществовали. Например, очевиден интербридинг, смешивание, ввиду наличия неандертальских признаков у большинства современных людей. Более того, ископаемые и генетические данные свидетельствуют о том, что Homo sapiens во время своего восхождения к глобальному господству сосуществовали и с рядом других человеческих видов, рас или культур, бывших наземными двуногими охотниками-собирателями и также использовавших инструменты. Эти находки кардинально меняют давно устоявшееся политкорректное повествование о медленной линейной эволюции людей, согласно которому Homo sapiens просто поднялся на вершину пирамиды предыдущих видов человека. Более реалистичным, вероятно, будет представить, что ранние человеческие виды пересекались во времени и пространстве, в сотрудничестве и конкуренции, и Homo sapiens оказался единственным выжившим видом. Так как же получилось, что прошли отсев и остались на поле только мы [48]?

Сравнительные исследования современной и предковой ДНК человека показали, что Homo sapiens могли заразить людей других видов, с которыми они сталкивались при миграции из Африки, новыми, опасными тропическими болезнями. Одновременно предыдущие контакты с такими заболеваниями могли сделать современных людей относительно устойчивыми к менее агрессивным болезням, с которыми они затем сталкивались в умеренном климате по всему миру. Более того, история вновь и вновь доказывает, что люди недружелюбно относятся к незнакомцам. Возможно, что к исчезновению других видов Homo привели стремление к доминированию и агрессивность Homo sapiens. Стивен Пинкер на основе имеющихся данных об ископаемых останках утверждал, что у ранних людей было чрезвычайно жестокое, убийственное прошлое, смягчавшееся благодаря развитию культурного умиротворения, цивилизации и сотрудничества [49]. К этой идее мы вернемся в Главе 4 [50].

Акцент на соперничество между этими разными видами людей согласуется с эволюционной теорией даже в рамках продвигаемого мною принципа сотрудничества. Экологическая и эволюционная теория предсказывает, что конкуренция между видами с пересекающимися нуждами и потребностями является более жесткой, чем конкуренция между видами с расходящимися потребностями, и может быть разбита на два типа: прямая конкуренция (интерференция) и косвенная (эксплуатация). При прямой конкуренции между конкурирующими видами в биоценозе складываются антагонистические отношения, виды борются за ограниченные ресурсы, и более сильные виды вытесняют более слабые из них силой. В случае косвенной конкуренции один из видов использует ресурсы эффективнее другого, при этом скорость роста, размножения или выживаемость другого вида снижается. При распространении Homo sapiens по всей Земле, вероятно, были задействованы оба этих вида конкуренции. Если мы рассмотрим более близкую к нам историю, например, освоение европейцами Северной и Южной Америки или островов Тихого океана, то распространение болезней, эксплуатация ресурсов и прямые конфликты (в форме войн и геноцида) были определяющими факторами перехода одних групп людей под власть других. Подразумеваемое здесь насилие не должно шокировать: эгоистичные гены быстро перерастают в группы руководимых ими враждующих, геноцидных и порабощающих культурных объединений. Позже мы рассмотрим длинный, настораживающе последовательный послужной список использования человечеством конфликтов и разрушений для нанесения вреда другим людям [51].

Поскольку люди совершали свой колонизирующий марш по всему земному шару, им пришлось столкнуться с драматическими изменениями климата. В частности, имели место два максимума оледенения – периодов, когда мощные толщи льда покрывали обширные пространства суши. Это приводило к похолоданию климата и понижению уровня моря более, чем на сто метров, что означает, что ранние поселения людей вдоль морских побережий скрыты теперь под водой и похоронены в отложениях на континентальном шельфе. Эти события не только сформировали географию в известном нам сегодня виде (например, наносы песка создали полуостров Кейп-Код, оставив позади большие водные пространства Лонг-Айленд-Саунда и Великих озер), но также бросили серьезный вызов населению, особенно в умеренных и бореальных широтах. Первый ледниковый максимум совпал с успешным передвижением людей из Африки 70 000 лет назад, а второй существовал всего 12 000–25 000 лет назад. Эти ледниковые периоды не только обнажали мосты между континентами и ныне отделенными от них островами, но являлись мощными событиями естественного отбора. Недавнее параллельное исследование закономерностей образцов ископаемой ДНК человека и климатических вариаций показало, что экстремальные климатические условия сыграли главную роль в формировании популяций и генетики человека, одновременно прямо или косвенно влияя на выживание конкурентов человека и хищников. Но, несмотря на эту борьбу – в какой-то момент плотность людей на Земле составляла в среднем всего около одного человека на квадратную милю, – люди заполнили нашу планету, изменив жизнь животных, с которыми они сталкивались на своем пути. Там, где обосновались люди, развивались новые отношения с разделявшими с ними пространство животными, – в лучшую или в худшую стороны [52].

Партнеры и жертвы

Мы уже обсуждали, что составляющие наши тела клетки представляют собой высокоразвитое мутуалистическое партнерство бывших независимых микроорганизмов, и что мы остаемся буквально и метафорически сосудами сторонней микробной войны и сотрудничества. Наши отношения с макроорганизмами – животными и растениями, – с которыми мы имеем дело, также являются сложными и часто запутанными, начиная от пассивного комменсализма, когда не наблюдается заметного воздействия их на нас или нас на них, до обязательного взаимного мутуализма, когда мы столь же зависимы от другого вида, как и он от нас. Но чаще всего эти партнерства оказываются где-то между этими двумя крайностями. Абсолютно нейтральные ассоциации (комменсализмы) в действительности редки, поскольку тщательный анализ обычно выявляет некоторые издержки или выгоды одной из сторон, хотя и небольшие. В любой ассоциации эти издержки и выгоды делают паразитизм и мутуализм более распространенными определениями.

Классическая история человеческого мутуализма началась еще 30 000–36 000 лет назад, хотя и не была успешной вплоть до 11 000–16 000 лет назад, когда произошло одомашнивание собак (или, как говорят у меня дома, приручение людей собаками). Приручение собак, вероятно, началось пассивно, с отношений комменсализма между неагрессивными членами волчьих стай и палеолитическими охотничьими группами. Высказывалось также предположение о том, что ранние люди, возможно, активно способствовали их одомашниванию, выращивая брошенных волчат. Одомашниванию волков вероятно способствовали как пассивные, так и активные процессы. Волки могли получать выгоду, потребляя остатки добычи ранних охотников, при этом способствовать поимке добычи на охоте, обеспечивать защиту мест разделки туш от конкурирующих хищников и действовать как сторожа стоянок, предупреждая людей об опасности. Постепенно люди начали подкармливать менее агрессивных волков, что вначале привело к мутуализму, а затем и к первому известному случаю одомашнивания (обязательный мутуализм). С этого момента началась совместная эволюция людей и собак (произошедших от ныне вымершего предка серого волка) [53].

Как только отношения переросли во взаимозависимость, тандем верного стайного животного с острыми обонянием и зрением, и обладающего изобретательностью и инструментальными технологиями человека, обеспечивали успешную защиту и добычливую охоту на более крупную и опасную добычу, такую, как мамонты, медведи и крупные кошки. Выдвигалось предположение о том, что одомашненные собаки охотились вместе с людьми, когда те завоевывали новые континенты, формируя межвидовое партнерство, позволяющее вместе достичь гораздо большего, чем любой из этих видов мог бы достичь сам по себе. Утверждалось даже, что симбиоз или сотрудничество людей и собак привели к исчезновению неандертальцев, когда этот смертоносный тандем вторгся в Европу, и к исчезновению крупных млекопитающих травоядных животных и опасных хищников, когда люди и их собаки пересекали Северную и Южную Америку [54].

