Смена поведения определила эволюцию зубов предков людей

Большинство видов животных в своем поведении опираются на выработанные их предками в ходе эволюции физиологические адаптации. Виды с зубами «как у хищников» (например, волки) едят мясо, с зубами «как у травоядных» (скажем, капибары) — траву. Из этого правила есть много исключений: панды едят бамбук, обладая набором зубов явных хищников, капибары в домашних условиях могут съесть стейк и так далее.

Но вот физиология не всегда следует за такими поведенческими исключениями. То есть, если вид успешно адаптировался к «не своей» диете вроде бамбука у панд, биологи не видят у него изменений зубного аппарата в сторону «травоядности». Причина этого, как полагают ряд исследователей, в том, что изменения в физиологии по времени либо совпадают с поведенческими, либо случайная поведенческая адаптация ведет к успеху вида даже без физиологических изменений. Однако остается вопрос: всегда ли все именно так? Ведь поведение вымерших видов мы наблюдать не можем: его не встретить в окаменелостях.

Исследователи из США и Канады решили проанализировать изотопный состав зубов наших древних родственников и современных им обезьян. Соотношение изотопов в разных видах еды различается, то есть на этой основе можно лучше понять, что они ели. Результаты научной работы опубликовали в журнале Science.

Australopithecus afarensis — вид, существовавший 2,9-3,9 миллиона лет назад — сегодня почти все антропологи считают предком более поздних австралопитеков и, через них, рода Homo. Вероятно, самый известный его представитель был найден полвека назад (знаменитая Люси, AL 288–1). Их мозг был лишь чуть больше, чем у шимпанзе, рост — от метра до полутора, с большой разницей между сравнительно крупными самцами и миниатюрными самками. Несмотря на общую примитивность, он, безусловно, двуногий и, по ряду предположений, хорошо бегающий на двух ногах, что в современном мире — уникальная адаптация, свойственная только людям. В связи с этим даже появились предположения, что обычная реконструкция австралопитеков как покрытых шерстью сомнительна, потому что подолгу бегать в Африке при таком облике не очень практично.

Авторы новой научной работы сравнили изотопный состав их зубов с таким же у теропитеков (Theropithecus, крупные вымершие родственники современных павианов) и небольших тонкотелых обезьян (подсемейство Colobinae), питавшихся листьями. Оказалось, у всех трех этих групп 3,4-4,8 миллиона лет назад сменился изотопный состав зубов. Судя по нему, они стали есть много меньше фруктов и насекомых, но намного больше трав и осок. Эти растения существенно жестче их прежней пищи. По логике они требуют иных зубов, более массивных и с более толстой эмалью (а то и постоянно растущих, как у грызунов), а равно и другой пищеварительной системы (более длинной), чем при прежней диете.

Приблизительно 2,3 миллиона лет назад у предков людей ситуация вдруг резко изменилась, уйдя в сторону от других видов приматов. Доля трав в их диете упала, зато изотопы в зубах указали на увеличенное потребление обедненной кислородом воды. Ученые предположили, что речь идет о воде из подземных частей злакоподобных растений (там мало кислорода), которые Homo rudolfensis (одни из первых людей) научились извлекать из земли, чего не умеют другие приматы.

Изменения зубов на протяжении тех же миллионов лет были не вполне интуитивно понятными. С одной стороны, они уменьшались на пять процентов каждый пять миллионов лет. С другой — коренные зубы до 2,1 миллиона лет назад становились длиннее, что в норме указывает на адаптацию к более грубой растительной пище, которую надо дольше жевать. Но адаптация по коренным зубам сильно запаздывала по сравнению с изменением изотопного состава. Судя по последнему, предки людей начали массово употреблять грубую растительную пищу за 0,7 миллиона лет до того, как их зубы начали адаптироваться к ней. Источник материала и фото: "Naked Science"