Как орудия труда сделали нас жирными и хилыми

Когда труппа “Ноэлев ковчег. Шоу с гориллами”, дававшая представления в бродячем цирке, разъезжавшем по Восточному побережью США с сороковых до семидесятых годов прошлого века, расклеивала афиши, где значилось “Срочно требуется атлетически сложенный мужчина, который сумеет положить на лопатки 85‐фунтовую обезьяну. Приз – пять долларов в секунду”, к ним неизменно выстраивалась очередь из крепких мускулистых парней, сложенных как полузащитники в американском футболе. Однако, как ни хотели они поразить публику на этом нашумевшем аттракционе, за тридцать лет ни одному человеку не удалось удержать молодого шимпанзе прижатым к полу больше пяти секунд. Более того, шимпанзе были поставлены в крайне невыгодные условия: на них надевали маски, как в “Молчании ягнят”, чтобы не дать пустить в ход их излюбленное оружие – огромные клыки. В дальнейшем цирковым обезьянам стали надевать еще и большие перчатки, поскольку шимпанзе по имени Снуки всунул большие пальцы в нос противнику и разорвал ему ноздри. Организаторы “Шоу с гориллами” весьма предусмотрительно выставляли на состязания молодых шимпанзе, поскольку взрослый шимпанзе (весом в 150 фунтов, то есть около 70 килограммов) вполне способен сломать человеку спину. В конце концов власти положили конец этим зрелищам, однако было непонятно, чья участь беспокоила их больше – юных шимпанзе или силачей, добровольно выходивших на ринг против них¹⁵.

Как мы стали такими хилыми?!

Все дело в культуре. Кумулятивная культурная эволюция создавала все более действенные орудия и оружие – клинки, копья, топоры, капканы, копьеметалки, яды и одежду, – и естественный отбор в ответ на перемену среды обитания, вызванную этими культурными продуктами, скорректировал наши гены, в результате чего мы стали слабыми. Удобные производительные орудия и оружие, сделанные из дерева, кремня, обсидиана, кости, рога и клыка, смогли заменить большие коренные зубы, чтобы дробить семена или волокнистые растения, и мощные клыки, сильные мышцы и крепкие кости, чтобы охотиться и сражаться.

Чтобы понять, как это получилось, вспомните, что огромный мозг поглощает огромное количество энергии. Наш мозг расходует от пятой части до четверти всей энергии, которую мы потребляем ежедневно, а мозг других приматов – всего 8–10 %. Другие млекопитающие тратят на мозг лишь 3–5 %. Хуже того, мозг, в отличие от мышц, нельзя отключить, чтобы сэкономить энергию: на поддержание мозга в состоянии покоя тратится почти столько же, сколько на активную мозговую деятельность. Наши культурные познания о мире природы в сочетании с нашими орудиями, в том числе и приемы переработки пищи, позволили нашим предкам получать высококалорийный рацион, тратя на это значительно меньше сил и времени, чем другие виды. Это сделало возможным рост мозга у наших предков. Однако, поскольку мозг требует постоянного притока энергии, периоды голода, вызванные, например, наводнениями, засухой, травмами и болезнями, становятся для человека серьезной угрозой. Чтобы справиться с ней, естественному отбору требовалось урезать энергетические затраты нашего организма и создать запасы на черный день. Появление орудий и оружия позволило ему обменять дорогостоящие ткани на жир, который дешевле в обслуживании и обеспечивает систему запасания энергии, необходимой для поддержания большого мозга в периоды нехватки пищи¹⁶. Вот почему младенцы, тратящие на строительство мозга 85 % энергии, такие толстенькие: им нужен энергетический буфер, чтобы обеспечить развитие нервной системы и оптимизировать культурное обучение.

