Предки людей и их питание
Почему так сложно определить, чем питались древние люди?
Люди (как и большинство других живых существ) устроены таким образом, чтобы, путешествуя по тропе эволюции (по которой мы идем до сих пор), питаться определенными продуктами. Но что именно ели древние люди — загадка, которую ученые до сих пор обсуждают. Исследователи пытаются сложить вместе разные сведения о рационе древних людей, принимая во внимание многие факторы. Например, необходимо учитывать климат и то, какая пища могла быть доступна в тех условиях, охотничьи навыки разных групп людей, способы обработки, приготовления и использования пищи, а также — различия в зубной системе древних людей и выводы об их пищевых привычках, которые мы можем сделать на основе этой информации.
Предметом какого недавнего исследования стал рацион гоминин, живших 2 млн лет назад?
Недавнее исследование, проведенное в Университете Арканзаса, в ходе которого ученые изучали останки представителей подсемейства гоминин (Homininae), живших около 2 млн лет назад, позволило определить, чем (в частности, какими растениями) питались древние приматы. Среди окаменелых останков пожилой женской особи и молодой мужской были обнаружены неповрежденные черепа с зубами. Идеальное состояние черепов позволяет предположить, что эти гоминины были быстро похоронены. Ученые обнаружили на зубах камни и налет, очень похожие на те, что сегодня стоматологи рекомендуют удалять зубной щеткой или нитью. Для исследователей это стало настоящей находкой. В составе бляшек и налета они нашли фитолиты, включения из диоксида кремния в растениях, а также получили доказательства, что гоминины ели кору, листья, осоку, траву, пальмовые ветки и фрукты. Не все останки гоминин позволяют сделать такие же выводы об их питании; но относительно этих двух особей ученые уверены: они ели растения, в изобилии произраставшие в соседнем лесу.
В чем разница между гоминидами и гомининами?
С точки зрения эволюции человека это разные понятия: гоминиды — группа как еще живущих, так и вымерших больших человекообразных обезьян, в число которых входят современный человек, шимпанзе, гориллы и орангутаны (и их ближайшие предки). В то время как к гомининам относятся только современный человек, вымершие человеческие группы и все наши ближайшие предки, то есть представители родов Homo, Australopithecus, Paranthropus и Ardipithecus.
Место современного человека в эволюционной цепи ученые когда-то определяли с помощью слова «гоминиды», чтобы показать всю его «родословную». Сегодня точно так же используют термин «гоминины». Как мы уже рассказывали выше, гоминидами сегодня называют более обширную группу, к которой относятся все большие человекообразные обезьяны и их предки. Смена термина произошла из-за изменения в классификации людей, шимпанзе, горилл и орангутанов на эволюционном древе приматов.
Почему приручение огня стало таким важным для человека?
Одной из самых важных новаций для эволюции человека стало «приручение» огня. Он не только отпугивал хищников и согревал наших предков, он еще и позволил им готовить еду. До появления огня наши предки-гоминины были больше похожи на других животных: они ели растительную пищу, пережевывая до тех пор, пока ее нельзя было проглотить и переварить.
Кто такой Щелкунчик?
В 2014 г. ученые Оксфордского университета пришли к выводу, что предки древних людей в Восточной Африке питались совсем не так, как современные люди: в основном клубнями чуфы (земляного миндаля), порой случайно съедая вместе с ними кузнечиков и личинок. Открытие было сделано в результате исследования черепа парантропа Бойса (Paranthropus boisei), прозванного Щелкунчиком из-за больших плоских коренных зубов и мощной челюсти. Его окаменелые останки были найдены в ущелье Олдувай на севере Танзании. Ученые определили, что гоминины, обитавшие в Восточной Африке в период между 2,4 и 1,4 млн лет назад, выживали в основном благодаря чуфе, которую до сих пор выращивают и едят в разных частях света. Эти клубни содержат большое количество витаминов, минералов и жирных кислот, а значит, с точки зрения питательной ценности были идеальной пищей, способствующей развитию мозга гоминин.