Недавние исследования в области одомашнивания животных показали, что одомашнивание привело к сохранению и отбору ювенильных признаков у одомашненных видов, это явление называется неотенией. Сорок лет назад русский генетик Дмитрий Константинович Беляев провел важное исследование неотении, когда он начал одомашнивать лисиц, отбирая их по послушности. Это привело к выведению взрослых лис, похожих на щенков и отличающихся по темпераменту, поведению и морфологии от своих диких предков. У них были сохранены ювенильные черты, такие, как подчинение и покладистый нрав. Неотения – это обычное взаимодействие эволюции и развития организма. Человеческие младенцы в период внутриутробного развития безволосые и рождаются с головами и мозгом, пропорционально более крупными, чем у взрослых. Вследствие неотении эти признаки, присутствующие у неполовозрелых индивидов, избирательно сохраняются, что является причиной наличия большого мозга и отсутствия волос на теле взрослых людей [55].

Таким образом, благодаря этому новому мутуалистическому партнерству и своему творческому мышлению, направленному на освоение более холодных широт и адаптацию к новым местам обитания, люди смогли быстро перемещаться на новые континенты и острова. Люди стали свободнее от ограничений биологического и физического характера, и к 10 000 г. до н. э. вторглись на все континенты, кроме Антарктиды, вместе с нашими собаками, нашими паразитами и нашими микробами. Это привело к одному из самых радикальных первоначальных последствий глобального расселения человека: столкновению с крупными животными, не имевшими опыта общения с людьми.

Последствия нашего мутуализма с собаками были драматичны. Если микробные мутуализмы привели к образованию ядросодержащих клеток и многоклеточных растений и животных, то наш мутуализм с собаками, как полагают, привел к исчезновению большинства мегафауны (крупных животных) на новоосвоенных землях. Эти крупные животные часто не испытывали страха перед человеком, так как не знали людей и не имели опыта общения с ними, в отличие от крупных животных Африки. В Африке люди и собаки коэволюционировали параллельно с крупными хищниками и их добычей, поэтому при приближении людей крупные африканские животные проявляли осторожность. Служившие добычей людей крупные медленно размножавшиеся животные на вновь захваченных сухопутных территориях не имели такого преимущества. Считается, что отсутствие знакомства с человеком сыграло важную роль в исчезновении многих видов таких животных. Для наивной мегафауны наши предки были просто маленькими, тощими обезьянами, которых не стоит бояться. Это недопонимание сделало их чрезвычайно уязвимыми для изобретательных стратегий групповой охоты на них людей, распространявшихся по всему земному шару. Участие людей в таких масштабных событиях вымирания усугублялось одновременно происходящими изменениями климата. Хотя вымирание крупных млекопитающих в плейстоцене в Северной Америке, например, было вызвано комбинацией вторжения людей, изменениями климата и воздействия метеоритов, исследования конкретных ситуаций во всем мире по сию пору демонстрируют невероятное разрушительное действие людей на вновь встречаемую мегафауну. В результате сегодня мы можем наблюдать поразительную картину: на большинстве сухопутных массивов мало видов крупных животных, но на африканском континенте, где крупные животные развивались вместе с людьми, они продолжают процветать [56].

К примеру, когда во время ледникового периода люди на примитивных плотах, перебираясь с острова на остров, достигли Австралии, они обнаружили там двухметровых кенгуру, пасущихся травоядных животных размером с самосвал, нелетающих птиц в два с половиной метра ростом и хищников высшего порядка, которых люди могли легко убить. За несколько тысяч лет 94 % видов крупных животных в Австралии вымерли [57]. Недостаток знакомства с людьми наряду с человеческими тактиками групповой охоты, инструментами и даже использованием огня людьми для расчистки мест обитания и изгнания животных из укрытия привели к быстрому уничтожению мегафауны, как это произошло в Северной Америке, где 73 % крупных млекопитающих вымерли в течение нескольких тысячелетий после встречи с людьми. Опять же, хотя быстрые изменения климата ледникового периода несомненно сыграли свою роль, деятельность человека нельзя отбрасывать в сторону. Например, в Северной Америке существует множество мест массового убийства животных, относящихся к этому периоду, где мы можем видеть, что охотники просто загоняли большие стада своих жертв на высокие скалы, откуда они срывались и погибали.

В более близкие к нам времена колонизация океанических островов вновь привела людей к контакту с уникальными крупными животными, в частности нелетающими птицами, вскоре вымершими (Рисунок 2.3). На тропических островах Тихого океана большинство наземных птиц и гнездящихся там видов морских птиц были обречены на вымирание охотящимися на них людьми или завезенными людьми на эти острова крысами. Считается, что потеря видов тропических островных птиц превышает 2000 видов и составляет 20 % от глобального сокращения числа видов птиц. На Мадагаскар люди прибыли 2000 лет назад, что привело к исчезновению некоторых поистине впечатляющих животных. Это, по меньшей мере, восемь видов гигантских нелетающих птиц-слонов [58], семнадцать видов обезьяноподобных лемуров, гигантская черепаха, крокодил, три вида бегемотов, гигантский хищный кот и гигантский венценосный орел. Вследствие небольших площадей и малочисленности популяций, низкого уровня иммиграции животных и отсутствия каких-либо хищников биологические виды на океанических островах особенно подвержены вымиранию при прибытии туда людей [59].

Рисунок 2.3. Животные, вымершие с первой волной миграции людей из Африки, включают додо (Raphus cucullatus), нелетающую птицу, эндемичную для острова Маврикий к востоку от Мадагаскара, и шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), на которого люди охотились вплоть до его вымирания 4000-10 000 лет назад. Оригинальный рисунок на основе данных из общедоступных источников.

К началу сельскохозяйственной эры вид Homo sapiens уже повлиял на Землю больше, чем любой из существовавших ранее биологических видов. Эта первая всемирная волна разрушения прокатилась благодаря особенно мощной комбинации напора безжалостных эгоистичных генов и использования преимуществ взаимодействия совместно эволюционировавших взаимозависимых партнеров, значительно усиливавших их индивидуальный и групповой эгоизм. Менее чем за 100 000 лет наш биологический вид не только уничтожил все конкурировавшие с ним виды человека, но и стал самым агрессивным и разрушительным инвазивным видом на Земле. Обладавшие инструментами, торговлей, языком и огнем и имея рядом собак, люди становятся хищниками высшего порядка, способными передвигаться по собственному желанию и изобретательно побеждать во множестве битв. Человечество развивалось и становилось все более сложным вследствие лежащих в основе его жизни аутопоэтических процессов, посредством которых каждое изменение будет менять что-то еще, а это, в свою очередь, еще что-то другое. Ранняя история нашего вида – это притча о силе сотрудничества в среде обитания, такой, как наше партнерство с собаками, и о разрушительности конкуренции, как истребление иных видов человека. Это также напоминание о том, что значит быть частью экосистемы, и расти и развиваться вместе с ее участниками. Вымирание крупных млекопитающих по всему земному шару, включая сегодняшние угрозы остающейся мегафауне Африки, ярко демонстрирует мощь и важность кооперативной взаимозависимой жизни и то, как введение в систему новых элементов способно полностью ее разрушить.

Тем не менее, сколь бы доминирующими ни были люди, они продолжали оставаться в ловушке пищевой цепи. Они все еще могли рассчитывать лишь на то, что могли добыть на охоте или найти. Это, однако, должно было измениться благодаря дальнейшей коэволюции и сотрудничеству. Более того, это следующее изменение вызовет второй глобальный сейсмический сдвиг в жизни на Земле, поскольку палеолитические люди развили взаимную зависимость от небольшой группы растений и животных, присоединившихся к нам в ходе завоевания земного шара посредством мощных кооперативных зависимостей.