Так что, если вам предложат бороться с шимпанзе, советую отказаться и предложить взамен состязания по (1) вдеванию нитки в иголку (турниры рукодельниц не зря придумали), (2) метанию мяча и (3) бегу на дальние дистанции¹⁷. Да, естественный отбор променял силу на жир, однако постоянно усложнявшиеся орудия труда и приемы обеспечили нам другое генетическое изменение – человеческий неокортекс, который отправляет кортикоспинальные импульсы в моторные нейроны, спинной мозг и ствол головного мозга глубже, чем неокортекс других приматов. Глубина этих связей во многом и обеспечивает нам легкое освоение сложных моторных навыков (вспомните уже упоминавшуюся пластичность неокортекса). В частности, эти моторные нейроны непосредственно отвечают за иннервацию кистей рук, что позволяет нам и вдевать нитку в иголку, и метко бросать мяч, а также управляют нашим языком, челюстью и голосовыми связками, что делает возможной речь (см. главу 13). Естественный отбор стал благоприятствовать мелкой моторике, когда кумулятивная культурная эволюция начала порождать все больше орудий, а сами они становились все тоньше и сложнее в управлении. В результате появления этих орудий возникло и новое давление отбора, повлиявшее на анатомию наших рук и пальцев: кончики пальцев у нас стали шире, большие пальцы – мускулистее, появился “пинцетный захват”. Культурная эволюция, вероятно, снабдила нас также пакетами для метания, в которые входили приемы, артефакты (деревянные копья, метательные дубинки) и стратегии, подходящие для использования метательных орудий в процессе охоты, добычи падали, набегов и контроля над соблюдением правил в общине. Появление всего этого наряду со способностью практиковаться в метании, наблюдая за сородичами, вероятно, вызвало некоторые специфические изменения в анатомии наших плеч и запястий, а кроме того, объясняет, почему многие дети так интересуются метанием (подробнее об этом в главе 15)¹⁸.

Наряду с анатомическими изменениями долгая история взаимодействия нашего вида со сложными орудиями, вероятно, сформировала и нашу психологию обучения. Мы когнитивно настроены на категоризацию “артефактов” (в том числе орудий и оружия): мы четко отличаем их от любых других предметов и явлений окружающего мира, таких как камни или животные. Когда мы думаем об артефактах, нас интересуют главным образом их функции, в отличие от растений и животных, а также неживых предметов вроде воды. Например, когда маленькие дети спрашивают об артефактах, они задают вопрос “Для чего это?” или “Что этим делают?”, а не “Что это такое?” или “Кто это?” – вопросы, которые интересуют их в первую очередь, когда они видят незнакомое растение или животное. Этот специализированный способ размышлять об артефактах в противоположность размышлениям о других неживых предметах требует в первую очередь наличия в мире, который необходимо изучить, сложных артефактов с неочевидными (причинно-непрозрачными) функциями¹⁹. Кумулятивная культурная эволюция с легкостью порождает подобные когнитивно-непрозрачные артефакты, о чем я подробно расскажу в главе 7.

Как емкости для воды и умение брать след сделали нас выносливыми бегунами

Традиционные охотничьи племена на всей планете показывают, что мы, люди, способны загнать антилопу, жирафа, оленя, стенбока, зебру, водяного козла и гну. Такая погоня часто длится часа три, а то и больше, но в конце концов добыча валится с ног либо от усталости, либо от перегрева. За исключением одомашненных лошадей²⁰, которых мы искусственно отбирали на выносливость, основные конкуренты нашего вида по выносливости среди млекопитающих – некоторые социальные хищники вроде гиеновых собак, волков и гиен, которые тоже загоняют добычу и легко пробегают 6–13 миль (10–20 километров) в день.

Чтобы победить эти виды, нам нужно всего-навсего поддать жару, причем буквально, поскольку эти хищники гораздо более нас восприимчивы к повышенной температуре. В тропиках собаки и гиены могут охотиться только на рассвете и на закате, когда прохладнее. Поэтому, если хотите победить в беге своего пса, планируйте забег на 25 километров жарким летним днем. Пес точно вырубится. И чем жарче, тем легче вам будет победить его. Шимпанзе в этой области даже не дотягивают до нашей лиги²¹.

Сравнение человеческой анатомии и физиологии с другими млекопитающими, в том числе как с ныне живущими приматами, так и с гомининами (видами наших предков и вымерших родичей), показывает, что естественный отбор, вероятно, более миллиона лет формировал наши тела для длительного бега. У нас есть полный комплект специальных адаптаций для бега на дальние дистанции, от ступней до макушки. Вот всего лишь несколько примеров.

• Наши стопы, в отличие от стоп других больших обезьян, обладают пружинистым сводом, который запасает энергию и гасит ударные воздействия, возникающие в результате повторяющихся толчков ногой о землю, но лишь при условии, что мы освоим правильную технику бега и не будем приземляться на пятки.

• Наши относительно длинные ноги снабжены удлиненными пружинистыми сухожилиями, в том числе важнейшим ахилловым, которые крепятся к коротким мышечным волокнам. Такая конструкция обеспечивает достаточную мощность и дает нам возможность нарастить скорость, делая более длинные шаги, что экономит энергию²².