Ученые считают, что люди начали использовать огонь около 1,8 млн лет назад, примерно в это же время мозг человека стал увеличиваться в размерах. Приготовленную пищу было проще пережевать и переварить: в конце концов у древних людей были маленькие зубы и слабые челюсти, а их пищеварительная система не справлялась с некоторыми видами пищи, например, с сырым мясом и растительными волокнами. А поскольку на пережевывание приготовленной пищи уходило меньше времени, ученые пришли к выводу, что освободившееся время люди начали тратить на охоту, строительство и исследования — это и способствовало развитию человеческой расы.
Какими растениями питались первые люди?
Рацион первых людей был не очень разнообразен. В 2013 г. ученые сравнили разные зубные системы наших предков из Африки, чтобы определить, чем они питались. Поскольку растения делятся на три категории — С3 (деревья, кустарники и пряные травы) С4/САМ (травы, осоковые) и суккуленты — ученые особое внимание уделили тому, что «застревало в зубах» древних людей. С помощью углеродного анализа зубной эмали они определили тип пищи древних людей (в тканях С4/САМ растений содержится больше изотопа углерода С-13).
Ученые установили, что более 3,5 млн лет назад люди питались в основном листьями и плодами деревьев, кустарников и лекарственных трав (С3), а 3,5 млн лет назад первые люди, такие как Australopithecus afarensis и Kenyanthropus platyops, начали есть травы, осоковые и суккуленты (С4/САМ). И хотя этот вопрос еще обсуждается, они также могли есть животных, которые питались растениями С4/САМ. (Исследование, проведенное в 2010 г., показало, что примерно 3,4 млн лет назад люди начали использовать орудия труда, а также есть мясо.)
В чем различие пищеварительного тракта людей и других приматов?
Недавно в ходе изучения рациона приматов и того, чем они питались в прошлом, ученым потребовалось исследовать их желудочно-кишечный тракт. И хотя пищеварительная система взрослого человека и полностью сформировавшегося примата, кажется, устроена схожим образом, у человека по сравнению с современными приматами толстый кишечник короче относительно всей длины желудочно-кишечного тракта. Например, у большинства людей толстый кишечник занимает 25 % объема пищеварительного тракта, тогда как у приматов вроде шимпанзе и гориллы он занимает 50 %. (Тем не менее толстый кишечник человека до сих пор остается загадкой; ученым не известно, почему у некоторых людей в зависимости от страны проживания длина толстого кишечника так сильно различается, хотя некоторые уверены, что все дело в генетике.)
Наш короткий толстый кишечник расщепляет и всасывает растительную пищу не так хорошо, как его аналог у наших родственников-приматов. Поскольку их рацион основан по большей части на растительной пище, нечеловекообразным обезьянам необходим длинный толстый кишечник для ее ферментации. На самом деле в толстом кишечнике человека усваивается очень мало питательных веществ, ведь он нужен в основном для всасывания воды для переработки жидкостей, которые организм использует в процессе пищеварения. Вдобавок толстый кишечник удовлетворяет всего 10 % потребности организма в энергии. Для сравнения: длинный толстый кишечник нечеловекообразных обезьян дает им гораздо больше энергии: примерно 65 % всей энергии вырабатывается в толстой кишке. На самом деле, если у примата удалить толстый кишечник, животное не выживет; а вот если толстый кишечник удалить у человека, он все же сможет жить дальше.
Есть ли связь между объемом мозга приматов и его энергетическими потребностями?
Исследования показали, что организм нечеловекообразных обезьян не способен удовлетворить энергетические потребности мозга размером с человеческий. Человеческий мозг тратит более 25 % всех калорий (которые обеспечивают нас энергией), поступающих в организм, а мозг примата использует всего 8 %. Таким образом, небольшой мозг нечеловекообразных обезьян отлично сочетается с их длинным толстым кишечником, растительным рационом с низким содержанием питательных веществ и более медленным метаболизмом. Исходя из этого, можно предположить, как именно наша физиология позволяет нам поддерживать работу относительно большого мозга.
