Первые шаги

Американским ученым из Университета Ратгерса удалось обнаружить человеческие следы, возраст которых составляет 1,5 миллиона лет. Это далеко не самые старые следы наших предков, однако, учитывая их похожесть на следы современного человека, их смело можно назвать самыми древними человеческими следами. Это, впрочем, совсем не означает, что оставившие их существа сильно походили на современного человека.

Считается, что первым из человеческих предков, кто встал прямо, был Orrorin tugenensis. Произошло это примерно 6 миллионов лет назад. Судя по всему, во время движения оррорин не стеснялся переходить на все четыре конечности, поэтому говорить о его походке немного бессмысленно.

Гораздо больше палеонтологам известно о том, как передвигались другие человеческие родственники - Australopithecus afarensis (австралопитеки). Анализ большого количества скелетов указывает на то, что эти существа, вероятно, ходили на полусогнутых ногах, переваливаясь с бока на бок. Кроме этого, они не умели толком бегать - у них отсутствовали необходимые для этого "приспособления", которыми снабжены ноги современных людей (о них речь пойдет позже).

Находка в Кении

Когда же человек действительно начал ходить прямо? Американские палеонтологи из Университета Ратджерса в своей статье, опубликованной в журнале Science, убедительно доказывают, что, по крайней мере, 1,5 миллиона лет назад на территории современной Кении можно было встретить наших предков с почти человеческой походкой.

Свое открытие ученым удалось сделать благодаря обнаружению прекрасно сохранившихся отпечатков ног, которые древние люди оставили во влажном песке. Отпечатки были обнаружены в северной Кении во время серии раскопок, проходивших в этом регионе в период с 2005 по 2008 годы.

Исследователям повезло: им удалось обнаружить не отдельные следы, а целые их цепочки. Более того, палеонтологи нашли сразу два осадочных слоя, прекрасно сохранивших отпечатки ног древних людей.

Большое количество вулканического пепла в породе позволило методом радиоактивной датировки (ученые использовали соотношение изотопов аргона ⁴⁰Ar и ³⁹Ar) определить возраст отложений. Возраст одних составил около 1,5 миллиона лет, а возраст других - чуть более 1,4 миллиона.

Разумеется, судить о том, кто оставил эти следы, с уверенностью не представляется возможным. Однако исследователи выдвигают гипотезу, что это был Homo ergaster (человек работающий), известный также как ранний Homo erectus (человек прямоходящий). Это кажется весьма вероятным по многим причинам.

Во-первых, на это указывает тот факт, что большое количество останков H. erectus было обнаружено именно в этом и близлежащих регионах. Сходятся и даты: человек прямоходящий бродил по просторам Африки примерно один-два миллиона лет назад.

Во-вторых, на принадлежность следов указывают особенности анатомического строения стопы оставившего их человека (по-крайней мере те, информацию о которых можно извлечь из следов). Оказалось, что прогуливавшиеся по Кении люди имели параллельный остальным большой палец - у тех же австралопитеков он заметно отходил в сторону. Ступня этих людей была снабжена важным эволюционным приспособлением - ярко выраженным сводом стопы.

Немного о механике

Однако самые интересные результаты ученым удалось получить, используя методы статистики и компьютерного анализа. Основная идея, которой руководствовались исследователи, достаточно проста: следы несут в себе информацию не только об оставившей их стопе. Действительно, на формирование отпечатка влияют не только анатомические детали "ходока", но и манера ходьбы. Поэтому, теоретически, информация о точной механике передвижения может быть получена непосредственно из изучения отпечатков ног.

Чтобы "добыть" все эти ценные для науки данные, исследователи сначала "оцифровали" найденные следы: при помощи специального лазерного сканера ученые построили трехмерную модель найденных отпечатков. Все это делалось непосредственно в полевых условиях. В результате этого у исследователей появилась вся необходимая информация, а сами отпечатки остались нетронутыми там, где были найдены.

Основным методом, который использовали ученые, был сравнительный статистический анализ, поэтому им потребовалась выборка человеческих следов в качестве эталона. Часть из них была получена прямо на месте раскопок: в пластиковую емкость длиной 5 метров ученые насыпали песка, который остался после работы палеонтологов. Сначала добровольцам из близлежащих деревень предлагалось пройти по этому песку. Затем палеонтологи брали один из полученных следов и строили его компьютерную модель. Другая часть данных была получена после сканирования отпечатков возрастом около 3,6 тысяч лет, найденных на территории Северо-западной Англии.

После этого на моделях отпечатков вручную были расставлены так называемые маркеры - обозначения отдельных регионов, по которым предполагалось проводить сравнение различных следов. Для каждого такого маркера специальная программа определяла его трехмерные координаты.

По результатам анализа исследователям из США удалось установить самое главное: походка древнего человека действительно напоминала современную. Ее отличительной чертой был механизм переноса веса тела с одних участков стопы на другие. Оказалось, что стопа H. ergaster сначала опиралась на пятку, затем на внешнюю часть стопы и, наконец, на основание большого пальца. Этот механизм в точности повторяет манеру ходьбы современного человека.

С ног до головы

Впрочем, несмотря на столь человеческую походку, существа, оставившие свои следы в Кении, не были похожи на современного человека. Как говорят ученые, у них наблюдалась своего рода "эволюционная дихотомия": верхняя часть тела H. ergaster значительно меньше походила на человеческую, чем нижняя. А значит, можно сказать, что превращение наших предков в современного человека началось с ног.