• В отличие от животных, природой созданных для быстрого бега и обладающих в основном быстро сокращающимися мышечными волокнами, у нас частый бег на дальние дистанции может сместить баланс в пользу медленно сокращающихся мышечных волокон в ногах с 50 % до целых 80 %, что значительно повышает аэробную мощность.

• Суставы нижней части нашего тела дополнительно укреплены, чтобы выдерживать нагрузки при беге на длинные дистанции.

• Чтобы стабилизировать туловище при беге, наш вид может похвастаться заметно увеличенными ягодичными мышцами gluteus maximus, а также сильными мышцами erector spinae, выпрямляющими позвоночник, которые тянутся вдоль спины.

• В сочетании с выраженно широкими плечами и короткими предплечьями размахивание руками при беге дает уравновешивающий момент, который помогает нам не упасть при беге. В отличие от остальных приматов, мускулатура верхней части нашей спины позволяет поворачивать голову независимо от торса.

• Выйная связка, соединяющая голову и плечи, закрепляет и держит в равновесии череп и мозг и защищает их от ударных воздействий во время бега. Выйная связка есть у некоторых других бегающих животных, но у остальных приматов ее нет.

Но самое сильное впечатление производят, пожалуй, наши терморегуляторные адаптации: мы, несомненно, самый потливый вид. Млекопитающие вынуждены удерживать температуру тела в относительно узком диапазоне, примерно от 36 °C до 38 °C. Летальная внутренняя температура тела у большинства млекопитающих лежит в пределах от 42 °C до 44 °C. Поскольку бег может вызывать десятикратное увеличение выделения тепла, неспособность большинства млекопитающих бегать на дальние дистанции объясняется неспособностью управлять таким нагревом.

Чтобы решить эту адаптационную задачу, естественный отбор благоприятствовал (1) почти полной потере волосяного покрова, (2) росту количества эккриновых потовых желез и (3) появлению “системы охлаждения головы”. Главная мысль состоит в том, что пот покрывает кожу и охлаждает ее при испарении, чему способствует поток воздуха, возникающий при беге. Чтобы оценить суть происходящего, вспомним, что потовые железы бывают двух видов – апокриновые и эккриновые. В период полового созревания апокриновые железы начинают выделять вязкий секрет, богатый феромонами, который часто перерабатывают бактерии, что создает сильный запах. Эти железы находятся у нас в подмышечных впадинах, на сосках и в промежности (сами понимаете, зачем они нужны!) Напротив, эккриновые железы, которые выделяют чистую соленую воду и некоторые другие электролиты, есть по всему телу, и у нас их значительно больше, чем у других приматов. Плотнее всего эти железы расположены на коже головы и на стопах – эти участки особенно нуждаются в охлаждении во время бега. Если подсчитать потоотделение на единицу площади поверхности, окажется, что ни одно млекопитающее не выделяет столько пота, как мы. Более того, наши эккриновые железы “умные”, поскольку к ним подходят нервы, обеспечивающие централизованный контроль со стороны мозга (у других животных потоотделение контролируется локально). Именно иннервированные эккриновые железы, а не апокриновые, и распространились по всему нашему телу за время эволюции человека.

Поскольку мозг особенно чувствителен к перегреву, естественный отбор создал у наших предков и особую систему охлаждения мозга. Эта система состоит из венозной сети, проходящей у поверхности черепа, где кровь охлаждается обильными потовыми железами на лице и голове. Затем вены уходят в синусы твердой мозговой оболочки, где забирают тепло у артерий, снабжающих мозг кровью. Вероятно, такая система охлаждения объясняет, почему люди, в отличие от очень многих млекопитающих, способны выдерживать внутреннюю температуру тела даже выше 44 °C²³.

Сейчас вы, должно быть, думаете, что все эти особенности нашего организма очевидно адаптивны, так почему же я считаю, что условия, которые привели к эволюции адаптаций к бегу у нашего вида, были созданы культурной эволюцией? Чтобы это понять, рассмотрим подробнее три аспекта этой адаптационной системы. Во-первых, чтобы в полной мере задействовать нашу выдающуюся выносливость и тем самым получить от нее наибольшее преимущество с точки зрения выживания, нужно бегать по нескольку часов по дневной тропической жаре. Когда наша испарительная система охлаждения запускается на полную мощность, тренированный спортсмен начинает выделять от литра до двух воды в час, более того, наш организм вполне способен выделить и три литра. Такая система может работать часами – а значит, все это время мы сможем бежать – при одном условии: если у нее не кончится главный ингредиент – вода. Тогда где же наш генетически эволюционировавший резервуар, где система хранения воды?