Другая колыбель: почему споры об эволюции вспыхнули с новой силой

На эволюционном древе человекообразных обезьян с современными людьми объединяют гоминины. Их предки, знаменующие собой ключевой переход в истории эволюции человека, десятилетиями приковывали внимание палеоантропологов.

В 1936 году южноафриканский врач и палеонтолог Роберт Брум сделал историческое открытие в пещерах Стеркфонтейн в Южной Африке. Он обнаружил первую взрослую особь рода австралопитеков – группы ранних гомининов, из которой произошел наш собственный род Homo.

С 1936 года пещеры Стеркфонтейн стали центром исследований австралопитеков и их найденных окаменелостей. Сложная система пещер имеет глубину 60 метров, и в ее отложениях были обнаружены сотни останков австралопитеков. Из этих пород были извлечены знаменитые находки – почти полные скелеты особей, названных «Маленькая Нога» и «Миссис Плез».

Возраст – это лишь вопрос метода

Пещеры состоят из шести участков, или элементов: с 1 по 3 из них расположены под землей, а с 4 по 6 открыты из-за разрушения свода. На 4-м участке и найдено большинство останков австралопитеков. Пещеры Стеркфонтейн являются частью объекта Всемирного наследия с красноречивым названием «Колыбель человечества».

Сложная система пещер по-прежнему хранит много тайн, но и уже сделанные открытия имеют свои загадки. Среди наиболее обсуждаемых вопросов – это возраст окаменелостей, найденных на 4-м участке. Возраст австралопитеков, найденных в нижней части 2-го участка, исследователи оценили в 3,7 млн лет, что противоречит предполагаемому возрасту останков, найденных в пещере выше. Первоначально возраст окаменелостей с 4-го участка оценивался в пределах от 2 до 2,4 млн лет. Но геологические особенности пещеры затрудняют его определение традиционными методами, и это ставит под сомнение точность оценок.

Дэррил Грейнджер из Университета Пердью – один из тех исследователей, кто усомнился в возрасте австралопитеков с 4-го участка. Он и группа ученых из Франции и Южной Африки попытались еще раз датировать знаменитые окаменелости, используя новый метод. Они опубликовали свои результаты в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда обнаружила, что исследователи, сомневавшиеся в первоначальных оценках, были правы. Возраст останков австралопитеков, найденных в пещерных отложениях 4-го участка, датируется от 3,4 до 3,7 млн лет, что делает их примерно на миллион лет старше, чем изначально предполагалось. Благодаря тому, что знаменитые находки, наконец, обрели правильное положение на шкале времени, ученые могут лучше представить жизнь этих ранних гомининов, в том числе условия окружавшей их среды. Находки также расширяют географический и видовой диапазон наших самых ранних предков, возрождая споры вокруг истории и хронологии эволюции человека.

Датировка окаменелостей в пещерных отложениях

Точно датировать останки в пещерах сложно. В отличие от пород на поверхности пещерные отложения не накапливаются четкими слоями. Большие камни, окаменелости животных и обломки разных временных периодов могут оказаться в пещере и сбить палеонтологов с толку. Кроме того, после образования пещеры еще долгое время в нее способна просачиваться вода, создавая в более старых отложениях более молодые включения текучего камня.

Именно отложения кальцитового текучего камня эксперты датировали, чтобы оценить возраст австралопитека с 4-го участка. Однако, по мнению Грейнджера и его коллег, ряд доказательств свидетельствует: этот текучий камень может быть моложе самих отложений пещеры, включая породу с останками австралопитеков.

Чтобы сделать вывод о том, что текучий камень моложе окружающей породы, содержащей окаменелости, команда тщательно проанализировала геологические особенности 4-го участка. И утверждает: датировка текучего камня стандартным методом – с использованием изотопов урана – верна, но именно для текучего камня, а не для окаменелостей.

Мудрые старцы

Лучшие методы датирования исследуют породы, которые называются брекчией. Чтобы датировать останки, Грейнджер перевез брекчию в свою лабораторию измерения редких изотопов Пердью, где он и его коллеги разработали новый метод определения возраста окаменелостей с использованием так называемых космогенных нуклидов. Эти нуклиды представляют собой изотопы, созданные космическими лучами, – энергетическими частицами, которые могут идти от Солнца, из-за пределов Солнечной системы и даже из других галактик. Лучи вызывают реакции внутри горных пород, создавая особый тип радиоактивных атомов, которые отличаются от стабильной формы элемента количеством нейтронов. Однако подземные породы защищены от этих межгалактических частиц. Поэтому исследователи могут использовать распад алюминия-26 и бериллия-10 – изотопов, возникших под воздействием космических лучей, – для определения даты, когда породы с включенными в них окаменелостями оказались в пещере.

Объединив результаты изотопного анализа с подробным геологическим исследованием местности, ученые пришли к выводу, что окаменелости имеют возраст от 3,4 до 3,7 млн лет – это, по меньшей мере, на миллион лет больше первоначальной оценки в 2–2,4 млн. Новая оценка делает австралопитеков с 4-го участка «мудрыми старцами» по сравнению с самым известным австралопитеком – «Динкинешем» (известным еще как «Люси»), – возраст которого датируется в 3,2 млн лет. Результаты также согласуются с возрастом более древних экземпляров, найденных в нижних залах пещеры. Теперь, после устранения несоответствия, мы знаем, что возраст всей совокупности австралопитеков на территории Южной Африки составляет от 3,4 до 3,7 млн лет.

Вызов эволюционному консенсусу

Удивительные результаты заставили исследователей всячески пытаться согласовать возраст первых гомининов с нашим нынешним пониманием эволюции человека. Например, поскольку представители рода Homo появились около 2–2,8 млн лет назад, останки южноафриканских австралопитеков первоначально считались слишком «молодыми», чтобы быть их предками. Поэтому исследователи, естественно, предполагали, что Homo эволюционировал в Восточной Африке, где были найдены более старые окаменелости, такие как «Люси».

Новые данные бросают вызов взгляду на Восточную Африку как место, где впервые появились люди. И теперь Южная Африка, неожиданно став среди территорий наиболее вероятным претендентом на раннюю эволюцию человека, поистине оправдывает свое имя Колыбели человечества.

Источник