Алекс Беззеридес
Ловушка эволюции
Почему наше тело болит

Посвящается Джули и Элли

Alexander Bezzerides

EVOLUTION GONE WRONG:

The Curious Reasons Why Our Bodies Work (Or Don’t)

© Alexander Lewis Bezzerides, 2021

© Д. О. Румянцев, перевод на русский язык, 2024

© Оформление. ООО «Издательство АСТ», 2025

Введение
Это не ваша вина

Какое животное раз в неделю слезает с дерева, чтобы сделать свои грязные дела?

а. Коала

б. Трехпалый ленивец

в. Обыкновенный кольцехвостый опоссум

г. Паукообразная обезьяна

Готов поспорить, что хотя бы одно из следующих утверждений о вас верно: вам удаляли зуб мудрости, вы носите очки или контактные линзы, вы храпите, у вас болят ноги, у вас болит спина. Если вы невезучий, все эти утверждения могут оказаться верными. Вероятно, вы потратили много времени и денег, пытаясь облегчить боль и дискомфорт от таких недомоганий. От лечения зубов до рецептурных очков, от фармацевтических препаратов до индивидуальных матрасов – люди всю жизнь пытаются облегчить симптомы, вызванные их анатомическими несовершенствами. Но задумывались ли вы когда-нибудь, почему эти боли вообще возникают? Почему зубам тесно во рту? Почему у стольких людей нечеткое зрение? Почему колени и лодыжки неизменно подвергаются растяжениям и вывихам? Почему спина столь нежна, что приходится беспокоиться всякий раз, когда мы наклоняемся, чтобы что-то поднять? Этими недугами страдают не только пожилые люди. По-видимому, с самого рождения люди однозначно склонны к телесному дискомфорту и нарушениям.

Эта книга о широко распространенных болях и недомоганиях и о том, почему они появляются. Речь идет не о каких-то непонятных состояниях, о которых вы можете услышать только от какой-нибудь тетушки во время семейных сборов. Речь идет о вашем теле и о том, почему оно часто работает не так хорошо, как вы могли бы надеяться или ожидать.

Не беспокойтесь, эта книга не собирается внушать вам чувство вины. Внимание в ней сосредоточено отнюдь не на всех проблемах, которые люди навлекают на себя своим нездоровым поведением. Например, такие темы, как атеросклероз, легочные заболевания и кариес, здесь не обсуждаются. Я не стану придираться к вашей диете, к тому, как много вы занимаетесь спортом или как редко пользуетесь зубной нитью. Вместо этого в книге будут даны объяснения анатомическим несовершенствам, которые не зависят от вас, например, кривым зубам, плоскостопию или пробуждению с болью в пояснице. Так что же происходило на долгом и сложном пути человеческой эволюции, что привело к нашим нынешним телам, которые так предсказуемо нас подводят?

Биологическое попурри

Причины наших телесных недостатков коренятся как в эволюции, так и в анатомии. Я обладаю уникальной квалификацией, позволяющей переключаться между этими двумя дисциплинами, как Тейлор Свифт перескакивает с кантри на поп-музыку. Моими годами «кантри» была аспирантура по эволюции и экологии. Когда я не проводил исследования и не писал статьи в журналы, я преподавал и понял, что предпочитаю находиться перед аудиторией, а не за лабораторным столом. Поэтому после окончания аспирантуры я подал заявки на должности, связанные с преподаванием, а не с уклоном в исследовательскую деятельность.

Первую академическую работу я получил в небольшом колледже на севере штата Висконсин, где должен был преподавать анатомию и физиологию человека. Подобно Тейлор Свифт, переключившейся на поп-музыку, я как биолог переориентировался с вопросов естественного отбора и популяционной экологии на изучение лучших способов преподавания студентам того, как работают пищеварение, дыхание и эндокринная система. В отличие от известной певицы, моя начальная зарплата составляла 41 000 долларов в год, что было несколько унизительно, учитывая недавнее окончание десятилетней учебы в бакалавриате и аспирантуре. Оказывается, правду говорят, что в преподавание идут не ради денег.

В конце концов я оказался в маленьком колледже на западе Соединенных Штатов Америки. Я по-прежнему в большей степени преподаю анатомию и физиологию, но работа в небольшом кампусе позволяет мне охватить широкий спектр дисциплин. На протяжении многих лет я вел курсы, затрагивающие весь диапазон: от энтомологии до вскрытия человеческого тела. Когда люди спрашивают, что я за биолог, у меня нет точного ответа. Я биолог, способный распознавать жуков, но еще могу рассказать, как работают почки. У меня нет уверенности, каким биологом меня это делает. Думаю, это просто делает меня биологом – и точка.

Моя боль – ваша боль

На написание этой книги меня не вдохновили никакие невероятные обстоятельства. Я никогда не терял половину содержимого толстой кишки в схватке с медведем гризли, не находился при смерти от лихорадки Денге, пытаясь совершить первый спуск по неизведанной реке в Африке, не страдаю какими-либо необычными генетическими или аутоиммунными заболеваниями либо физиологическими аномалиями. У меня обычное тело среднего возраста, а значит, у меня такие же проблемы, как и у всех. Мне достались не особенно ровные зубы, я ломал колено, играя в баскетбол, и иногда у меня так болит спина, что трудно спать.

Я много лет не думал об этих недомоганиях, поскольку ни одно из них не доставляло мне чрезмерных неудобств. А еще я был занят изучением и преподаванием всех способов работы тела, когда оно функционирует «нормально». Анатомия и физиология человека – это сложный предмет, и требуется много времени, чтобы разобраться, как работает тело в типичных здоровых условиях. Есть несколько хороших учебников по анатомии и физиологии, но все они объемом более 1000 страниц. В первые годы своей карьеры я не задумывался о происхождении таких болезней и дефектов, как близорукость, вальгусная деформация большого пальца ноги или сахарный диабет беременных. Я был более озабочен разделением содержания этих 1000 с лишним страниц на два семестра курса таким образом, чтобы научить множество будущих медсестер и врачей, как обычно работают глаза, ноги и матка. Вопросами о таких проблемах, как удушье, разрывы менисков и боль при родах, я задался позже, когда заложил фундамент знаний о том, как работает наше тело.

Вопросы «как?»

Биологи и их ученики узнают о системах организма, задавая вопросы. Они могут задавать непосредственные вопросы, с помощью которых пытаются понять, как что-то работает. А также могут задавать глобальные вопросы, пытаясь ответить, почему структура, процесс или поведение такие, какие есть. Непосредственные вопросы занимают бо́льшую часть времени в курсе анатомии и физиологии. Как клапаны сердца контролируют кровоток? Как передняя крестообразная связка ограничивает движение колена? Как роговица преломляет свет? Наибольшая часть того, что мы знаем об анатомии и физиологии человека, проистекает из ответов на вопросы типа «как».

В этом есть смысл, поскольку при необходимости восстановить сердечный клапан, реконструировать коленный сустав или использовать лазер для улучшения зрения нужно знать, как работают эти структуры, чтобы исправить их.

Вопросы «как» могут иметь чрезвычайно сложные ответы. Преподавание и изучение анатомии и физиологии часто не выходит за пределы непосредственного уровня, поскольку на понимание подобных вопросов и ответов требуется достаточно много времени.

Например, чтобы научить только основам мышечного сокращения, необходимо некоторое количество чертежей, продолжительное обсуждение и не менее одного часа учебного времени на понимание процессов физиологии, происходящих за доли секунды в реальном времени. И заметьте, этому учат на младших курсах бакалавриата. Если студенты возвращаются к этому предмету в аспирантуре или в медицинском университете, то углубляются в более детальное изучение.

Вопросы «почему?»

Я потратил немало времени на изучение непосредственных механизмов анатомии и физиологии, но так и не избавился от привычки задавать глобальные вопросы, поскольку преподаю и другие дисциплины. Глобальные вопросы касаются эволюционных корней предмета обсуждения. Например, на моем занятии по поведению животных вместо того, чтобы учить тому, как дельфины выпрыгивают из воды (что включает в себя те же самые подробности о нервной проводимости и сокращении мышц, освещаемые в курсе анатомии и физиологии), я прошу своих студентов подумать о том, почему дельфины выпрыгивают из воды. Такие вопросы служат отличным упражнением в выработке гипотез и моделировании эксперимента. Дельфины выпрыгивают для того, чтобы избегать хищников? Или чтобы передавать друг другу сообщения? Может, потому что это более эффективный способ передвижения? Или они выпрыгивают, потому что это весело? Вопросы «почему» легко задавать, но, как известно, на них очень сложно отвечать. Одно дело – устроить мозговой штурм на тему, почему дельфины прыгают, но совершенно другое – смоделировать и провести эксперимент в попытке ответить на исследовательский вопрос. Доказательством сложности вопроса служит то, что ученым еще только предстоит прийти к однозначному ответу относительно прыжков дельфинов.

