книги из ГПНТБ / Будыко, М. И. Изменения климата

5.3. Климатические факторы эволюции человека 181

Данные палеонтологических исследований подтвердили точку зрения Дарвина и Уоллеса об африканском происхождении чело­ века, однако многие черты австралопитеков, к которым были близки древние предки человека, оказались отличающимися от современных высших обезьян. Австралопитеки были в значитель­ ной мере хищниками и охотились на различных животных, приме­ няя для этой дели простейшие орудия. Таким образом, характер­ ное для современного человека употребление животной пищи имеет очень давнее происхождение.

Австралопитеки существовали в конце плиоцена и на протяже­ нии части четвертичного периода, т. е. в интервале времени от нескольких миллионов до нескольких сотен тысяч лет до нашей эры. В среднем плейстоцене в течение нескольких сотен тысяч лет жили представители вида Homo erectus, которые во многих отно­ шениях занимали промежуточное положение между австралопите­ ками и человеком.

Современный человек (Homo sapiens sapiens) возник около 40 тыс. лет тому назад, причем предполагают, что он произошел от неандертальского человека (Homo sapiens neanderthalesis), ко­ торый существовал более длительное время и исчез в эпоху, близ­ кую ко времени формирования современного человека. Так как более поздние формы неандертальцев больше отличались от сов­ ременных людей, чем ранние формы, происхождение современного человека от поздних неандертальцев часто подвергается сомне­ нию.

Большую часть времени существования современного человека охватывает первая из созданных им культур — культура верхнего палеолита. В это время экономической основой жизни человече­ ского общества была охота на крупных животных. В исследова­ ниях, результаты которых изложены в седьмой главе, был получен вывод, что культура верхнего палеолита закончилась экологиче­ ским кризисом, который охватил громадные территории и был свя­ зан с уничтожением охотниками верхнего палеолита животных, которых они преследовали.

Как отмечено выше, возникновение такого кризиса было весьма необычным явлением в истории биосферы, поскольку в экологиче­ ских системах, как правило, поддерживается регулировка числен­ ности организмов, входящих в определенные цепи питания, что ис­ ключает возможность быстрого вымирания отдельных видов расте­ ний и животных. Нарушение этой регулировки свидетельствовало о том, что возникновение современного человека было определен­ ным рубежом, перейдя который человек перестал подчиняться дей­ ствию биологических закономерностей, определяющих численность популяций животных.

Истребление многих крупных животных, по-видимому, привело к сокращению численности населения в ряде обширных районов, вплоть до времени, когда охота и собирание полезных растений

в эпоху неолита, около 10 тыс. лет тому назад. Таким образом период, в течение которого человек производил потребляемую им пищу, составляет только около одной четверти общей продолжи­ тельности его существования.

Еще гораздо короче время развития технической цивилизации, занимающее долю процента от общей длительности истории чело­ века, и время научно-технической революции, которое не превос­ ходит сотых долей процента от этой истории.

Хотя имеющиеся палеонтологические и археологические мате­ риалы освещают многие этапы эволюции человека, вопрос о ме­ ханизме этой эволюции нуждается в дальнейшем исследовании.

Одна из трудностей в объяснении этого механизма была понята еще Дарвиным, который, сделав заключение о происхождении че­ ловека от обезьяноподобных предков, писал: «Самое большое за­ труднение, возникающее перед нами, когда мы пришли к этому выводу о происхождении человека, это — высокий уровень наших умственных способностей и нравственных качеств» (Darwin, 1871). Для преодоления этого затруднения нужно разъяснить вопрос, по­ ставленный Уоллесом свыше ста лет тому назад.

Как известно, естественный отбор обычно сохраняет изменения организмов, полезные для их жизнедеятельности и используемые в ходе их существования. Однако возникает впечатление, что на протяжении почти всей истории современного человека громадные способности его мозга использовались в очень малой степени.

Есть основания думать, что центральная нервная система лю­ дей начиная с эпохи верхнего палеолита мало отличалась от сов­ ременной. Одним из доказательств этого служат изображения жи­ вотных в пещерах Западной Европы, которые часто считают выс­ шими достижениями анималистической живописи за всю историю человека.

Впечатление о наличии громадного разрыва между способно­ стями современного человека к умственной деятельности и исполь­ зованием этих способностей на ранней стадии развития культуры возникает из наблюдений над возможностью передачи достижений современной цивилизации представителям наиболее отсталых пле­ мен, находящихся на уровне культуры каменного века. Так как при получении с детства соответствующего образования они легко включаются в современную техническую цивилизацию, можно ду­ мать, что их умственные способности в ранее имевшихся условиях использовались в очень малой степени.

Весьма вероятно, что высшие достижения современной циви­ лизации еще далеки от уровня, доступного для современного чело­ века, при полном использовании его умственных способностей. Такая возможность еще больше увеличивает разрыв между потен­

циальными способностями человека и их использованием на про­ тяжении его истории.