Глава 3
Укрощение природы

Обследование побережья, откапывание моллюсков, наблюдение за птицами и выслеживание животных – все это обнажает умиротворяющую связь с периодом нашего долгого ученичества на Земле. Знания о своей среде обитания были жизненно важны для выживания наших предков, охотников-собирателей. Мы имеем похожие, хотя и не столь глубокие родовые связи с работой на земле и заботами о нашем урожае. Мы украшаем свои дома цветами, озеленяем наши дворы и получаем удовольствие от ухода за садом. Эти действия подсознательно связывают нас с нашим эволюционным растениеводческим прошлым. Я испытываю смущающее меня первобытное желание искоренить особенно распространенные сорняки, угрожающие моему приусадебному участку, хотя я и не против их процветания на общественных парковках. Мы даже отмечаем щедрость Земли сезонными праздниками, уже утратившими свое первоначальное значение. Культурно и генетически мы заглядываем в наше прошлое, вылепившее нас такими, какие мы есть, и откуда мы пришли к нашему господству на Земле.

Одомашнивание относительно небольшого, избранного числа растений и животных, на которых мы полагаемся и которые полагаются на нас в своем выживании, является коэволюционным мутуализмом. Этот симбиогенетический процесс столь же четко сформирован взаимными выгодами, как и коэволюционная взаимозависимость между цветами растений и насекомыми-опылителями. Эволюция взаимозависимости между цветами и насекомыми-опылителями привела к взрыву разнообразия цветковых растений и их опылителей. Аналогично одомашнивание человеком небольшой, отобранной группы растений и животных привело к тому, что эти виды стали одними из самых распространенных на Земле, поскольку люди стали доминировать на планете.

Сельскохозяйственные революции были одними из самых разительных поворотных моментов в истории человечества и Земли, сопоставимых с освоением огня и изобретением кулинарии, изменившими наш мозг и приведшими к глобальному доминированию нашего биологического вида. Эти революции – во множественном числе, поскольку развитие сельского хозяйства происходило независимо, по крайней мере, полдюжины раз по всему миру – были вдохновлены и обусловлены естественно-историческими партнерскими отношениями между системами и организмами, приведшими человека на первое место. Прежде чем сельское хозяйство и сопутствующий ему оседлый жизненный уклад стали образом жизни, люди все еще находились под контролем среды обитания. Климат, добыча продовольствия и хищники все еще определяли ответные действия людей, и мы были включены в пищевую сеть как кочевые охотники-собиратели.

Чтобы проследить переход между этими образами жизни, требуется тонкое понимание условий существования охотника-собирателя, в частности, мутуализмов и обратных связей, уже возникавших и развивавшихся в досельскохозяйственную эпоху существования человечества. Начиная от методов управления земельными ресурсами, выработанных в результате проживания в низкопродуктивных регионах, до одомашнивания пасущихся животных и дающих зерно трав, и до коэволюции растений, животных и наших пищеварительных систем, сельское хозяйство стало конечным результатом сети преимущественно непреднамеренных или случайных отношений сотрудничества. Когда люди полностью осознали эти механизмы и мутуализмы, они смогли взять бразды правления сельским хозяйством и одомашниванием в свои руки и получить контроль над своей средой обитания. Сельскохозяйственные революции привели к тому, что люди размножились как никогда ранее в густонаселенных районах, что изменило почву, растительный и животный мир и даже атмосферу всей нашей планеты. Это развитие имело столько же отрицательных последствий, сколько и положительных. Освобождение от ограничений и структур пищевой цепи и естественной среды обитания смогло дать нам контроль над планетой, но оно также направило нас на опасный путь, угрожающий провозглашаемой нами цивилизации.

От стоянок охотников к управлению земельными угодьями

До того, как появились фермы, существовали стоянки охотников. Поскольку наши предки охотники-собиратели позднего каменного века зависели от естественных приливов и отливов сезонных циклов роста растений и миграций животных, они создавали сезонные стоянки для ловли рыбы, охоты и сбора урожая растений. В некоторых «фамильных» пещерах, например, люди жили на протяжении более двух миллионов лет, предшествовавших появлению Homo sapiens. Пещеры были естественными местами краткосрочного проживания древних людей, но они также строили покрытые соломой или тростником убежища из камня, высушенных на солнце глиняных кирпичей, стволов деревьев либо костей давно вымерших мамонтов. В то же самое время вдоль богатых продовольствием районов, как то западное побережье Северной и Южной Америки, северное побережье Африки и речные долины Европы и Китая, возникали досельскохозяйственные протогорода. Это были уникальные жилые сооружения, особенно потому, что наиболее высокопродуктивные среды обитания не были пригодны для обитания ранних людей из-за густых, опасных лесов, населенных крупными хищниками. До разработки людьми технологий одомашнивания сельскохозяйственных культур и усовершенствованных инструментов, необходимых для расчистки лесов в целях ведения сельского хозяйства, в продуктивных ландшафтах преобладали опасные для человека леса [60].

Эта неспособность жить в наиболее желанных и богатых пищей местах обитания отражает общее правило экспериментальной экологии относительно составления сообществ. Формально это называется «принципом конкурентного исключения», согласно которому два вида организмов с одинаковой экологической нишей или потребностями не могут сосуществовать. То есть наиболее доминирующие хищники и конкуренты монополизируют лучшие места обитания для роста и размножения, вытесняя подчиненные виды в менее благоприятные места. Это давление изначально принуждало людей селиться на низкопродуктивных территориях саванн и вдоль берегов рек, подобно тому, как густые мангровые леса в Новой Гвинее принуждали встреченную мною во время моей исследовательской экспедиции 1970-х гг. семью проводить свои ночи в море в целях безопасности. Люди придерживались саванн и речных берегов, точно так же, как обезьяны придерживаются крон деревьев вследствие естественных правил составления экологических сообществ, сложившихся в течение тысячелетий естественного отбора и ставших понятными в последние несколько десятилетий в ходе контролируемых полевых экспериментов [61].

Эти районы с низкой продуктивностью служили убежищем не только людям, но и другим организмам, таким как быстрорастущие сорняки и пассивные пасущиеся травоядные животные, по тем же причинам и правилам принужденные жить в таких средах обитания. Травы и пассивные травоядные животные, разделявшие такие среды обитания, были идеальными партнерами для формирования зависимостей и мутуализмов. Такое простое естественное сообщество не привело к одомашниванию, но оптимальные действующие лица оказались в нужном месте и в нужное время для коэволюции, одомашнивания и развития цивилизации. Как мы увидим в дальнейшем, одомашнивание и сельское хозяйство были результатом сотрудничества, а не дерзновенной изобретательности и творчества.