Другой пример для иллюстрации глобальных вопросов, который я использую в курсе по поведению животных, знакомит студентов с необычным туалетным этикетом ленивцев. Трехпалые ленивцы почти всю свою жизнь проводят под пологом леса на деревьях. Для них земля – это наиболее опасное место, поскольку на ней водятся голодные зубастые хищники, такие как ягуары и одичавшие собаки. Однако раз в неделю ленивцы отказываются от своих древесных привычек и слезают вниз, чтобы заняться некими личными делами. Они медленно спускаются на лесную подстилку, чтобы испражниться. (Не переживайте, если неправильно ответили на первый вопрос в начале, у вас будет много шансов реабилитироваться.)

На первый взгляд такое поведение обескураживает. Зачем рисковать, если есть опасность встречи с хищником? Почему бы просто не дать своему добру слететь с ветвей? На семинарах мои студенты вместе разрабатывают гипотезы и моделируют гипотетические эксперименты для их проверки. Целенаправленно ли ленивцы удобряют деревья? Это какой-то способ обозначить свою территорию? А может, это нетипичная манера привлечения партнера?

Лишь недавно особо наблюдательные ученые, проявив немалое терпение, разгадали эту загадку. Впервые они заметили, что в шерсти ленивцев растут водоросли, придающие этим животным зеленоватый оттенок. Водоросли помогают ленивцам сливаться с пологом леса, но история выходит за рамки органического камуфляжа. Ученые заметили, что их объекты изучения питаются своими, выращенными «в домашних условиях», водорослями и тем самым дополняют обычно бедный питательными веществами рацион. Следует признать, что поедание растущих в собственной шерсти водорослей уже странно, но это только цветочки – в шерсти каждого трехпалого ленивца обитает популяция моли. Она повышает содержание азота в мехе и тем самым способствует росту тех самых водорослей. Когда ленивцы совершают еженедельные походы к подножию деревьев, самки моли откладывают яйца в их свежий помет. Чистоплотные ленивцы прикрывают свои дела опавшими листьями, а гусеницы моли после вылупления из яиц питаются фекалиями этих животных, растут, становятся взрослыми особями и улетают на верхний ярус леса, чтобы колонизировать ленивцев, как это делали их родители[1].

Так почему трехпалые ленивцы спускаются с деревьев, чтобы испражняться? Эти млекопитающие рискуют жизнями, чтобы создать навозный питомник для моли, от которой они зависят как от удобрения для выращивания водорослей, которые они не только используют как маскировку, но и выедают из собственного меха, чтобы получить дополнительную дозу питания. Бум! Тайна разгадана. Наконец-то мы можем позволить ленивцам спокойно испражняться. Идем дальше.

Я надеюсь, что история о ленивце и моли показала, что глобальные вопросы рассматривать увлекательно. Они подталкивают исследователей в совершенно иные направления в сравнении с непосредственными вопросами. Ответы на глобальные вопросы также часто бывают совершенно неожиданными. Это ключевой момент, поскольку находящаяся в ваших руках книга целиком и полностью посвящена глобальным вопросам. Просто я сосредоточусь на материалах о сложной эволюции человеческого тела, а не на испражняющихся ленивцах.

Глубоко копая

Спустя годы размышлений над вопросами «почему» в контексте дельфинов, ленивцев и других нечеловекоподобных животных я начал задавать себе вопросы «почему» об анатомии человека. Почему люди склонны к удушью? Почему бесплодие является такой распространенной проблемой для супружеских пар? Почему у женщин происходит менструация? Первый такой вопрос «почему» возник у меня однажды, когда в курсе анатомии и физиологии мы обсуждали зубы. Я попросил всех студентов поднять руку, а затем, если они носили брекеты, опустить ее. Значительная часть класса опустила руки. Следом я попросил оставшихся студентов опустить руки, если им удаляли зубы мудрости. Теперь лишь руки нескольких студентов оставались поднятыми. Наконец, я попросил опустить руки тех, у кого кривые зубы. Если первоначально было более 70 поднятых рук, то теперь осталось всего две. Из 70 студентов только у двоих зубы правильно располагались во рту естественным образом.

Я не мог перестать думать обо всех этих брекетах, удаленных зубах мудрости и кривых улыбках. Почему зубы человека так плохо подходят к челюстям? Вскоре на ум пришло намного больше вопросов: о несовершенстве глаз, горла, коленей, ступней, спины и многого другого. Почему пищевод и трахея расположены рядом друг с другом, что может привести к удушью? Почему так много людей получают травму менисков и крестообразных связок? Почему у женщин грудное вскармливание обычно так болезненно? Как только вы начнете задавать вопросы «почему», они могут вырваться из-под контроля, как у ребенка-почемучки.

Мне нужны были ответы. Я начал читать все, что мог найти, об анатомических дефектах и эволюции человеческого тела. Перелопатив сотни статей об исследованиях, опубликованных в огромном количестве журналов, я понял, что ответы зачастую так же непредсказуемы, как и обнаруженные в истории о ленивце и моли. Чтобы ответить на вопросы о человеческих телах, я прочитал об осклизлой миксине, пенисах горилл и беге шимпанзе на беговой дорожке. Ответы выходят за рамки анатомии и касаются поведения. Также я узнал о происхождении прямохождения, бега и охоты у древних людей и о том, как долго может пролежать туша кабана, прежде чем испортится. Внимание, спойлер: не очень долго.

Давайте примемся за дело. Все эти вопросы не ответят сами на себя, и я полагаю, что вам так же, как и мне, любопытны анатомические недостатки человеческого тела – вашего тела. Так что наденьте очки, подложите подушку под спину и устраивайтесь поудобнее. Почему человеческое тело столь уникально в своей склонности к недомоганиям и болям? Как эволюция настолько сбила нас с пути? Переверните страницу, и мы посмотрим, сумеем ли мы с вами найти ответы.

Часть I
Всё в вашей голове

1
Рагу из мастодонта

Какое рекордное количество зубов было удалено изо рта человека?

а. 24

б. 48

в. 232

г. 584

У меня было ощущение, словно я вернулся в среднюю школу. Я исчерпал все отговорки, отложил в сторону гордость и поставил брекеты, даже почти выровняв свои кривые зубы. Я прошел этап неуклюжего подросткового возраста с жемчужно-белыми зубами, выстроившимися красивыми рядами. Но во время учебы в колледже прорезались все мои зубы мудрости и немного подвинули ровные ряды. Я блаженно игнорировал эту проблему в течение нескольких десятилетий, но в конце концов дошел до того, что больше не мог откусить кусочек салата своими кривыми резцами. Мне не хотелось жевать одну зелень всю оставшуюся жизнь, поэтому я стиснул зубы и записался на прием к ортодонту.

Существуют целые медицинские дисциплины, основанные на той анатомической предпосылке, что наши зубы, предоставленные сами себе, в конце концов станут похожими на перекошенный частокол с искривленными и перекрывающими друг друга штакетинами. В каждом учебнике по анатомии на планете есть иллюстрация типичного человеческого рта, и в нем ровно 32 идеально прямых зуба. Однако в реальном мире огромное множество взрослых людей не соответствуют подобной картине стоматологического совершенства. Большинство нуждаются либо в брекетах, либо в удалении зубов мудрости, либо просто мирятся с кривыми зубами.

После нескольких лет преподавания анатомии бакалаврам меня по-настоящему начало беспокоить то, что я не могу объяснить им, почему зубы не помещаются у нас во рту. Студенты изучают основы анатомии зубов, осознают наличие несоответствия зубов с челюстями, а дальше мы переходим к рассмотрению следующей особенности пищеварительной системы. Это не давало мне спать по ночам. Почему зубы не помещаются во рту? Установка брекетов и удаление зубов мудрости – настолько распространенные явления, что мы постоянно задаемся этими вопросами. Что, если бы почти каждому в подростковом возрасте приходилось ампутировать мизинец на ноге для исправления походки? А если бы удаление мочки уха было обычной необходимой с медицинской точки зрения процедурой? Если бы инопланетяне прилетели и увидели, как мы удаляем собственные зубы, это показалось бы им столь же странным, как и приведенные здесь примеры.