5.3. Климатические факторы эволюции человека 183

Объяснение этого разрыва в рамках обычной концепции эво­ люции путем естественного отбора наиболее приспособленных ор­ ганизмов встречается с трудностями. Хотя многие животные в ре­ зультате приручения усваивают некоторые формы поведения, не свойственные им в диком состоянии, никакой аналогии для указан­ ного разрыва в мире животных не имеется. Предположение о том, что столь сложный и совершенный орган, как мозг современного человека, мог возникнуть в результате преадаптации, т. е. в из­ вестной мере случайно, явно неправдоподобно.

Таким образом, для объяснения происхождения человека не­ обходимо принять во внимание действие особых факторов, кото­ рые привели к качественному отличию человека от всех животных. Вопрос о природе этих факторов заслуживает большого внимания.

Роль изменений климата. В соответствии с точкой зрения ряда исследователей (Герасимов, 1970, и др.) можно думать, что на эволюцию человека определенное влияние оказали изменения кли­ мата, происходившие в плиоцене и плейстоцене. Как отмечено в предыдущей главе, в это время развивалось похолодание в уме­ ренных и высоких широтах, что привело к значительным измене­ ниям климата на всех континентах. Весьма вероятно, что эти ко­ лебания климата ускорили эволюцию человека, так же как и эво­ люцию многих других живых организмов.

Количественная оценка скорости эволюции человека связана с определенными трудностями. По данным Куртена (Kurten, 1965), средняя продолжительность существования европейских видов мле­ копитающих в плейстоцене составляла около миллиона лет. Эта величина сравнима с продолжительностью существования родст­ венных человеку видов в плейстоцене. Таким образом, скорость

Как известно, эта система основана на морфологических и филоге­ нетических принципах. Однако имеется много примеров организ­ мов, сходных в экологическом отношении, но очень далеких по происхождению. Наряду с этим близкородственные организмы часто имеют совершенно различные взаимоотношения с внешней средой.

В эпоху первых исследований происхождения человека, осно­ ванных на теории естественного отбора, в качестве одного из ар­ гументов в пользу этой концепции приводилось утверждение, что высшие обезьяны морфологически ближе стоят к человеку, чем к низшим обезьянам.

Можно высказать мнение, что в экологическом плане различие между современным человеком и неандертальцем больше, чем

184 Глава 5. Климат и эволюция живых организмов

между неандертальцем и многими млекопитающими, не входящими в отряд приматов. Основание для этого — громадное влияние со­ временного человека на окружающую среду, которое проявилось уже во время верхнего палеолита (когда человек уничтожил де­ сятки видов крупных животных) и достигло грандиозных масшта­ бов в современную эпоху. Хотя неандерталец существовал при­ мерно в 10 раз дольше современного человека, он не нарушал сбалансированной экологии биосферы и в этом отношении был го­ раздо более сходен с другими млекопитающими, чем с современ­ ным человеком.

Сейчас имеется тенденция понизить ранг таксономических групп, разделяющих человека и родственных ему приматов. Такая тенденция, вполне закономерная с точки зрения принципов постро­ ения классификации живых организмов, еще более усиливает не­ соответствие указанной классификации различиям экологических свойств человека и его предков.

Принимая во внимание масштабы указанного различия, сле­ дует заключить, что изменения экологии человека происходили гораздо быстрее по сравнению со средней скоростью изменений экологии различных животных.

Можно думать, что этот процесс был связан с развитием цен­ тральной нервной системы человека, признаки которого сравни­ тельно мало учитываются в системе классификации человека и родственных ему существ. Имеющиеся данные показывают, что за 2 млн. лет объем головного мозга предков человека увеличился почти в три раза (Kurten, 1971). Одновременно усложнилась структура мозга.

Одна из причин такого быстрого развития центральной нервной системы, возможно, заключалась в критическом положении, в ко­ тором оказались предки человека в тропиках, когда в плиоцене и плейстоцене происходили заметные изменения климата. Эти изме­ нения были следствием похолодания в высоких широтах, что при­ водило к увеличению среднего меридионального градиента темпе­ ратуры воздуха. В результате менялась система атмосферной цир­ куляции, причем пояс высокого давления перемещался в более низкие широты. Так как в пределах этого пояса выпадает мало атмосферных осадков, в обширных тропических районах измени­ лись условия увлажнения, что привело к смене тропических лесов в ряде областей саваннами и полупустынями.

Есть основания считать, что до этого изменения климата предки человека обитали в лесах и по образу жизни мало отличались от других высших приматов, за исключением более развитой способ­ ности к прямохождению. Весьма вероятно, что они, как все при­ маты, были в основном растительноядными животными.

Следует думать, что непосредственные предки австралопитеков (которых можно условно назвать преавстралопитеками) были мор­ фологически сходны с австралопитеками и характеризовались

5.3. Климатические факторы эволюции человека 185

сравнительно небольшими размерами (вес тела древних австрало­ питеков не превосходил 30 кг). Скорость передвижения прямохо­ дящих преавстралопитеков была гораздо меньше, чем у боль­ шинства четвероногих животных того же размера, у них отсутст­ вовали такие органы нападения и защиты, как крупные клыки и когти.