До того, как одомашнивание включило в себя другие организмы помимо собак, люди уже стали управлять населяемыми ими ландшафтами в целях повышения урожайности. Чаще всего и интенсивнее это происходило вблизи сезонных убежищ, где поколение за поколением сообщества охотников-собирателей накапливали богатые знания о местных растениях и животных [62]. Они выборочно собирали урожай и ухаживали за растениями с желаемыми характеристиками, такими как крупные семенные головки, и отсеивали растения с мелкими чахлыми плодами. Они также удаляли из сообществ своих любимых растений нежелательные виды и больные экземпляры. Ухаживая, собирая и обрабатывая предпочтительные растения, они непреднамеренно становились агентами их расселения, распространяя семена этих растений в сезонных лагерях охотников-собирателей, на свалках, в отхожих местах, возле очагов и вдоль маршрутов своего передвижения. Эти навыки и незапланированные ассоциации методом проб и ошибок были усовершенствованы и поставлены на службу человеку. Так со временем ранние люди стали квалифицированными растениеводами. На практике они узнали то, что немецкий монах Грегор Мендель позже в XIX веке докажет в своей работе по генетическим изменениям гороха: когда определенному признаку уделяется внимание и он поощряется, естественный отбор вознаградит будущие поколения растения тем же признаком. Подобно пчелам и колибри, выбирающим цветы с лучшим нектаром, ранние люди стали агентами естественного отбора – так же, как и вы, когда удаляете плохо растущие или зараженные вредителями растения из своего сада.

Другой распространенной и важной досельскохозяйственной практикой землеустройства было выжигание опушек леса. Выжженные леса давали ранним людям немедленный запас приготовленных семян, овощей и даже приготовленных животных, укрывавшихся в подлеске – палеолитический эквивалент покупки фастфуда. Контролируемое выжигание также поддерживало продуктивные, менее опасные ландшафты с преобладанием трав и кустарников. Одновременно оно сдерживало наступление угрожающих лесов с большими агрессивными хищниками и конкурентоспособно доминирующими и хорошо защищенными растениями. В конце концов, на этих открытых пространствах произошел отбор устойчивых к огню и даже зависимых от выжигания растений вследствие их стойкости, доминирования, высокого выхода семян и размножения с их помощью. Это не так странно, как может показаться, поскольку зависимые от пожаров растительные сообщества встречаются естественным образом в местах, подверженных частым ударам молнии, таких как сосновые леса во Флориде или африканские саванны. В этих местах обитания, где пожар является предсказуемой опасностью, многие растения не могут размножаться без него. Люди, возможно, даже осознавали пользу огня для зависящих от него растительных сообществ на землях наших предков (в эфиопской саванне) [63].

Созданные огнем ландшафты увеличили видовое разнообразие быстрорастущих, плохо защищенных сорных растений, бывших, в свою очередь, магнитами для крупных, пасущихся травоядных животных, таких как овцы, козы и крупный рогатый скот. Другими словами, в мутуалистическую связь между пасущимися травоядными животными и сорными травами, где травоядные животные получали выгоду из легкодоступного источника пищи, а травы извлекали выгоду из-за замедления расширения леса травоядными, вовлекались и люди, вдохновляемые результатами выжигания леса. То, что нагульный скот поддерживает заросшие травами границы, было тщательно проверено на модели экосистемы скалистых берегов.

Помимо стимулирования положительной обратной связи между травоядными животными, избранными растениями и людьми, выжигание лесов вполне могло привести людей к осознанию того, как огонь и кулинария увеличивают широту их рациона, смягчая и лишая ядовитых свойств несъедобные растения, превращая их в богатую энергией пищу. Выжигание леса, возможно, дало людям представление о сущности будущих технологий, таких как закалка инструментов с помощью нагрева, преимущества использования древесного угля и даже металлургии и стекловарения. И сегодня австралийские аборигены по-прежнему используют огонь для управления земельными ресурсами, а подсечно-огневое земледелие остается методом, широко используемым многими культурами коренных народов Центральной и Южной Америки [64].

В периоды между частыми возвращениями на сезонные стоянки и использованием огня для управления популяциями растений (путем сохранения предпочтительных растений и ограничения роста леса) люди были частью зарождающейся коэволюции, включающей положительные обратные связи между собой, пасущимися травоядными животными и сопутствующими им съедобными растениями. Вот поэтому нашими эволюционными истоками явились саванны и луга. Это были не самые продуктивные места на Земле, но именно там мы могли безопасно охотиться и собираться, и где мы могли изучать естественную историю поросшего сорняками мира вокруг нас. Объединение этих элементов мутуалистическими отношениями, непосредственно предшествовавшими одомашниванию животных и растений, было лишь вопросом времени.

Коэволюция и одомашнивание

Взаимовыгодное партнерство людей с местной флорой и фауной развивалось преимущественно пассивно путем естественного отбора, а не сознательно в соответствии с определенным намерением или целью. Термин «коэволюция» первоначально был введен в научный оборот и определен Полом Эрлихом и Питером Равеном в их статье 1964 года о бабочках и растениях, но эта идея в неявном виде содержалась в наблюдениях Чарльза Дарвина о взаимодействии цветов и насекомых-опылителей [65]. Понятие коэволюции весьма точно описывает не только пассивные отношения, базирующиеся на обратных связях, возникших вследствие избирательной расчистки людьми участков вокруг своих стоянок, случайно рассредоточивая полезные растения на территории стоянок и отхожих мест (и удобряя их таким образом), и при выжигании опушек лесов вокруг стоянок, но и первые шаги людей в сторону одомашнивания животных.

Одомашнивание злаковых культур людьми привело к потере этими растениями приспособлений для рассеивания семян. Люди отдавали предпочтение растениям с семенами, остававшимися прикрепленными к их семенным головкам, что облегчало их уборку. Также отбирались растения, потерявшие такие приспособления для рассеяния семян, как волоски, цепкие крючки или колючки, усложнявшие сбор, транспортировку и обработку семян. По иронии судьбы, именно эти волоски и крючки привели к одомашниванию этих сорных растений, так как их семена распространялись, цеплялись за шерсть крупных млекопитающих или наших предков гоминид. Однако теперь люди отбирали семена на основании утраты этих механизмов рассеивания, что делало дальнейший успех растений зависимым от вмешательства человека, а не от животных или ветра. И, наконец, отбирались семена крупных размеров с благоприятными свойствами (такими, как отсутствие признаков прорастания), созревающие одновременно и дающие растения компактного роста. Все это делалось охотниками-собирателями пассивно, они невольно выступали в качестве мощных агентов естественного отбора, преимущественно использующих и невольно размножающих растения с нравящимися людям свойствами [66].

Животные, такие как овцы и крупный рогатый скот, также начинали как организмы-консументы, извлекавшие выгоду из жизни рядом с людьми. Эти пассивные травоядные животные могли использовать легкодоступную траву за пределами более опасных лесов, и на открытых пастбищах они могли лучше развивать свою защиту от хищников. Как стадные животные, эти виды находят безопасность в многочисленности и комфорт в группах с лидерами. Уильям Д. Гамильтон назвал такие группы «эгоистичными стадами», полагая, что физически и конкурентно подчиненные особи и уязвимые виды-жертвы эволюционировали для жизни в группах потому, что ценность защиты от хищников перевешивала издержки стадной жизни. Преимущества групповой жизни можно увидеть в популяциях от крупного рогатого скота до скворцов, прибрежных мидий и устриц: жизнь в скоплениях является общей естественной стратегией выживания. Обширные колонии устриц или устричные рифы вдоль берегов морей и устьев рек также привлекали ранних людей. Тысячелетия спустя места этих бывших устричных рифов, где долго осуществлялась добыча этих моллюсков, будут курьезным образом геоархеологическими метками древних поселений, устроенных для промысла. В городских поселениях в пригородах Нью-Йорка древние богатые раковинами отвалы послужили материалом для постройки первых цементоподобных зданий из так называемого «земляного», или табби бетона – прочного строительного материала, созданного пока еще непонятным методом из смеси устричных раковин с песком и другими легкодоступными строительными материалами [67].