Мне не нравится лишаться сна, поэтому я начал читать об этой проблеме. Много читать. Оказалось, что вопрос «почему наши зубы не вмещаются?» очень прост и имеет интригующий, многогранный ответ.

Что появилось раньше, челюсти или зубы?

Каждый слышал старинное выражение: «Ты то, что ты ешь». Во многих отношениях более точным высказыванием является фраза: «Ты то, что ты съел». В этой версии популярного афоризма не говорится о жареном цыпленке со вчерашнего ужина или о сегодняшних утренних тостах и кофе. Это, скорее, отсылка к нашим далеким предкам, которые выживали миллионы лет назад в африканской саванне и питались клубнями, луковицами и корнями. А также к нашим более поздним предкам, которые охотились на крупных животных, притаскивали их на свои первобытные стоянки и делили у костра.

В человеческом теле версия «Ты то, что ты съел» нигде так не верна, как в форме и структуре челюсти и зубов. Несмотря на то, что виды и обилие пищи, которые составляют наш рацион, в прошлом быстро менялись, трансформация таких прочных структур, как коренные зубы и нижние челюсти, – это очень медленный процесс. Зубы и кости, из которых состоит челюсть, могут видоизменяться со временем, но они не способны делать это настолько быстро, чтобы поспевать за такой движущейся мишенью, как человеческая диета. В результате на протяжении всей истории человеческому рту приходилось выполнять работу, для которой он не особенно хорошо подходил.

Эту дискуссию следует начать с фундаментального вопроса: что появилось первым, челюсти или зубы? Ответ здесь менее очевиден, чем в случае с вопросом «курица или яйцо», который все любят задавать[2]. Самое запутанное в вопросе «челюсти или зубы» – то, что на протяжении всей истории эволюции животных твердые образования, называемые одонтодами, оказывались во многих иных местах, кроме рта[3][4]. Одонтоды настолько тверды, что их называют зубоподобными структурами. Несколько непривычно думать о зубах, расположенных вне рта, но мы живем в мире, где у сверчков уши на ножках, а у кенгуру три влагалища, так что в действительности это не так уж и странно. Одонтоды без проблем окаменевают (будучи, как вы знаете, очень твердыми), и поэтому имеются полные сведения об их эволюции начиная с самых ранних позвоночных. Если коротко, оказывается, что зубы (или, по меньшей мере, зубоподобные структуры) существовали задолго до того, как появились челюсти. Просто они не все были так хорошо организованы в ротовой полости, как это обычно предполагают.

Одонтоды представляли собой либо плоские структуры, называемые кожными зубчиками (или плакоидными чешуйками), которые укрепляли кожу древних рыб, либо глоточные зубы в горле примитивных обитателей океана. Такие чешуйки сохранились до наших дней и встречаются в виде чешуи у хрящевых рыб, включая акул и скатов. Не нужно далеко ходить за доказательствами наличия глоточных зубов у современных живых организмов. Собственно говоря, глоточные зубы присутствуют в миллионах домов по всему миру – повсеместно распространенная аквариумная золотая рыбка является хорошим примером современного организма с зубами в глотке.

Реальная дискуссия здесь заключается в том, от какого набора примитивных зубов (кожных или глоточных) произошли зубы в ротовой полости. В одном углу скалят свои зубы сторонники гипотезы «снаружи – внутрь». Как подсказывает название, эта группа ученых аргументирует, что плакоидные чешуйки, или кожные зубы, со временем мигрировали в область вокруг ротовой полости и внутрь нее. А сторонники гипотезы «изнутри – наружу», наоборот, утверждают, что зубы возникли в полости глотки и в конце концов мигрировали в полость рта.

Вне зависимости от того, возникли они в коже или в глотке, зубы в конце концов оказались во рту. Бесчелюстные рыбы с зубами полости рта, называемые агнатанами, широко представлены в палеонтологической летописи. Вымершие ныне угреобразные конодонты плавали в океанских водах начиная примерно с зари палеозойской эры (542 миллиона лет назад). Они прошли долгий путь к успеху, прежде чем столкнулись с проблемами спустя несколько сотен миллионов лет.

Быть бесчелюстной рыбой с зубами весьма приятно в мире, населенном исключительно другими бесчелюстными рыбами, трилобитами и мягкими морскими червями. Это даже приемлемо в мире, где у рыб есть челюсти, но нет зубов в ротовой полости[5]. Однако отнюдь не приятно существовать в мире, наполненном акулами. Когда наступил девонский период палеозойской эры (или эпоха рыб, которая была около 400 миллионов лет назад), жизнь бесчелюстных рыб стала все сильнее походить на борьбу за выживание. Большинство из них не пережили девонское массовое вымирание. До наших дней дожили около 120 видов упрямых и стойких бесчелюстных миксин и миног.

Это была непростая эволюционная ситуация для такого ничем не выдающегося переходного организма, как миксина. Появление более причудливых, пронырливых и в целом более высокоразвитых форм жизни обычно означает конец переходных видов. Миксине же удалось переломить эту тенденцию. Увидев одну из них вблизи, можно понять, почему они преодолели эволюционный вызов. Миксины – одни из самых гадких, скользких и наименее привлекательных животных, когда-либо плававших в океане. Несмотря на отсутствие челюстей, они смогли выжить именно потому, что крайне неаппетитны.

По несчастному стечению обстоятельств миксина оказалась недостаточно отталкивающей для людей с ненасытной тягой ко всему экзотическому. В некоторых культурах этот вид считается деликатесом, а также используется в производстве изделий из кожи. Видимо, где-то есть люди, которые не могут жить без ботинок из кожи этого бесчелюстного. В результате многие виды миксин сейчас находятся под угрозой исчезновения из-за чрезмерного морского промысла[6].

Как бы мне ни хотелось думать об ученых, сражающихся за истинность гипотез «снаружи – внутрь» или «изнутри – наружу» на неофициальных приемах и конференциях, посвященных эволюции зубочелюстной системы позвоночных, важнее понять, что челюсти и зубы имеют независимое эволюционное происхождение. Осознание эволюционной независимости челюстей и зубов имеет решающее значение для ответа на вопрос «почему наши зубы нам не подходят?». Когда одна из структур претерпела заметное изменение (например, челюсть стала меньше), зубы не последовали этому примеру автоматически. Мутация гена, контролирующего размер челюсти, не может чудесным образом вызвать мутацию гена, контролирующего размер зубов. Если бы клетки могли точно связывать мутации вместе подобным образом, мы бы все имели идеальные зубы, и ортодонтам пришлось бы подыскивать себе новую работу.

От зубов рыб к зубам рептилий и до зубов млекопитающих

Теперь, когда мы заложили фундамент знаний о происхождении челюсти и зубов, пришла пора вылезти из воды на поверхность. В любом случае конечная цель первой главы в том, чтобы понять, почему столь многим из нас уже в средней школе понадобились брекеты, а обучение в школе определенно проходило на суше.

Примерно в то время, когда океан стал наполняться зубастыми и челюстноротыми тварями, некоторые его инициативные обитатели предприняли попытку жить на суше. Разумеется, это происходило на протяжении несчитаного числа поколений, и мы никогда не узнаем, сделали ли они это для того, чтобы не стать приманкой для акул, или чтобы найти лучшие возможности для добычи пищи. А может, по причинам, о которых мы даже не подозреваем. Как бы то ни было, некоторые животные, проводившие бо́льшую часть своего существования на мелководье, периодически начали выходить на берег. Этот переход был хорошо описан в последние годы благодаря открытию невероятных переходных окаменелостей, таких как доисторическая рыба тиктаалик[7].

Тиктаалик жил к северу от того, что мы сейчас называем полярным кругом, и у него были уникальные для рыбы особенности скелета, такие как шея и плоская голова. Он мог поддерживать свой вес на плавниках и отталкиваться от дна мелководья, где обитал. Тиктаалик фактически был мостом между рыбами и амфибиями, проявляя черты, свойственные как тем, так и другим.

Эта существо выползло около 375 миллионов лет назад и просуществовало примерно 150 миллионов лет до тех пор, пока на Земле в триасовом периоде не появились первые млекопитающие. Разумеется, за эти 150 миллионов лет с наземными позвоночными произошли некоторые существенные изменения. Кожа амфибий затвердела, позволяя лучше сохранять воду, и позвоночные начали проводить все больше и больше времени вдали от воды. Конечности стали более приспособленными для передвижения по суше, а сами рептилии приобрели скорость и навыки хищников. Благодаря таким близким нам анатомическим особенностям, как соски и волосы, некоторые избранные животные организмы миновали стадию рептилий и попали на зарю эры млекопитающих. Большинство ранних млекопитающих не были самой впечатляющей группой: представьте себе мелких, похожих на белок животных, проносящихся между ног намного более крупных динозавров, и вы поймете, о чем речь.

