Происхождение и эволюция

Согласно данным проекта «Геном шимпанзе» линии человека (Ardipithecus, Australopithecus и Homo) и шимпанзе (Pan troglodytes и Pan paniscus) произойдя от общего предка, разделились около 5−6 млн. лет назад (если предположить постоянную скорость эволюции). Одна из теорий предполагает, что, хотя сначала линии человека и шимпанзе разошлись, затем некоторые популяции скрещивались на протяжении миллиона лет после этого расхождения.

Австралопитек анамский — наиболее древний вид, вероятно произошел отардипитекаи, в свою очередь, дал началоA. afarensis.

За миллион лет существования A. Afarensis распространился в центр и на юг Африки, где образовал два новых вида. В Центральной Африке им стала встралопитек бахр-эль-газальский, на юге — уже знакомый австралопитек африканский, который обычно считается предшественником родаHomo. Однако найдены останки, принадлежащие роду Homo, которые датируются раньше, чем A. africanus. Т.о. род Homo либо отделился от рода Australopithecus раньше (самый поздний общий предокA. afarensis, или даже более ранний вид — возможно, кениантроп), либо они оба возникли независимо от пока еще неизвестного общего предка.

На востоке от A. Afarensis произошел еще один вид — австралопитек гари.

Среди ученых все еще ведутся дебаты о том, являются ли некоторые виды африканских гоминид того времени, такие как aethiopicus, boiseiиrobustus, членами рода Australopithecus. Если это так, то они (по западноевропейской терминологии) могут быть выделены в группу «робустных» (от англ. «robust» — крепкий, сильный, надежный) австралопитеков, в то время как остальные образуют группу «грацильных» (от англ. «gracile» — стройный, худой).

И, хотя мнения различных ученых относительно включения «робустных» видов в род Australopithecus отличаются, консенсус научного сообщества в целом в текущий момент заключается в том, что они должны быть выделены в отдельный род Paranthropus. Считается, что парантропы являются дальнейшим развитием австралопитеков. Морфологически парантропы заметно отличаются от австралопитеков, и особенности их морфологии дают основания считать, что поведением они также значительно отличались от своих предков.

В настоящее время известны останки около 500 особей австралопитеков и парантропов, которые относятся к следующим видам:

Таблица 1.

австралопитек примат парантроп Общими и определяющими для всех («грацильных» и «робустных») австралопитеков признаками являются:

• 1. Анатомия, адаптированная для прямохождения.
• 2. Высокое значение брахиального индекса (отношение длины предплечья и плеча).
• 3. Половой диморфизм, выраженный сильнее чем у человека и шимпанзе, но слабее чем у горилл.
• 4. Рост 1,2−1,5 м, вес 29−55 кг (предполагаемый).
• 5. Емкость черепа 350−600 см³.
• 6. Коренные зубы относительно крупные с более толстой чем у человека и современных обезьян эмалью.
• 7. Резцы и клыки относительно небольшие, половой диморфизм в строении клыков выражен слабее чем у современных обезьян.

Адаптация к прямохождению имеет особое значение в эволюции человека. Все австралопитеки имеют анатомические особенности черепа, позвоночника, таза и ног, которые способствуют прямохождению. Отверстие в затылочной кости находится снизу черепа, что указывает на угол, под которым спинной мозг заходит внутрь. S-образная форма позвоночника способствует удержанию равновесия при ходьбе на двух ногах и амортизирует колебания. Таз широкий и короткий. Шейка бедра удлиняется, увеличивая рычаг для прикрепленных к бедренной кости мышц. Тазобедренный и коленный суставы обеспечивают необходимое распределение веса при ходьбе.

Высокое значение брахиального индекса говорит о том, что, несмотря на явные морфологические свидетельства адаптации к жизни на земле, австралопитеки по-прежнему могли использовать и древесную среду обитания. Возможно, на деревьях они спали, питались или спасались от наземных хищников.

Степень полового диморфизма присущего австралопитекам горячо обсуждается. Для некоторых образцов скелетов ведутся споры, объясняется ли разница в размерах проявлением диморфизма, либо наличием двух различных видов. Несмотря на недостаточную определенность в оценке размеров тела по ископаемым образцам, на сегодняшний момент считается, что половой диморфизм австралопитеков заметно более выражен, чем у человека и шимпанзе. В частности, у людей мужчины больше женщин в среднем на 15%. В то же время у австралопитеков самцы могли быть до 50% тяжелее самок. Однако диморфизм в строении клыков, характерный для обезьян, гораздо слабее. Важность степени диморфизма важна, т.к. от нее зависит социальная организация и размножение.

Как уже отмечалось, оценить размер тела по отрывочным образцам ископаемых весьма сложно. Кроме того, некоторые виды известны по очень небольшим наборам фрагментов, что еще более затрудняет задачу. Однако другие виды представлены достаточно полно, и их рост и вес можно оценить относительно надежно. С точки зрения массы тела австралопитеки сравнимы с шимпанзе, но вследствие прямохождения имеют больший рост.

Общая тенденция эволюции человека — увеличение объема мозга, однако на протяжении миллионов лет существования австралопитеков прогресс в этом направлении был очень мал. Объем мозга большинства видов австралопитеков составлял примерно 35% от мозга современного человека. Это лишь немного больше чем у шимпанзе. Заметное увеличение объема мозга приматов произошло лишь с появлением рода Homo.

Познавательные способности австралопитеков неизвестны, но есть свидетельства того, что, по крайней мере, некоторые виды производили и использовали простейшие инструменты из камня около 2,6 млн. лет назад. Возможно, инструменты изготавливались и из других материалов (например, дерева), но процессы разрушения органических материалов не позволяют нам их обнаружить. Не обнаружено признаков владения австралопитеками речью или управления огнем.

Изучение строения зубов очень важно, т.к. изолированные зубы — наиболее распространенные окаменелые ископаемые. Изучение их строения может быть использовано для филогенетических отношений, рациона и социальной организации. Коренные зубы австралопитеков большие и с толстой эмалью (особенно толстая она у парантропов).

Ныне живущие приматы, имеющие подобное строение зубов, питаются твердой растительной пищей — орехами, семенами и т. п. Поэтому считается, что такая пища составляла значительную часть рациона австралопитеков. Кроме того, некоторые «грацильные» австралопитеки вероятно употребляли в пищу также мясо и костный мозг животных, убитых хищниками. Для отделения мяса от костей и извлечения костного мозга некоторые из них по результатам отдельных исследований даже применяли примитивные каменные инструменты. Возможно, богатая белком и микроэлементами животная пища послужила кроме того одной из причин увеличения мозга и развития интеллекта.

Кроме вышеописанных признаков отдельные виды австралопитеков могли иметь и другие, приближающие их к человеку. В их числе развитая кисть, с длинным и сильным противопоставляемым большим пальцем, стопа со сводом (в отличие от плоских стоп у обезьян) и т. п.