Но, в отличие от устриц (а также скворцов и большинства стадных животных), стадным поведением травоядных животных, таких как крупный рогатый скот, люди могли легко управлять посредством действий, со временем ставших такими же, как у ранних скотоводов. Стада травоядных животных держались возле людей до тех пор, пока не выработался взаимный обязательный мутуализм. Легче осуществимым это было с животными-консументами, например с предками овец, приученными к пассивности, которыми можно было активно управлять и отбирать особей с желательными признаками. Как полвека назад продемонстрировал австрийский биолог Конрад Лоренц, такие взаимоотношения были укреплены путем импринтинга, или «запечатления», посредством которого социальные, покорные животные в юном возрасте «запечатлевают» живущих с ними людей, видя в них родителей или лидеров. Коэволюция и импринтинг привели ряд видов растений и животных к одомашниванию, а людей к сельскохозяйственному образу жизни. Со временем это также дало людям улучшенное питание, более крепкое здоровье и больший репродуктивный успех. Благодаря своей изобретательности и познавательным способностям люди затем осознали одомашнивание как мощный новый инструмент или технологию и стали использовать то, что уже происходило в череде поколений естественных, взаимовыгодных отношений.

Активное использование технологии одомашнивания привело к двум различным, ранним образам жизни людей: оседлым фермерам, занимавшимся выращиванием сельскохозяйственных культур, и пастухам-скотоводам, кочевавшим со своими стадами по продуктивным пастбищам. Это привело к расхождению культур. С одной стороны оседлые фермеры, заботящиеся о своих земельных участках, которые, в свою очередь станут городами, способными поддерживать их фермерские эксперименты и деятельность, а с другой – кочевые скотоводческие племена с подвижным образом жизни, основанным на торговле, уходе за скотом и верховой езде. Города стимулировали рост населения аграрных земледельческих культур, в то время как одомашнивание лошадей стимулировало рост кочевых скотоводческих культур и, со временем, торговли [68].

Как нам напоминает археолог Мелинда Зедер из Смитсоновского института, одомашнивание – это устойчивые на протяжении многих поколений мутуалистические отношения, в которых один организм обретает влияние на воспроизводство и заботу о другом организме для предсказуемого обеспечения себя нужными ресурсами со стороны организма-партнера. Оба организма, как одомашниватель, так и одомашниваемый, получают преимущества перед организмами, остающимися вне этих отношений [69]. Это точное определение указывает на ту же самую игру выгод, сильнее прочего способствующую коэволюции организмов. Одомашнивание при этом добавляет сознательное увековечивание этих отношений, что также вело к разработке методик повышения продуктивности одомашненных животных. Возрастание когнитивных способностей людей привело к тому, что выигравшие от кооперации с человеком растения и животные стали приносить ему пользу, а последовавшее за этим одомашнивание привело не только к доминированию человека, но и к тому, что растения и животные из горстки избранных человеком стали самыми многочисленным на Земле.

Коэволюция не обязательно улица с двусторонним движением: некоторые растения и животные извлекли выгоду из растущего успеха людей, не принося им взамен пользы. Эти растения и животные могут иметь односторонние отношения комменсализма с людьми, не помогая и не вредя людям либо паразитируя на человеческом успехе. Среди них как следовавшие за человеком животные-комменсалы, такие как крысы, собаки, вши, клещи и другие, так и некоторые растения, ставшие обязательными комменсалами, требующими рассеивания с помощью человека и измененной человеком среды обитания. Такие растения, как одуванчики, золотарник, подорожник (называемый коренными американцами «следом белого человека»), ядовитый плющ и другие, традиционно рассматриваемые как «сорняки», столь же зависят от рассеивания и производимых человеком изменений среды, как и крысы, вши, клещи, крупный рогатый скот и пшеница. Непреднамеренное рассеивание легко приспосабливающихся (т. н. оппортунистических) растений по стоянкам охотников-собирателей сыграло большую роль в репродуктивном успехе этих растений.

Естественная история этих невыбранных партнеров человека максимизировала их успех в качестве попутчиков человеческого образа жизни. В случае растений важными признаками, способствующими сцепке их эволюционных вагонов с локомотивом человечества, были высокая урожайность семян, быстрое формирование популяции, длительный период покоя семян, связанное с человеком рассеяние, вегетативное (бесполое) распространение и способность успешно произрастать в нарушенных человеком местообитаниях. Они способны осуществлять это, разделяя ограниченные ресурсы со своими соседями таким образом, что угнетенные части растений могут получать поддержку и защиту со стороны неугнетенных соседей. Что же касается комменсальных животных, таких как клещи, крысы, постельные клопы, вши и плодовые мухи, называемые нами «вредителями», то они эволюционно следовали оппортунистической стратегии, приспосабливаясь к питанию отходами людей и к человеческому местообитанию, превращаясь в идеальных переносчиков микробных патогенов. Сотрудничество, таким образом, происходит на нескольких уровнях и с несколькими степенями активности и пассивности, намерения и осознанности. Кооперация с людьми одуванчиков или крыс помогла последним видам даже притом, что мы не стремились к партнерству с ними.

По сути, одомашнивание началось как непреднамеренный процесс, преимущественно как результат коэволюции, а не блестящей идеи. Это стало очевидным, когда биологи узнали больше об элегантно простых и мощных эффектах естественного отбора в диких популяциях. Имеющиеся данные позволяют предположить, что первый этап одомашнивания растений происходил 12 000 лет назад, в течение тысячелетнего периода быстрого похолодания, называемого периодом позднего дриаса. В рамках первых теорий предполагалось, что период похолодания был основной движущей силой одомашнивания, поскольку он ограничивал зоны безопасности людей, растений и травоядных животных. Хотя эти теории были в значительной степени опровергнуты, климатические условия, безусловно, сыграли решающую роль в истории сельского хозяйства – в его успехах и неудачах [70].

Объяснения причин и последствий одомашнивания (помимо собак) и сельскохозяйственных революций традиционно фокусировались на Плодородном полумесяце, пойме между реками Тигр и Евфрат в Месопотамии (где сейчас находятся Ирак и Иран) и долине Нила в Северной Африке (нынешний Египет). По этой причине Плодородный полумесяц обычно считается колыбелью цивилизации. Овцы были первыми животными, одомашненными в качестве источника пищи около 9000 г. до н. э., и их примеру последовали козы. Эта пара стала типичной для стад скотоводов-кочевников. Вскоре после этого были одомашнены коровы и свиньи, а около 4000 г. до н. э. одомашненный крупный рогатый скот, такой, как волы, был приспособлен для вспашки полей и для рытья оросительных систем. Как упоминалось ранее, эти животные были подвержены одомашниванию из-за их стадного поведения и инстинкта следования за лидером. Одним из самых важных успехов одомашнивания в истории человечества стали лошади, в то время как зебры, более опасные вследствие особенностей своего социального поведения, не могут быть одомашнены как вид, хотя возможно приручить отдельных особей. Кроме всего прочего, одомашнивание включает полный контроль над жизненным циклом животного [71].