В те времена произошли значительные изменения, затронувшие челюсти и зубы. По мере того как рептилии разошлись по всей планете, их зубы и челюсти менялись в зависимости от населяемой среды обитания. Некоторые виды, например черепахи, полностью освободились от зубов и приспособились к питанию с помощью прочного, как гвоздь, клюва. У многих, как у большинства ящериц, зубы оказались прикрепленными к внутренней стороне челюсти, в отличие от зубов, расположившихся в альвеолах, как у некоторых других рептилий (например крокодилов) и млекопитающих.

Помимо способа прикрепления возникли и другие различия между зубами млекопитающих и более ранними зубами рыб и рептилий. Наиболее очевидным было значительное сокращение общего числа зубов от рыб к земноводным, затем к рептилиям и далее – к млекопитающим. У среднестатистической рептилии может быть от 200 до 300 зубов, тогда как у млекопитающих редко бывает больше 50[8]. Иногда у человека вырастает значительно больше зубов, чем стандартные 32. Помните вопрос в начале главы? В нем спрашивалось о рекордном количестве зубов, вырванных изо рта. Я бы не стал осуждать вас за ответ «24», поскольку у взрослых должно быть максимум 32 зуба. Чрезвычайный случай произошел в 2014 году, когда подростку из Индии удалили 232 зуба, оставив ему 28 – типичное число зубов взрослого человека, у которого были удалены зубы мудрости.

Владельцы хладнокровных питомцев также могут заметить, что, в отличие от млекопитающих, рыбы и рептилии продолжают менять зубы до конца своей жизни. Млекопитающие теряют молочные зубы относительно рано, а затем вынуждены нести ответственность за сохранность второго набора зубов до конца своей жизни. С возрастом это становится для них серьезной проблемой – отсутствие достаточного числа здоровых и крепких зубов может привести млекопитающее к гибели. Проблема не является пустяковой и для человека. Жители США в возрасте от 20 до 30 лет имеют в среднем 26,9 зуба, но для людей возраста от 50 до 64 лет это число падает до 22,3[9]. Поддержание достаточного количества здоровых зубов имеет решающее значение: одно исследование показало, что риск смерти у пожилых людей, у которых менее 20 зубов, выше на 30 %, чем у тех, кто имеет во рту набор побольше[10].

Другое существенное различие, которое можно заметить, глядя одновременно в глотку ящерицы и домашней кошки, – это большее разнообразие типов зубов у кошки, тогда как у ящерицы все зубы выглядят одинаково.

Гетеродонтный зубной ряд, то есть наличие зубов разных типов, является отличительной чертой млекопитающих – он позволяет им поедать пищу, не имеющую аналогов в своем разнообразии. Такой зубной аппарат вторично развился у нескольких других групп – крокодилов или некоторых типов змей с узкоспециализированными клыками. Гетеродонтные зубы позволяют нам одним укусом оторвать кусок мяса от куриной ножки, затем похрустеть морковкой и наконец медленно смаковать кусочек карамели на десерт. Такая универсальность в питании позволила млекопитающим завоевать все уголки земного шара, потому что, куда бы мы ни пошли, мы всегда можем найти что-нибудь поесть.

Зубы приматов

А затем, примерно 66 миллионов лет назад, прилетел гигантский астероид. Когда я говорю «гигантский», я имею в виду громадину почти 10 километров в диаметре. Ударившийся о Землю 10-километровый космический камень не оказал положительного влияния на качество атмосферы. Событие массового вымирания, произошедшее в это время, известно как граница K – Pg, или как событие вымирания K – Pg (для определения границы между меловым и палеогеновым периодами)[11]. Многочисленные свидетельства указывают на то, что причиной великого бедствия стал гигантский астероид, который врезался в полуостров Юкатан, находившийся на территории современной Мексики.

Результатом стало вымирание 70–80 % обитавших на Земле живых организмов. Хотя для большинства животных это несомненно стало негативным событием, для млекопитающих, ведших в тот период исключительно ночной образ жизни, последствия необязательно были ужасными. Так как большинство надоедливых динозавров сошли со сцены, оставшиеся млекопитающие смогли наконец выходить порезвиться в течение дня и начали активно размножаться.

Поскольку эволюцию динозавры больше не ограничивали, млекопитающие распространились по планете тем же образом, как разошлись поколения рептилий на 200 миллионов лет ранее. Первоначальная формула постоянных зубов млекопитающих была следующая – 11 зубов на каждый квадрант, составляющих в сумме 44 штуки. По мере того, как млекопитающие распространились и заполнили почти все разнообразные места обитания на Земле, количество и форма зубов по необходимости начали меняться в разных средах обитания. В конце концов, у полевой мыши, поддерживавшей свое существование за счет питания семенами растений на африканских равнинах, были совершенно другие требования к зубам, чем у саблезубого тигра, заваливавшего и поедавшего носорогов.

Некоторые млекопитающие поднялись на деревья и в итоге стали приматами. Рацион обитателей деревьев и земной поверхности различался, и зубы приматов стали расходиться с зубами других млекопитающих. Один род приматов, обезьяны Нового Света (золотые львиные тамарины и ревуны – яркие тому примеры), сбросили по одному из резцов и премоляров в каждом квадранте, что сократило число зубов до 36. Другие приматы, обезьяны Старого Света (например, бабуины и макаки) и человекообразные обезьяны, также лишились одного резца. Кроме того, они потеряли два премоляра, оставшись со стандартным комплектом современного взрослого человека в 32 зуба[12].

32 зуба стали стандартным числом для нашего рода примерно 30 миллионов лет назад. За последние 30 миллионов лет наши челюсти и зубы должны были наконец найти свои места. Однако были в истории и другие большие изменения, радикально переработавшие форму рта наших предков.

Слезаем с деревьев

Следующие несколько миллионов лет жизнь приматов протекала относительно спокойно. Никакие ужасающие вымирания или другие из ряда вон выходящие события не меняли радикально ход жизни на нашей маленькой теплой планете. Приспособив к работе большие пальцы, приматы заняли прекрасную нишу, живя преимущественно среди деревьев и наслаждаясь диетой, состоящей из фруктов и листьев. Группа приматов продолжала распространяться, начала формироваться ветвь человекообразных обезьян. Многие трансформации от приматов к человекообразным обезьянам происходили на уровне скелета: плечи и грудная клетка начали принимать более человекоподобный вид, а позвоночник и бедра стали смещаться, обеспечивая более прямую осанку[13].

В итоге ветвь человекообразных обезьян на эволюционном древе тоже развила многообразие и отделилась. Исследователи продолжают спорить о времени существования последнего общего предка человека и шимпанзе. По оценкам ученых, он жил в пределах 5–13 миллионов лет назад. Когда мы думаем о людях и наших ближайших ныне существующих родственниках, шимпанзе, на ум приходит несколько различий, которые косвенно или напрямую связаны с нашими плохо подогнанными человеческими зубами.

Первое примечательное отличие состоит в том, что большинство из нас сегодня утром проснулись не на дереве. Недавно обнаруженные ископаемые материалы свидетельствуют о том, что предки человека отказались от жизни на деревьях в пределах трех-четырех миллионов лет назад[14]. По общему мнению, примерно в это время климат Земли претерпел значительные изменения. Резкая смена климата должна была существенно повлиять на доступность пищи. Если бы этого не произошло, то при наличии убежища, безопасности и достаточного количества пропитания не возникло бы мотивации смешать все карты и испробовать совершенно иные способы существования. Нисхождение с деревьев было не столько выбором наших предков, сколько вынужденным шагом. Особи, способные жить вне деревьев, выживали, размножались и передавали потомкам свои гены. Медленно, но верно, трансформация за трансформацией, гоминины (группа, включающая человека и наших вымерших близких родственников и предков, но не других человекообразных обезьян) адаптировались к жизни на поверхности земли.

Изменения в питании при переходе от жизни на деревьях к жизни на земле оказали значительное влияние на зубы и челюсти. Будучи млекопитающими, предки человека имели разнообразные типы зубов, что делало их способными переносить резкие перемены в рационе. Некоторые весьма толковые исследования, проведенные группой ученых из Университета Юты, продемонстрировали изменение рациона питания, проанализировав окаменелые зубы предков человека примерно того периода[15].