Почему толстый кишечник человека короче, чем у других приматов?
Тот факт, что у человека толстый кишечник короче, чем у других приматов, объясняется множеством причин, связанных с эволюцией, хотя этот вопрос все еще остается предметом споров. Некоторые ученые убеждены, что наш толстый кишечник стал короче из-за пищевых привычек, которые появились у нас за последние сотни тысяч лет: мы стали есть меньше растительной пищи и больше мяса, а значит, длинный толстый кишечник для обработки и всасывания питательных веществ из растительной пищи стал просто не нужен. Другие исследователи считают, что бóльшая часть энергии первым людям требовалась для развития мозга, а не для поддержания работы пищеварительного тракта, поэтому энергия была «перенаправлена» в растущий мозг. Но в каком-то смысле люди компенсировали отсутствие длинного толстого кишечника, в котором у нечеловекообразных обезьян всасываются питательные вещества: для этой цели нам служит тонкий кишечник, и он гораздо длиннее, чем у прочих приматов.
Почему пищевые привычки древних людей вызывают споры?
Исследования пищевых привычек первых людей вызывают множество споров — и все из-за одного открытия, которое породило в десять раз больше вопросов, чем было до него! При изучении людей эпохи палеолита, когда люди использовали каменные орудия труда, а сельское хозяйство находилось на стадии зарождения, особое внимание уделяют их пищевым привычкам. Одни ученые утверждают, что люди каменного века ели только фрукты, овощи, орехи и иногда немного мяса. Другие считают, что наши предки были отличными охотниками, которые добывали много мяса, дополняя свой рацион ягодами. Споры ведутся даже насчет вида мяса, которым питались гоминины, и способов его добычи. Одни исследователи считают, что мясо предки ели очень редко, чаще насекомых или маленьких животных вроде ящериц; другие уверены, что первые люди были падальщиками, которые поедали остатки добычи других животных.
Ответы на многие эти вопросы зависят от нескольких факторов, таких как временной период (идет ли речь о древних людях, живших тысячу, десять тысяч, миллион или более лет назад), выводы, которые делаются из исследования очень немногочисленных ископаемых останков древних людей, и даже изменений климата за последний миллион лет, из-за которого древним людям приходилось менять пищевые привычки.
Что ученым известно о рационе неандертальцев?
Неандертальцы — человеческие особи (возможно, подвид Homo sapiens), которые жили примерно в 150 000 — 30 000 гг. до н. э. Это группа обитавших в холодном климате охотников с территорией расселения до Германии и Франции на западе, России и Ближнего Востока на востоке и Северной Африки на юге. Их мозг по размеру был даже больше, чем у современных людей; считается, что они выполняли специальные ритуалы при захоронении мертвых, а также заботились о калеках и стариках. Их рацион включал в себя большое количество мяса, особенно крупных животных, таких как лошади и северные олени. По какой-то причине (некоторые ученые считают, что все дело в слишком специализированном рационе питания) неандертальцы в итоге полностью вымерли.
Достоверно не известно, действительно ли причиной вымирания неандертальцев явилось их питание, и отчасти потому, что ученые до сих пор не выяснили, каким на самом деле был их рацион. В ходе недавнего исследования останков зубов неандертальцев, ученые изучили зубной налет и пришли к заключению, что древние люди ели не только мясо, но и приготовленные овощи (исследователи нашли следы семян травянистых и бобовых растений), и даже принимали лекарственные растения, такие как тысячелистник и ромашка. Но с этим согласны не все: некоторые исследователи предполагают, что неандертальцы ели содержимое желудков своей добычи, в том числе и травоядных оленей и зубров, — отсюда и следы растений на зубах. Ученые ссылаются на то, что некоторые современные народы, например эскимосы, которые также проживают в холодном климате, едят содержимое желудков своей добычи, поскольку это отличный источник витамина С и других питательных веществ.