Аналогично одомашнивание растений привело к наполнению нашей планеты такой же горсткой видов, одомашненных 10 000 лет назад. К тому времени в Плодородном полумесяце в соответствии с обычными пассивными и активными сценариями одомашнивания были одомашнены ячмень, пшеница, чечевица, горох, лен, инжир и вика. И сегодня эти растения являются одними из самых распространенных и важных для нас в мире. Например, пшеница была всего лишь одной из сорных трав в предгорьях Караджа-даг в Сирии, прежде чем распространилась до такой степени, что некоторые утверждают, что пшеница фактически одомашнила людей (Рисунок 3.1). Как бы ни была интересна эта «ботаноцентрическая» перспектива, она смешивает причину и следствие: предпочтения выбора в сельском хозяйстве были преднамеренными, придирчивыми выборами людей. Например, от дикой капусты, сорняка наподобие горчицы, обитающего в известняковых скалах побережья Ла-Манша с дефицитом питательных веществ, искусными овощеводами были выведены разнообразные общеупотребительные ныне овощи. Большинство рядовых гурманов будут удивлены, узнав, что все сорта капусты и многие популярные овощи, в том числе брокколи, цветная капуста, браунколь, брюссельская капуста и зеленая капуста, являются одомашненными и выведенными от одного варианта вида дикой капусты Brassica oleracea, родиной которой являются побережья Южной Европы. Проводя отбор по размеру листа, размеру почки, плотности почки, а также характеристикам цветка и стебля, овощеводы использовали селекцию для превращения Brassica oleracea в такое широкое разнообразие сортов распространенных овощей, что они больше не кажутся родственными. В ходе этого процесса это неприметное, не доминирующее в экосистеме растение, вынужденное существовать в физически маргинальной среде обитания, стало одним из наиболее успешных растений на Земле [72].

Рисунок 3.1. Одомашнивание трав. Предковая и одомашненная пшеница из Плодородного полумесяца (слева) и предковая и одомашненная кукуруза из Мезоамерики (справа).

Оригинальный рисунок на основе общедоступных источников.

Сходные события одомашнивания произошли почти одновременно примерно в полудюжине районов мира, например, вдоль реки Инд в Пакистане и вдоль рек Хуанхэ и Янцзы в Китае. Одомашнивание растений и животных быстро распространилось по всему земному шару из этих центров по мере экспорта семян, животных и методик одомашнивания [73].

Хлеб, пиво и оливки

Богатые углеводами семена злаковых трав и плоды деревьев, такие как оливки, демонстрируют изобретательность ранних людей и представляют собой увлекательные тематические исследования, иллюстрирующие причины и процессы первоначального одомашнивания. Дающие зерно луговые травы, например, оказались не только податливыми растениями по отношению к человеку, но и подтолкнули людей к важным ранним технологиям, а именно, производству хлеба и ферментации. Здесь мы снова сталкиваемся с отношениями с миром микроорганизмов. Оливковые деревья также являются удачным примером селекции от несъедобных диких предков к съедобному плоду, ставшему высоко ценимым и продающимся для использования в разнообразных целях.

Ученые предположили, что центральное место в истории человечества занимали семена и зерновые травы и что первоначальное избирательное использование этих богатых углеводами семян трав стимулировалось возможностью их ферментации и производства алкоголя. Это часть дебатов на тему «пиво или хлеб», все еще ведущихся сегодня. В настоящее время мы знаем, что наши предки-приматы развили способность усваивать алкоголь и даже могли есть забродившие фрукты. Биолог Роберт Дадли из Калифорнийского университета в Беркли предположил, что спелые фрукты были для этих предков настолько ценным продуктом, что они неизбежно стали бы есть попадавшиеся им временами перезрелые фрукты, иногда подвергавшиеся воздействию микроорганизмов, ферментирующих их с образованием алкоголя. Это могло не только подвергать наших предков воздействию алкоголя, но и привести к осознанию его ценности как дезинфицирующего средства и изменяющего сознание наркотика [74].

Представленный мною ранее Ричард Рэнгем не согласен с этой идеей. Он утверждает, что в ходе своего четырехлетнего исследования приматов он наблюдал лишь избегание приматами перезрелых фруктов. Тем не менее алкогольные напитки долгое время были частью европейской диеты и, возможно, они были компонентом нашего далекого диетического наследия. Люди палеолита могли обнаружить, что употребление полученных методом брожения напитков ограничивало заболевания, что, в свою очередь, могло позиционировать алкоголь как профилактическое средство. Учитывая частое загрязнение запасов воды домашними животными и сточными водами, эти напитки часто были безопаснее воды из местных источников. В Средние века алкоголь считался дезинфицирующим средством, называемым aqua vitae, или «водой жизни», и использовался для противодействия многим болезням, таким как холера и дизентерия, связанным с отсутствием канализационных систем во все более разраставшихся городах. Употребление алкоголя в медицинских целях по-прежнему широко пропагандируется в культурах коренных народов Африки и Индонезии, несмотря на то, что в культурах Запада его чаще считают рекреационным напитком [75].

Был ли их целью хлеб или алкоголь (или оба вместе), но кочевники Позднего каменного века в Западной Азии, или, иначе, Леванта, все вместе именуемые натуфийцами, разработали методы обработки зерна как минимум за 15 000 лет до одомашнивания злаковых трав охотниками-собирателями, представив еще один пример давней истории направляемого человеком естественного отбора. Доказательства этого можно найти на шлифовальных камнях, ступках и пестиках возраста, вероятно, 30 000 лет до н. э. Обработка зерна в досельскохозяйственную эпоху позволяет предположить, что натуфийцы признавали пищевую ценность зерна за тысячелетия до того, как были одомашнены зерновые культуры. С этого времени зерно, благодаря своей пищевой ценности и потенциалу хранения, стало одним из главных двигателей цивилизационного процесса. Химический анализ кулинарных артефактов этого периода также позволяет предположить, что неповрежденные или размолотые зерна вымачивались в воде, образуя кашу, являвшуюся основной натуфийской пищей и, вероятно, основой оригинальных рецептов, используемых шеф-поварами каменного века. Кашу, как и все органические соединения, атаковали атмосферные микробы, в том числе одноклеточные дрожжевые грибы. Они производили пастообразный бульон, имевший гораздо больше питательных веществ и энергии, чем само зерно, близкий по энергетической ценности к мясу.

Преобразование углеводов и сахаров в углекислый газ и алкоголь – это брожение, технология, открытая древними людьми и творчески использовавшаяся для производства дрожжевого хлеба, пива и вина – основных продуктов, обнаруживаемых нами на современных кухнях тысячелетия спустя. Благодаря освоенной методом проб и ошибок домашней химии ферментации, люди узнали о дополнительных ингредиентах и температурах, необходимых для того, чтобы побочный продукт диоксид углерода в кашице превращал хлебное тесто в дрожжевой хлеб и заставлял образующийся алкоголь создавать пиво и вино. А это значит, что каша, вне всяких сомнений, находится у основания кулинарного древа человечества [76].

Тот же переход от пассивной коэволюции к сознательному целенаправленному одомашниванию проявился и в превращении средиземноморских оливковых деревьев в один из важнейших товаров древнего средиземноморского и ближневосточного сельского хозяйства. Дикие оливки практически несъедобны для человека из-за их жесткости и горького вкуса, хотя менее разборчивые дикие и одомашненные животные, такие как крупный рогатый скот и козы, с готовностью их поедают. И все же оливковые деревья стали первыми одомашненными плодовыми деревьями, это произошло около 6000 г. до н. э., как раз во время возникновения первых городов в Месопотамии. Изначально оливковые деревья использовались как топливо для очага, источник древесного угля и строительный материал. Их было достаточно легко одомашнить, поскольку оливковые деревья можно размножать вегетативным способом, без семян, путем обрезки и укоренения ветвей – еще одной изящной неолитической уловки. Оливковые косточки и дрова были найдены на некоторых из самых ранних доземледельческих стоянок вдоль Средиземного моря, таких как 20 000-летняя стоянка Охало на Галилейском море (Тивериадском озере) в Израиле. Данные о производстве оливкового масла, датированные 6000 г. до н. э. в Кфар-Самире, Израиль, подтверждают идею о том, что оливки использовались в качестве дикорастущей пищи или в качестве источника лампового масла еще до их одомашнивания [77].