Не вдаваясь в подробности радиоизотопной биохимии, все то, что мы едим, оставляет молекулярный след во всем нашем организме. Разные виды растений оставляют разные типы следов, и, анализируя ткани (в данном случае зубную эмаль), можно понять, чем питались люди. Примерно четыре миллиона лет назад в рационе гомининов произошел переход от фруктов и листьев к злаковым травам и осокам. После перехода от причмокивания сочным манго к пережевыванию жестких трав требования к зубам, разумеется, изменились. Как и у современных людей, зубы у гомининов имели значительные вариации, и особи с зубами размеров и форм, подходящих к новой травяной диете, должны были иметь явное преимущество. Победители зубной лотереи того времени передавали удачные гены своим потомкам, и таким образом природа зубов гомининов поменялась. Одно из наиболее кардинальных изменений коснулось размера коренных зубов. Если кратко, они стали огромными.

Некоторые ранние гоминины, наподобие знаменитого Australopithecus afarensis, так называемой Люси, имели гигантские коренные зубы. Еще одним важным изменением, отличающим нас от шимпанзе, стало то, что гоминины начали передвигаться на двух ногах. Фактически с того момента времени и на пару миллионов лет вперед наши предки стали прямоходящими коровами.

В гигантских коренных зубах и коренится современная проблема. В те времена они не составляли никакой проблемы, поскольку тогда существовала большая и мощная челюсть, вмещавшая большие и мощные зубы. Их размер вполне соответствовал размеру челюсти гоминина, подобного Люси. Я никогда ее не видел, но готов поспорить, что у нее были прекрасные зубы. К несчастью для такого зубочелюстного союза, травяно-осоковая диета не продлилась вечно. Рацион, состоящий из злаковых трав и осоки, был вполне приемлем, когда гомининам не приходилось передвигаться на большие расстояния, чтобы отыскать их. С изменениями климата увеличились и расстояния, необходимые для добывания пищи. Возникла необходимость найти что-нибудь более калорийное, чтобы восполнить энергетические затраты на поиски пищи. Что-то с большей выгодой для себя. Что-то вроде мяса.

Страдания по мясу

Проблема с мясом состоит в том, что оно не хочет быть съеденным. Один из способов обойти это осложнение – позволить кому-то другому совершить убийство, а затем доесть остатки. Сейчас многие палеоантропологи утверждают, что первоначально гоминины использовали именно это решение. Однако даже собирание падали добавляло линии гомининов новые проблемы – их челюсти и зубы были хорошо приспособлены для поедания салата, но не для отрывания мышц от костей. Справиться с этой задачей помогло использование примитивных орудий.

Около двух-трех миллионов лет назад наши предки начали использовать острые камни для отрубания кусков мяса от костей. Вопрос о том, обтесывали они острые камни или просто находили их готовыми к использованию, остается предметом дебатов. Как жизнь, состоящая из беготни и поедания травы, не была устойчивой для линии гомининов, так и жизни, основывающейся на питании сырой падалью, суждено было быть скоротечной. Если в рацион гомининов должно было входить значительное количество мяса, то в конце концов в их меню должно было появиться что-то помимо останков умерших животных. И если постукивание острым камнем по покрытой мясом кости необязательно требует большого скачка в развитии интеллекта[16], то для понимания, как убить животное приличного размера, действительно требуется существенный уровень умственных способностей.

Переход от поедания падали к употреблению свежего мяса не был для наших предков чем-то обыденным. Большинство хищников полагаются на комбинацию хитрости и скорости, чтобы побороть свою жертву. У ранних гомининов не было недостатка в хитрости, однако они не имели скорости большинства четвероногих охотников. Прямохождение очень выгодно при путешествиях на большие расстояния, но на коротких дистанциях это медленный способ передвижения.

Олимпийский чемпион-спринтер, как кажется, бежит быстрее других людей, но мой старый, толстый, ленивый домашний кот Тайсон все равно способен победить золотого медалиста на короткой дистанции[17]. Для эффективной охоты без навыков скоростных рывков людям пришлось научиться обхитрять свою добычу. Но даже если бы они смогли догнать, схватить и повалить газель на землю, что бы они тогда стали делать? Атаковали бы ее своими тонкими ногтями? Попытались бы растерзать жалкими маленькими клыками? В лучшем случае ранние гоминины в попытке охотиться, как львы, в конце концов обессиливали и пачкались в грязи, а что более вероятно – получали сильные повреждения.

От незащищенного и медлительного человека охота требует интеллекта. Самыми толковыми гомининами были те, кто мог изготавливать из камней острые копья и объединяться с другими представителями вида, чтобы использовать подобные орудия для добычи крупной дичи. Убийство больших животных также требовало значительного социального взаимодействия – еще одной характеристики, обычно связанной с увеличенным объемом черепа. Взаимовыручка играла важную роль в жизни наших предков. У гомининов и первых представителей Homo Sapiens, должно быть, случались как хорошие, так и плохие дни «на работе».

Хороший день означал обилие мяса, которым можно поделиться со своими близкими. В плохие дни копья первых охотников били мимо цели, и они плелись обратно на стоянку с жалкой горсткой собранных по пути орехов и ягод. В такие дни приходящим с пустыми руками охотникам требовалась подмога со стороны их собратьев – пещерных жителей. Подаяния, скорее всего, поступали от индивидов, получавших выгоду от обмена в прошлом или ожидавших взаимности в будущем. Гоминины с меньшей вероятностью ложились спать голодными, если были способны эффективно ориентироваться в межличностных отношениях.

Выгоды от сотрудничества, обмена и общения, вероятно, сыграли значительную роль в увеличении размера мозга. По мере того как члены сообществ гомининов становились всё умнее, они, в свою очередь, становились всё более успешными охотниками. Наши предки вступили в цикл положительной обратной связи: чем умнее они становились, тем успешнее могли охотиться. Чем успешнее они могли охотиться, тем умнее становились, подпитывая нуждающийся в энергии растущий мозг. Интеллектуальная гонка продолжалась, и примерно в это же время появились первые представители нашего рода Homo, а средний объем черепа возрос примерно с 400 см³ до 650 см³.

Отбор в сторону большеголовости продолжался в последующие два-три миллиона лет. Немного увеличившийся мозг нас не устраивал, поэтому он разросся до среднего объема 1350 см³. Человеческий мозг стал настолько большим, что теперь его рост в некоторой степени стал сдерживаться естественным отбором. Ограничением для человеческого мозга, конечно же, является рождение ребенка. Мозг стал настолько большим, насколько это возможно, чтобы все еще сохранялась возможность его обладателю вылезти из материнского тела. Он разросся до таких пределов, что иногда даже не может выйти наружу, но это история на потом.

В то время, как шел отбор в сторону гигантского мозга, селекция в сторону чрезвычайно мощной челюсти, наоборот, ослабевала. По мере изменения рациона потребность в гигантских коренных зубах и челюстях уменьшалась. Когда давление отбора в сторону мощной челюсти снизилось, в геноме гомининов смогли сохраниться мутации, ослабляющие челюсти. Такая мутация имела место около 2,4 миллиона лет назад[18]. В линии гомининов появилась вариация, значительно ослабившая челюсть. Вполне вероятно, что подобные изменения, затрагивавшие структуру костей и мышц челюсти, появлялись и раньше, однако в неподходящее время эти изменения должны были сойти на нет. Если бы мутация появилась в тот период, когда гоминины нуждались в больших и мощных челюстях, она бы не сохранилась. Шимпанзе по-прежнему необходимы большие и крепкие челюсти, которые не уменьшились по этой причине за последние несколько миллионов лет. В итоге время для закрепления ослабляющей челюсть мутации настало – человеческая челюсть начала сильно уменьшаться до своего нынешнего состояния.

Укрощение огня

Чтобы оставить позади образ жизни собирателей сырой падали, требовался еще один рывок вперед. Охота решила проблему собирательства падали, но мясо все еще оставалось сырым. Единственный путь отказа от сыроедения заключался в том, чтобы научиться добывать огонь. Однако, как и охота, добыча огня требует серьезной смекалки.

Многие современные люди с трудом справляются с разведением огня, даже имея в распоряжении сухую газету, идеально расколотые дрова и коробку спичек. Это не тот навык, который мы имеем от природы. Я никогда не забуду, как мы с моим братом Ником в первый раз попытались развести огонь. Мне было около четырех лет, а ему – шесть или семь, и мы устроились в гараже, надеясь, что родители нас не обнаружат. Я должен был стащить из дома спички, пока Ник добывал нам горючие материалы. У нас было немного растопки и хвороста, но, к великому разочарованию, нам так и не удалось ничего зажечь. После нескольких неудачных попыток мы были пойманы с поличным, когда отец открыл дверь гаража и немедленно отправил нас под домашний арест.

Некоторые полагают, что первый огонь, контролируемый гомининами, был заимствован от пожаров, возникавших в местах ударов молний. Даже если бы это было правдой, все равно потребовалось бы немало средств для поддержания пламени. В конце концов он бы погас («Кто следил за огнем?» – «Я думал, ты следил за огнем!»), и единственным надежным решением была бы способность снова разжечь его, не дожидаясь молнии. Сырой день должен был стать серьезной проверкой увеличенной вместимости черепа и вычислительных возможностей ранних гомининов в попытке добыть огонь.

Палеоантропологи уже много лет горячо спорят о том, когда гоминины овладели огнем. Некоторые относят эту дату к миллиону лет назад[19], другие считают более вероятной дату примерно 35 000 лет назад[20], а третьи утверждают, что этот важнейший рубеж был преодолен всего 12 000 лет назад[21]. Не вызывает сомнений тот факт, что в какой-то момент некий сообразительный пещерный житель понял, как разжечь огонь, и с тех пор жизнь гомининов уже не была прежней. Некоторые эксперты даже предположили, что наша способность разжигать огонь – именно та характерная черта, что делает нас людьми.

Первое барбекю

Наконец ранний человек сложил два и два и поднес кусок мяса к палящему пламени. Хотя возможно, что первый зажаренный стейк мог быть чистой случайностью: результатом неконтролируемого пожара, подрумянившего тушу, которую припрятали слишком близко от огня.

Вне зависимости от того, как мясо оказалось над пламенем, для людей это был удачный шаг. Сочетание охоты и владения огнем лежит в основе истории о том, почему столь многие нуждались в брекетах в средней школе. Пережевывание хорошо зажаренного стейка – намного более простое дело, чем измельчение сырого куска мяса. Это особенно актуально, если у вас нет ножа. Хотя к тому моменту люди уже использовали заостренные камни для срезания мяса с костей, у них точно не было набора ножей крутого шеф-повара. Приготовленное нежное мясо, отделяющееся от костей, должно было значительно облегчить прием пищи.

Жареное мясо имело еще несколько преимуществ. До того, как гоминины начали добывать свежую дичь, огонь помогал отбить запах сырой падали. Еще до способности добывать огонь в период собирательства серьезную проблему для гомининов представляли бактериальные инфекции. Все в запахе, исходящем от мертвого животного, говорит о том, что если его нужно съесть, то сначала его следует хорошо прожарить[22].

Даже при современных приспособлениях для сохранения пищи людям все еще довольно часто удается заболевать от употребления испорченного мяса. В исследованиях антропологов Гарварда оценивалось, как приготовление снижает количество патогенов в сыром мясе[23]. Исследователи взяли тушу недавно забитого кабана и оставили ее на открытом воздухе, не подпуская к ней падальщиков. Они брали образцы туши через 12 часов и 24 часа соответственно, чтобы увидеть, насколько дурно пахнущим стало мясо. Через 12 часов уровень вредных бактерий, таких как кишечная палочка (Escherichia coli) и стафилококки, уже начал повышаться. К 24-му часу уровень стал явно опасным. Когда исследователи поджарили кусок вредного мяса на открытом огне, то обнаружили, что уровень бактерий снизился на целых 88 %. Вряд ли этого достаточно для того, чтобы он попал на современный обеденный стол, но для ранних гомининов это было определенно лучше сырого дикого кабана с гарниром из вызывающих диарею потенциально смертоносных бактерий.

Есть еще преимущество готовки на открытом огне. Приготовление мяса перед его употреблением запускает процесс расщепления белка и делает питательные вещества мяса более доступными[24]. Растущий мозг гомининов нуждался во всех питательных веществах, которые мог получить. Главный орган составляет около 2 % массы человеческого тела, но потребляет до 20 % поступающих калорий. Раскрыв подлинный питательный потенциал мяса посредством его обжаривания, ранние гоминины смогли пропитать свой развивающийся мозг.

Существует, наконец, еще один аспект приготовленного мяса, который не следует упускать из виду. Все-таки это довольно вкусно. Достаточно одной мысли об идеально прожаренном куске мяса, с которого стекает восхитительный жир, чтобы начали выделяться пищеварительные соки. Вероятно, мы никогда точно не определим, как и когда гоминины наткнулись на идею жарить мясо, но можем себе представить, каким приятным сюрпризом это должно было стать.

Не одни только люди наслаждаются пикантными ощущениями, возникающими при жарке. Если есть такая возможность, все человекообразные обезьяны (шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны) предпочитают приготовленное мясо, а не сырое[25]. К их несчастью, сравнительно маленький мозг таких приматов вряд ли в ближайшее время додумается, как тереть палки друг о друга, чтобы добыть огонь. С таким же успехом они могли бы сидеть в гараже, пытаясь поджечь деревянный брус размером 5 × 10 сантиметров, поднеся к нему спичку.

ПОСТАВИТЬ И ЗАБЫТЬ

Мне нравится думать о том, какую трапезу могли бы приготовить и разделить между собой наши предки. Вот как, в моем представлении, мог бы выглядеть рецепт блюда, похожего на рагу из мастодонта.

ИНГРЕДИЕНТЫ: Один мастодонт, зелень, вода.

ИНСТРУКЦИЯ по приготовлению: Убить одного мастодонта, снять шкуру, разделать. Порезать мясо на мелкие куски. Поместить куски в 250 горшков среднего размера или в один очень большой горшок. Добавить в него еще чего-нибудь съедобного. Налить воды. Томить на огне несколько часов до готовности. Накормить 1000–2000 человек, в зависимости от размера мастодонта.

На этом этапе пересказа нашей истории люди приблизились к способности готовить еду наподобие рагу из мастодонта. У них имелись навыки и орудия, необходимые для охоты и разделки такого крупного животного. Они владели огнем, дающим им возможность приготовить мастодонта безопасным и питательным способом. Им не хватало еще одной вещи для приготовления рагу, а именно котелка.

Горшки занимают центральное место во всей концепции томления. По сравнению с копьями и огнем, подобные емкости появились в истории развития человечества достаточно поздно. Поскольку это случилось позднее, мы имеем лучшее представление о том, когда это произошло. Наиболее убедительные данные свидетельствуют о том, что люди впервые изготовили горшки около 20 000 лет назад на территории современного Китая[26]. Наличие такой емкости означало, что пища могла готовиться часами, пока не становилась настолько мягкой, что вряд ли требовалось ее долго пережевывать.

Было и другое преимущество. До появления подобной утвари все вкусные, сочные и богатые калориями капли падали в огонь и с шипением испарялись. Теперь они попадали в емкость и становились частью рагу. Наличие горшка также означало значительно меньшие затраты времени на приготовление еды. Люди впервые могли поставить его и забыть. Приготовление еды без необходимости все время стоять рядом с ней означало больше времени для сбора съестных припасов, ухода за детьми или использования возросших умственных способностей для придумывания других творческих методов улучшения условий жизни человека. Наличие свободного времени – неотъемлемая часть человеческой истории, и с повышением эффективности охоты и приготовления пищи люди наконец смогли уделять значительную часть своего времени другим задачам.

Примерно в то же время, когда был изобретен горшок, особенно умной группе людей на Ближнем Востоке пришла в голову идея сельского хозяйства[27]. В сочетании с появлением гончарного дела земледелие добавило к основному блюду гарнир из каши. Даже индивиды с самыми слабыми и маленькими челюстями, неспособные пережевывать мясо, могли съесть достаточно, чтобы получить необходимые для выживания калории. До появления каши потеря значительного количества зубов была бы смертным приговором. Благодаря каше у непоседливых младенцев появились новые варианты пищи, и люди впервые смогли сохранить жизнь беззубо улыбающимся бабушкам и дедушкам.

БОРЬБА С НЕСООТВЕСТВИЕМ

Сочетание охоты, приготовления пищи и земледелия привело к появлению диеты, значительно ослабившей необходимость наличия большой челюсти. У людей остался рот, полный крупных зубов, совершенно не подходящих для актуальной работы. Вопреки большому мозгу и относительно маленьким челюстям, зубы охотников-собирателей хорошо помещались у них во рту еще 10 000 – 15 000 лет назад[28].