Рисунок 3.2. Средневековый процесс обработки средиземноморских оливок.

© ERFOTO/Alamy Stock Photo.

Благодаря многократным попыткам методом проб и ошибок сделать оливки вкусными и максимально увеличить ценность этих деревьев, древние поселенцы узнали, как обрабатывать оливки рассолом и получать из них оливковое масло. Оливки собирали, раскладывая под деревьями подстилку, чтобы было легко собрать спелые плоды. Затем их либо измельчали в мякоть, которую отжимали и отстаивали до выделения масла (сначала использовавшегося в качестве топлива для ламп и в кулинарных целях), либо замачивали с различными специями в солевом рассоле или растворе поташа из древесной золы, устраняя тем самым горький вкус и добавляя характерный аромат. Эти методы используются до сих пор, и вид разостланных под оливковыми деревьями тканей служит признаком осени по всему Средиземноморью. Когда финикийцы первыми проложили торговые пути вокруг Средиземного моря, оливковое масло было одним из наиболее ценных предметов торговли Древнего мира, а ко временам древних греков и римлян оно стало первейшим товаром, стимулировавшим коммерческую торговлю (Рисунок 3.2).

Становление сельского хозяйства

Однажды возникнув, сельское хозяйство распространилось с людьми по всему земному шару. Торговые маршруты способствовали раннему распространению сельскохозяйственных техник, например, вдоль рек Нил в Египте и Инд в Пакистане. Их проникновение в Европу происходило намного медленнее из-за климатических ограничений и характеристик растительности и почв. Кроме того, людям приходилось отыскивать безопасные пути через густые первозданные леса Западной Европы, разросшиеся после отступления ледниковых щитов десятью тысячелетиями ранее. Из-за почти непроходимых лесов сельское хозяйство в Европе распространялось в первую очередь вдоль морских побережий и русел рек.

Сельскохозяйственные технологии во всем мире легче распространялись вдоль параллелей, чем в меридиональном направлении, как утверждает Джаред Даймонд в своей книге «Ружья, микробы и сталь». Даймонд полагает, что одомашненные растения и животные, а также их микробные партнеры были адаптированы к своим климатическим условиям. Это означало, что человеческая культура могла быстро распространяться вширь континентов, но не так легко от высоких широт к низкоширотным тропическим местам обитания людей – даже после начала дальних путешествий и распространения колонизации в эпоху Великих географических открытий. Более высокие температуры и относительно постоянный климат без сильной сезонности или суровых зимних условий были неспособны контролировать насекомых – переносчиков инфекций и распространение заболеваний среди населения. Таким образом, в то время как коренное население тропических широт приобрело иммунитет к заболеваниям наподобие малярии, население с более прохладным, умеренным сезонным климатом было уязвимо для них. (Обратное не было проблемой, поскольку более низкие температуры и сезонность в умеренных широтах не были столь эффективным фактором отбора для высокопатогенных микробов.) Но несмотря на этот приобретенный иммунитет, тропические сообщества по-прежнему страдают от болезней и патогенного микробного бремени, что ограничивает у них развитие собственных технологий, которые позволили бы им проводить исследования во всемирном масштабе и получать доступ к сельскохозяйственным культурам из других стран.

По мере распространения симбиогенетических сельскохозяйственных революций по всему земному шару они изменяли и человеческие социальные структуры. Культура стала избирательным давлением на физиологию человека и на то, что мы можем и не можем есть. Это, в свою очередь, привело к взаимодействию между культурой и генетикой [78]. Как мы увидим, генетика человека формировалась и продолжает формироваться нашими быстро меняющимися культурами, когда гены и цивилизация коэволюционируют в ходе формирования и изменения наших пищевых привычек. Несмотря на это, мы все еще носим весомый генетический багаж из нашего давнего наследия охотников-собирателей.

Одним из наиболее ярких и интересных генетических изменений в рационе питания, обусловленных изменениями в культуре человека, является приобретение толерантности взрослого населения к лактозе, возникшей на заре сельского хозяйства примерно 10 000 лет назад. Толерантность взрослого населения к лактозе особенно распространена в умеренном климатическом поясе, где преобладает молочное животноводство, но также встречается и среди скотоводов в низких широтах. Углевод лактоза содержится исключительно в молоке млекопитающих, чьи детеныши способны переваривать его, по крайней мере до отъема, после чего эта способность теряется. То есть взрослые не сохраняют способность вырабатывать фермент лактазу, необходимую для метаболизма лактозы. На раннем этапе сельскохозяйственной революции, во время развития молочного животноводства, это означало, что люди должны были позволить молоку свернуться для образования йогурта и сыра – продуктов, хорошо усваивающихся после метаболизирования лактозы микробами. В этом случае не естественный отбор изменял ферменты человека так, чтобы мы были в состоянии переваривать молоко и использовать его в качестве источника энергии, а люди изобрели сыр и йогурт (подобно тому, как мы обрабатываем оливки, чтобы придать им привлекательный вкус). Но в то же время в культурах, развивавших молочное животноводство, взрослые люди эволюционировали в сторону увеличения периода выработки лактазы и, следовательно, способности усваивать молоко. Аналогично потере шерсти и приобретения большого мозга нашими обезьяноподобными предками, способность усваивать лактозу развилась у взрослых людей благодаря сохранению детских признаков – еще один пример неотении. Отражая биогеографию молочного животноводства, частота сохранения фермента лактазы у взрослых высока у северных европейцев (более 90 % скандинавов толерантны к лактозе), сравнительно низка в Южной Европе и на Ближнем Востоке (50 % испанцев, французов и арабов толерантны к лактозе) и чрезвычайно низка в Азии и Африке (лишь 1 % китайцев и от 5 до 20 % жителей Западной Африки толерантны к лактозе). Исключением, подтверждающим правило, является высокая распространенность толерантности взрослого населения к лактозе (90 %) в культуре африканского народа тутси, занимающегося молочным животноводством [79].

Эта история становится еще более интересной, если рассмотреть глобальное распределение толерантности и непереносимости лактозы. Непереносимость лактозы коррелирует с историческим распространением болезней крупного рогатого скота, таких как сибирская язва. Это подразумевает, что молочное животноводство и его культурные последствия не возникали там, где была велика угроза заболеваний крупного рогатого скота. Это говорит о том, что экология болезней повлияла на вероятность укоренения скотоводства и молочного животноводства в определенных регионах, что, в свою очередь, явилось фактором давления отбора на ферменты пищеварительной системы. Это также иллюстрирует то, как сельскохозяйственные революции формировали взаимодействие между культурными традициями, генами и экологией, создавая в мире характерные наборы особенностей пищеварительного метаболизма и рациона людей. Теперь, к примеру, мы можем понять, почему в некоторых современных культурах, разводящих коз и коров, люди едят молочные продукты на основе йогурта и сыра, но избегают свежего молока, и почему южноитальянские соусы готовятся на основе оливкового масла, а не сливок. Даже региональные, культурные и биогеографические закономерности в метаболизме холестерина, заболеваниях сердца, расстройствах пищеварения, таких как целиакия, и расстройствах нервной системы, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, могут проистекать из этого взаимодействия факторов генетики и культуры. Высказывалось небезосновательное предположение о том, что первопричина многих хронических и часто смертельно опасных современных заболеваний коренится в современных диетах, приспособиться к которым метаболической системе наших предков охотников-собирателей не было достаточно времени. Таким образом, в годы становления земледелия наши предки были целиком, хотя и неосознанно, зависимы от микробов. Они не понимали степени своей зависимости и не знали, почему скисание молока делало его лучше усвояемым и создавало йогурты и сыры, ценимые нами сегодня. Они не знали, что в их вареве из зерна высвобождались углеводы и сахара для последующей трансформации, создающей хлеб и пиво. Все эти основные продукты питания, наполняющие наши кухонные шкафы и имеющие решающее значение для нашего выживания, пришли к нам из глубокой древности. Точно так же мы часто не осознаем, насколько тонко наши пищеварительные системы настроены на пищу, вместе с которой мы эволюционировали, и как неловко иные современные диеты могут встраиваться в эту эволюцию [80].