Имелось несколько причин для тех ранних, относительно ровных улыбок. Начнем с того, что у людей 10 000 лет назад челюсти были всё еще приличного размера, крупнее наших сегодняшних. Хотя доступность пищи и технологии ее переработки улучшились, людям по-прежнему требовалась сильная челюсть для разжевывания мяса и овощей, составлявших в то время основу рациона охотников-собирателей. Кроме того, зубы начали уменьшаться по сравнению с их максимальным размером три-четыре миллиона лет назад, когда единственным вариантом на ужин были сырые клубни. Начиная примерно со 100 000 лет назад, когда люди стали совершенствовать навыки обработки пищи, селективное давление на коренные зубы в значительной мере снизилось, и начался отбор в сторону более мелких зубов, которые лучше вписывались в уменьшающуюся челюсть[29]. К периоду около 10 000 лет назад зубы уменьшились еще сильнее, что еще лучше соответствовало размеру человеческой челюсти того времени.

Охотникам-собирателям все еще приходилось много чего пережевывать. Ежедневное перемалывание пищи было, пожалуй, самым решающим фактором, ведущим к выравниванию зубов. Благодаря жеванию челюсти древних людей развивались основательнее челюстей современных людей, выросших на макаронах с сыром, яблочном пюре и смузи. Как и во многих других аспектах человеческого тела, развитие челюстей происходит по сценарию «используй или потеряешь».

Иными словами, если человеческая челюсть пройдет через соответствующие этапы эволюции, она сможет развиться и функционировать лучше, чем взращенная на диете, которая состоит из мягкого детского питания и чрезмерно переработанной пищи. Доказательства в поддержку этой идеи взяты из работы Дэниела Либермана, палеоантрополога из Гарвардского университета, посвятившего свою карьеру изучению того, как эволюция сформировала человеческое тело. Либерман и его коллеги проверили эту гипотезу о развитии челюстей, выращивая две группы даманов (маленьких млекопитающих, которые выглядят как грызуны, но в действительности теснее связанные со слонами) на жестком или мягком корме.

У даманов, питавшихся мягким кормом, челюсти были меньше, чем у выращенных на более жестком корме. В статье, опубликованной в журнале Journal of Human Evolution, Либерман и его соавторы утверждают, что «несмотря на увеличение размеров тела, человеческие лица могли стать относительно меньше, поскольку пережевывание более мягкой и хорошо обработанной пищи меньше напрягало десны»[30]. Переключение на мягкую, обработанную пищу стало последней каплей, сломавшей хребет зубочелюстному союзу. Человеческие зубы продолжали уменьшаться в последние несколько тысячелетий, но были неспособны угнаться за небольшими челюстями, которые уменьшились вдвое из-за отсутствия какой-либо работы, стимулирующей их развитие.

Разумеется, настоящей жертвой в этой истории был не Homo sapiens с неправильным прикусом и ретинированными[31] зубами мудрости – ею стал мастодонт. Вскоре после того, как люди разработали орудия и методы, позволяющие охотиться и готовить пищу, мастодонты исчезли с лица Земли. Это произошло примерно 10 000 лет назад[32]. Возможно, мастодонты были уничтожены изменением климата, но также есть вероятность, что рагу из них было самым вкусным блюдом, которое когда-либо готовили люди, поэтому охота на этих крупных животных быстро их истребила.

Так является ли современное несоответствие зубов и челюстей результатом нашего эволюционного прошлого или следствием нашей тенденции не работать челюстями в период развития? Безусловно, эти варианты не являются взаимоисключающими. Вероятно, ответ состоит в том, что играют роль оба фактора. Современная челюсть человека меньше ее предшественницы и не получает в своем развитии необходимую жевательную нагрузку, которая позволила бы ей полностью реализовать свой потенциал.

Мне бы хотелось увидеть эксперимент, где детей разделили бы по диете на группы с мягкой и твердой пищей и отслеживали состояние их полости рта в подростковом возрасте. В ожидании такого исследования я пока перестрахуюсь и постараюсь давать моей маленькой дочери немного вяленой говядины и столько сырых овощей, сколько смогу заставить ее съесть. Учитывая ее уже прочно устоявшуюся любовь к овсянке и йогурту, более прагматичным подходом, вероятно, будет как можно скорее начинать копить деньги на брекеты.

2
Объективы «Рыбий глаз»

Какому художнику после развития катаракты удалили один из хрусталиков, предоставив способность воспринимать ультрафиолетовый свет?

а. Клод Моне

б. Винсент ван Гог

в. Фрида Кало

г. Леонардо да Винчи

Детские фото моей жены Джули очаровательны. Она выросла в штате Монтана, всегда носила толстую куртку, а ее лицо едва можно было разглядеть за очками с толстенными круглыми линзами, напоминающими донышки бутылок «Кока-Колы» 1980-х годов. Ее родители поняли, что зрение дочери малость хромает, ведь она постоянно принимала овец за коров. Свободное содержание коров и овец является традиционной практикой в Монтане. В четырехлетнем возрасте острота зрения ее правого глаза составляла 20/200, а левого – 20/400[33]. Мы познакомились в колледже, и вскоре после того, как мы начали встречаться, ее родители накопили деньги и сделали ей подарок – операцию лазерной коррекции зрения. Она вышла из больницы со значением 20/20 в обоих глазах. Я знаю, что это наука, но было чувство волшебства. С тех пор прошло более 20 лет, и ей до сих пор не требуются очки или контактные линзы.

Зрение Джули в детстве было очень плохим, но она, конечно, не единственная, кому необходима помощь в улучшении зрения. Мета-анализ данных более 60 000 взрослых европейцев показал, что больше половины из них имеют тот или иной дефект зрения[34]. Безусловно, с возрастом вероятность того, что им понадобятся очки, значительно возрастает, что, разумеется, завышает данные. Лишь совершенно уникальный пожилой человек способен дожить до преклонного возраста, не нуждаясь хотя бы в очках.

Однако проблемы со зрением свойственны не только пожилым. Примерно 25 % детей в США используют тот или иной тип коррекции зрения[35]. Среди 20- и 30-летних это число достигает 40 %. Примерно к 40 годам показатели остроты зрения начинают падать. Или, скорее, таблица начинает выглядеть очень размытой. После 50 или 60 лет единственными людьми, сохранившими хорошее зрение без коррекции, остаются генетические уникумы, наподобие бывших профессиональных бейсболистов, изначально имевших зрение 20/10. Но дело в том, что даже в раннем возрасте многие нуждаются в коррекции зрения. С самого рождения большое количество людей очень плохо видят. Почему же спустя миллионы лет эволюции столь многие из нас мучаются, видя мир расплывчато?

СТРОИМ АВТОМОБИЛЬ ИЗ ЛОДКИ

Чтобы получить ответ на этот вопрос, представьте себе на минуту жизнь и карьеру кораблестроителя по имени Чарли. Чарли – не обычный судомонтажник. Он обладает невероятной степенью технического мастерства и вниманием к деталям. Начальство Чарли поручило ему построить новое, передовое судно, призванное расширить технологические границы. После завершения строительства новая лодка произведет настоящую революцию в судостроительной индустрии. Это весьма амбициозное начинание, и Чарли усердно работает над проектом уже несколько лет. Даже самые ранние версии этого судна фантастически разнообразны и интересны, но Чарли продолжает сглаживать огрехи, добавлять стильные элементы и каждый день работать над улучшением лодки. Однажды его босс спускается из своего кабинета на верхнем этаже, и Чарли решает, что пришло время представить тому свой шедевр.

Прежде чем он успевает сорвать брезент и продемонстрировать работу всей своей жизни, его начальник говорит: «Итак, я только что разговаривал по телефону с корпорацией. Планы меняются. Оказывается, они больше не хотят выводить эту красоту на воду. В последнее время происходило слишком много нападений акул, и никто не покупает лодки. Они хотят, чтобы твоя разработка ходила по суше. И да, начинать все сначала нельзя – мы вложили в проект слишком много денег. Мне нужно, чтобы ты доработал то, что у тебя есть, и превратил это в автомобиль».

Чарли тяжело вздыхает, угрожает уволиться и ругается сквозь зубы. Но так как он хороший сотрудник и ему нужно оплачивать свои счета, он в конце концов просто кивает головой и возвращается к работе. Проходит время, Чарли изо всех сил пытается сделать автомобиль из того, что должно было быть лодкой. Смотрится он довольно забавно (как одна из тех машин-амфибий, на которых перевозят туристов в Бостоне или Сиэтле), и это определенно не то, что он сделал бы, если бы отказался от первоначального проекта и начал все заново. Идеально оно не работает, но работает достаточно хорошо, и Чарли уходит на пенсию довольный, зная, что сделал все, что мог, для выполнения нелепой задачи по созданию автомобиля из лодки.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Pauli, Jonathan N., et al. “A Syndrome of Mutualism Reinforces the Lifestyle of a Sloth.” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 281, no. 1778 (2014): 20133006. doi:10.1098/rspb.2013.3006

Вернуться

2

Касательно вопроса о том, что появилось раньше, курица или яйцо, все данные указывают на существование яиц задолго до того, как появились куры. Птицы – это всего лишь летающие рептилии. На протяжении многих миллионов лет существовали откладывавшие яйца рептилии, которые не являлись птицами, прежде чем появилось что-то вроде причудливой пернатой курицы.

Вернуться

3

Fraser, Gareth J., et al. “The Odontode Explosion: The Origin of Tooth‐Like Structures in Vertebrates.” BioEssays 32, no. 9 (2010): 808–817.

Вернуться

4

Johanson, Zerina, et al. “Origin and Evolution of Gnathostome Dentitions: A Question of Teeth and Pharyngeal Denticles in Placoderms.” Biological Reviews 80, no. 2 (2005): 303–345.

Вернуться

5

Zhu, Min, et al. “A Silurian Maxillate Placoderm Illuminates Jaw Evolution.” Science 354, no. 6310 (2016): 334–336.

Вернуться

6

Knapp, Landon, et al. “Conservation Status of the World’s Hagfish Species and the Loss of Phylogenetic Diversity and Ecosystem Function.” Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 21, no. 5 (2011): 401–411.

Вернуться

7

Подробное описание тиктаалика и событий, связанных с его открытием, можно найти в книге Shubin, Neil, Your Inner Fish. New York: Vintage Books, 2009. [Нил Шубин: Внутренняя рыба. М., Астрель: Корпус, 2012.]

Вернуться

8

Виргинский опоссум возглавляет список животных Северной Америки с 50 зубами. Также это единственное североамериканское сумчатое животное, встречающееся к северу от Мексики.

Вернуться

9

Данные о потере зубов доступны в Интернете на странице, посвященной исследованиям Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований (National Institute of Dental and Craniofacial Research), находящегося под более широким покровительством Национальных институтов здравоохранения (National Institutes of Health; NIH).

Вернуться

10

Paganini-Hill, Annlia, et al. “Dental Health Behaviors, Dentition, and Mortality in the Elderly: The Leisure World Cohort Study.” Journal of Aging Research (2011): 2011156061. doi:10.4061/2011/256601

Вернуться

11

Возможно, вы слышали об этом событии как о границе K – T. Термин K – Pg заменил собой K – T, поскольку геологи отказались от использования третичного периода в качестве формального различия. Буква K используется вместо C, чтобы избежать путаницы с кембрийским или каменноугольным периодами, которые иногда обозначаются буквой C. Буква K была выбрана, потому что породы мелового периода часто содержат в своем составе мел, а греческие и немецкие слова, обозначающие мел, начинаются с буквы K (κιμωλία и krete соответственно).

Вернуться

12

Swindler, Daris. Primate Dentition: An Introduction to the Teeth of Non-Human Primates. Cambridge: Cambridge University Press, 2002.

Вернуться

13

Hammond, Ashley S., et al. “Middle Miocene Pierolapithecus Provides a First Glimpse into Early Hominid Pelvic Morphology.” Journal of Human Evolution 64, no. 6 (2013): 658–666.

Вернуться

14

Macho, Gabriele A., et al. “An Exploratory Study on the Combined Effects of External and Internal Morphology on Load Dissipation in Primate Capitates: Its Potential for an Understanding of the Positional and Locomotor Repertoire of Early Hominins.” Folia Primatologica 81, no. 5 (2010): 292–304.

Вернуться

15

Sponheimer, Matt, et al. “Isotopic Evidence of Early Hominin Diets.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110, no. 26 (2013): 10513–10518.

Вернуться

16

Domínguez-Rodrigo, Manuel, et al. “Cutmarked Bones from Pliocene Archaeological Sites at Gona, Afar, Ethiopia: Implications for the Function of the World’s Oldest Stone Tools.” Journal of Human Evolution 48, no. 2 (2005): 109–121.

Вернуться

17

Спринтеры-олимпийцы достигают максимальной скорости около 45 км/ч, а домашние кошки – 48 км/ч. Увеличьте размер котенка до гепарда, и сравнение становится смехотворным: гепарды развивают скорость свыше 112 км/ч.

Вернуться

18

Stedman, Hansell H., et al. “Myosin Gene Mutation Correlates with Anatomical Changes in the Human Lineage.” Nature 428, no. 6981 (2004): 415–418.

Вернуться

19

Berna, Francesco, et al. “Microstratigraphic Evidence of In Situ Fire in the Acheulean Strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape Province, South Africa.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 20 (2012): E1215–E1220. doi:10.1073/pnas.1117620109

Вернуться

20

Shimelmitz, Ron, et al. “‘Fire at Will’: The Emergence of Habitual Fire Use 350,000 Years Ago.” Journal of Human Evolution 77 (2014): 196–203.

Вернуться

21

Sandgathe, Dennis M., et al. “Timing of the Appearance of Habitual Fire Use.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 29 (2011): E298. doi:10.1073/pnas.1106759108

Вернуться

22

Спустя годы после нашего неудачного эксперимента с огнем Ник во время учебы в колледже пару раз забирал сбитых на дороге оленей, чтобы быстро и экономно затариться мясом. Идея не столь уж безумная: во многих штатах действуют системы, через которые заинтересованные стороны могут приобрести сбитых на дороге животных. Обычно я люблю слабо прожаренный стейк, но если в меню присутствует вырезка сбитого на дороге животного, я прошу шеф-повара (моего брата) выбрать что-то среднее между хорошей прожаркой и прожаркой до румяной корочки.

Вернуться

23

Smith, Alex R., et al. “The Significance of Cooking for Early Hominin Scavenging.” Journal of Human Evolution 84 (2015): 62–70.

Вернуться

24

Carmody, Rachel N., et al. “Energetic Consequences of Thermal and Nonthermal Food Processing.” Proceedings of the National Academy of Sciences 108, no. 48 (2011): 19199–19203.

Вернуться

25

Wobber, Victoria, et al. “Great Apes Prefer Cooked Food.” Journal of Human Evolution 55, no. 2 (2008): 340–348.

Вернуться

26

Wu, Xiaohong, et al. “Early Pottery at 20,000 Years Ago in Xianrendong Cave, China.” Science 336, no. 6089 (2012): 1696–1700.

Вернуться

27

Snir, Ainit, et al. “The Origin of Cultivation and Proto-Weeds, Long before Neolithic Farming.” PLOS ONE 10, no. 7 (2015): e0131422. doi:10.1371/journal.pone.0131422

Вернуться

28

Pinhasi, Ron, et al. “Incongruity between Affinity Patterns Based on Mandibular and Lower Dental Dimensions Following the Transition to Agriculture in the Near East, Anatolia and Europe.” PLOS ONE 10, no. 2 (2015): e0117301.doi.org/10.1371/journal.pone.0117301

Вернуться

29

Brace, Loring C., et al. “Gradual Change in Human Tooth Size in the Late Pleistocene and Post-Pleistocene.” Evolution 41, no. 4 (1987): 705–720.

Вернуться

30

Lieberman, Daniel E., et al. “Effects of Food Processing on Masticatory Strain and Craniofacial Growth in a Retrognathic Face.” Journal of Human Evolution 46, no. 6 (2004): 655–677.

Вернуться

31

Ретинированный зуб – это полностью или частично сформированный зуб, не прорезавшийся или частично прорезавшийся сквозь ткани десны. – Прим. пер.

Вернуться

32

Lyons, Kathleen S., et al. “Of Mice, Mastodons and Men: Human-Mediated Extinctions on Four Continents.” Evolutionary Ecology Research 6, no. 3 (2004): 339–358.

Вернуться

33

По принятой в США шкале Снеллена. То есть человек со зрением 20/200 видит букву с 20 футов, притом что с идеальным зрением должен увидеть с 200 футов. – Прим. пер.

Вернуться

34

В отчетах некоммерческих организаций, таких как Совет по зрению США (Vision Council), и федеральных групп, таких как Национальный центр детского зрения и здоровья глаз (National Center for Children’s Vision and Eye Health), отмечается, что примерно каждый четвертый ребенок страдает либо близорукостью, либо дальнозоркостью, причем многие из этих детей также страдают астигматизмом.

Вернуться

35

Williams, Katie M., et al. “Prevalence of Refractive Error in Europe: The European Eye Epidemiology (E3) Consortium.” European Journal of Epidemiology 30, no. 4 (2015): 305–315.

Вернуться