Сельское хозяйство и медленно происходящие изменения диеты и особенностей пищеварения людей распространялись на восток от Плодородного полумесяца до Индии, где столкнулись с другой сельскохозяйственной революцией, основанной на одомашнивании риса и пряностей. Еще далее на востоке Китай пережил две сельскохозяйственные революции: одну на севере и одну на юге. Эти революции произошли примерно в то же время, что и в Плодородном полумесяце, или ранее, но даты одомашнивания в Китае точно не установлены из-за худшей сохранности артефактов и меньшей интенсивности исследований. Долину Желтой реки, где было одомашнено просо, часто называют «колыбелью китайской цивилизации», в этой долине также был одомашнен ряд сортов риса. В этом регионе происходило одомашнивание свиней, кур, крупного рогатого скота, груш, лимонов и апельсинов, распространившихся оттуда по всей Азии. Самое раннее известное одомашнивание птиц произошло в Северном Китае около 8000 г. до н. э., о чем нам известно из археологических исследований куриных костей [81].

Со временем связь между великими эпицентрами сельскохозяйственной революции – восточным средиземноморским регионом, Северной Африкой и Западным Китаем – стала Великим шелковым путем. Кочевые скотоводческие племена, контролировавшие степи, пустыни и горные цепи между Средиземным морем и Тихим океаном создавали и поддерживали дороги и торговые сети в этих областях и не строили больших городов. Эти племена выстроили свою культуру не на основе земледелия, а преимущественно на базе одомашнивания лошадей, постепенно становясь грозными конными воинами-монголами [82].

Более поздние сельскохозяйственные революции произошли в местах, колонизированных человеком сравнительно недавно, например, в Папуа-Новой Гвинее, где бананы, хлебное дерево и сладкий картофель батат были уже одомашнены за 7000 лет до н. э. Колонизация Полинезии, где произошло одомашнивание многих сортов ямса, произошла позже, около 1200 г. н. э., после создания морских судов, приводимых в движение ветром и веслами. Независимые сельскохозяйственные революции происходили также в Северной и Южной Америке: палеолитические предшественники ацтеков и майя одомашнили кукурузу, перец чили и папайю, в то время как предки инков одомашнили картофель и лам там, где теперь находится Перу. Предки североамериканских индейцев одомашнили несколько разновидностей тыквы, бобов и кабачков [83].

Одомашнивание и сельскохозяйственные революции никогда не были монолитными, целостными событиями. Напротив, они возникли в результате проявлений человеческой изобретательности в истории коэволюции по всему земному шару в разное время и по-разному относительно разных растений и животных. В каждом случае древние люди, осознавшие, что могут контролировать продолжительность жизни и циклы размножения данного растения или животного, обладали тысячелетним опытом мутуалистических взаимоотношений, позволявших видеть преимущества контроля над другим видом. История сотрудничества в сочетании с творческим потенциалом людей привели к появлению на нашей планете этого нового явления – сельского хозяйства. Но сберегало ли одомашнивание энергию и время, как принято полагать? Каковы были преимущества сельскохозяйственного, пастушеского, все более оседлого образа жизни в сравнении с нашим прошлым образом жизни охотников-собирателей?

Почему все же революция?

По словам ученых начала XIX века, причина перехода от образа жизни охотников-собирателей, какой люди вели на протяжении 150 000 лет, к основанному на использовании одомашненных растений и животных оседлому образу жизни заключалась в том, что пребывание на одном месте обеспечивало более стабильное снабжение продовольствием при меньшей угрозе голода и оставляло больше свободного времени. Став оседлыми, люди получили свободное время для развития искусств, письма, более глубокой духовности и более богатой культурной жизни. Позднейшие эмпирические исследования показали, однако, прямо противоположное: аграрный образ жизни, требующий постоянного ухода за одомашненными растениями и животными, требует вдвое больше времени и усилий, чем подвижная охота и собирательство. Хотя ранние фермеры могли оставаться в постоянных поселениях и таким образом по частицам накапливать материальную культуру, повседневные задачи фермеров и пастухов были чрезвычайно трудными. Настолько трудными, что Джаред Даймонд назвал сельскохозяйственную революцию «катастрофой, от которой мы так никогда и не оправились… приведшей к колоссальному социальному и сексуальному неравенству, болезням и деспотизму, проклятию нашего существования» [84]. Сельскохозяйственные революции не были человеческими инновациями, они явились последствиями симбиогенетических эволюционных отношений.

Безусловно, переход от образа жизни охотников-собирателей был не быстрым. Охотники-собиратели продолжали существовать и в XIX, и XX веках в чрезвычайно суровых средах обитания, где сельское хозяйство было невозможно, например в обширных пустынях Центральной Австралии и Африки, и в субарктических регионах Америки. Но в конечном итоге в большинстве экосистем пассивно мотивированные отношения между людьми и животными и растениями, вероятно, сделали сельское хозяйство неизбежным побочным продуктом возрастающих мутуалистических взаимодействий. Это означает, что сельское хозяйство было преимущественно эволюционным следствием, а не сознательным выбором или естественным развитием. Оно поддерживалось сдвигами в образе жизни, происходившими по всему миру независимо друг от друга в разнообразных группах охотников-собирателей от Плодородного полумесяца, где встречаются Африка, Европа и Азия, до Китая и Америки. Джаред Даймонд называет распространение сельского хозяйства по всему миру «автокаталитическим», движимым тысячелетиями положительных обратных связей, имеющих отношение к укрощению природы [85].

Получается, что контроль человека над растениями и животными, это многообещающее одомашнивание, является естественным продолжением коэволюции – детерминированного неслучайного события, породившего свои собственные петли обратной связи. Сельское хозяйство зависело от сотрудничества и было трудоемким, но производило больше продовольственных ресурсов, что вело к ускоренному росту населения, которому затем требовалось больше еды и трудозатрат. Действительно, один из возможных способов объяснения перехода от охоты и собирательства к сельскому хозяйству состоит попросту в том, что люди палеолита не представляли затрат и долгосрочных последствий сельскохозяйственной экономики или не понимали того, чем в конечном итоге обернется выход из пищевой цепи и контроль над Природой. Сельское хозяйство было скорее не революцией, а своего рода эволюционной ловушкой, капитуляцией перед развивающимися зависимостями и взаимозависимостями между людьми, растениями и животными.

Конечно, невозможно отмотать календарь ко дням охотников-собирателей, и описание определенных качеств нашего оседлого образа жизни не является призывом «назад к Природе». Мы попросту не в состоянии вернуться назад: сельскохозяйственные революции, произошедшие в полудюжине регионов земного шара, – изначально скользкий путь. Они были «кротовыми норами» в будущее, требовавшего и требующего эволюции, а не контрреволюции. Но теперь, когда мы находимся за пределами естественной пищевой цепи, избегаем ли мы действия эволюционных сил или же мы столь сильно захвачены эволюцией, что не в состоянии это почувствовать? Можем ли мы изменить пути, созданные для нас естественным отбором и самоорганизацией? Как самая мощная эволюционная сила на Земле, способны ли мы контролировать свою судьбу?