В условиях открытой местности, где возможность укрытия на деревьях часто отсутствовала, преавстралопитеки были почти без­ защитны при нападениях даже не очень крупных представителей многочисленных хищников африканских саванн. Наряду с этим исчезновение многих съедобных растений, которыми они питались в тропических лесах, значительно затрудняло их обеспечение рас­ тительной пищей.

Существенную трудность для сохранения популяций преавстра­ лопитеков в условиях резко повышенной смертности представляла их низкая рождаемость, характерная для высших приматов, и большая длительность времени развития детенышей, которые были особенно легкой добычей хищников, преследовавших преавстрало­ питеков.

Главными факторами, которые могли обеспечить выживание преавстралопитеков, было наличие у них сравнительно развитого головного мозга и способность к прямохождению, полностью осво­ бодившая их руки.

Можно думать, что преавстралопитеки находились в условиях исключительно жесткого естественного отбора, что привело к вы­ соким темпам эволюции в условиях низкой численности популяций этих существ. Такой эволюционный процесс, названный Симпсоном квантовой эволюцией, обычно не оставляет материалов в палеон­ тологической летописи из-за малочисленности соответствующих животных (Simpson, 1944).

Палеонтологические исследования показали, что австралопи­ теки овладели техникой применения простейших орудий для за­ щиты и нападения. Используя эти орудия, австралопитеки успешно нападали на таких крупных обезьян, как павианы, и, возможно, на различных копытных животных. В результате они смогли добывать значительное количество животной пищи.

Наличие ряда находок остатков австралопитеков показывает, что численность их популяций была не очень малой и что, следо­ вательно, они смогли преодолеть указанную выше кризисную си­ туацию.

Заслуживает внимания, что даже при использовании оружия в виде камней, палок и костей копытных животных группы срав­ нительно небольших австралопитеков попадали в трудное положе­ ние при нападении на них крупных хищников. Не менее трудно было для медленно передвигающихся австралопитеков поймать какое-нибудь быстро движущееся животное. Их успех в борьбе за существование мог быть обеспечен только за счет значительного

188 Глава 5. Климат и эволюция живых организмов

к его умственной деятельности как для успешной борьбы с круп­ ными и опасными животными, так, возможно, и для победы в кон­ куренции с родственными приматами.

После возникновения подвида Homo sapiens sapiens прогресс его материальной культуры происходил более быстро в районах, где природные условия не обеспечивали его растительной пищей и требовали продолжения охоты на крупных животных.

Представители этого подвида, расселившиеся на всех континен­ тах, в ряде случаев оказались в зонах, где добывание пищи было обеспечено наличием легко доступных съедобных растений (влаж­ ные тропики и субтропики) или животных, которые не могли ока­ зать большого сопротивления охотникам. Последний случай, веро­ ятно, имел место при заселении современным человеком Австралии, где сумчатые животные представляли легкую добычу для опытных охотников верхнего палеолита. Может быть, нечто подобное произо­ шло и при заселении Америки, разнообразные животные которой никогда не сталкивались с человеком и не имели инстинктов, обес­ печивающих их защиту от охотников (Martin, 1973). В таких усло­ виях развитие культуры замедлялось и, возможно, иногда сменя­ лось утратой ранее достигнутых рубежей культурного прогресса.

Из этих соображений следует, что по мере развития материаль­ ной культуры, облегчавшей борьбу человека за существование, вы­ свобождались громадные резервы умственной деятельности. Эти резервы при наличии стимулов, создаваемых сложными условиями внешней среды, могли использоваться для дальнейшего подъема материальной культуры. Таким образом, возникало саморазвитие культуры, что на определенной стадии делало возможным возник­ новение элементов первых цивилизаций. Основное значение в этом

процессе имело развитие социальных отношений в человеческом ■обществе.

Указанный прогресс был очень неравномерен в пространстве и времени. В тех случаях, когда условия среды создавали большую нагрузку для человеческого общества, имел место высокий уровень использования потенциальных умственных способностей человека. При гораздо более частых сравнительно благоприятных условиях внешней среды этот уровень значительно снижался.

Нам представляется, что эти соображения облегчают преодоле­ ние трудности объяснения происхождения человека, указанной Дарвиным и Уоллесом.

Глава 6

ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА КЛИМАТ

6.1. ИЗМЕНЕНИЯ МЕСТНОГО КЛИМАТА

Воздействие на растительный покров. Влияние человека на кли­ мат начало проявляться несколько тысяч лет тому назад в связи с развитием земледелия. Во многих районах для обработки земли уничтожалась лесная растительность, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению ре­ жима температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также к изменению режима влажности почвы, испарения и речного стока. В сравнительно сухих областях уничтожение лесов часто сопро­ вождается усилением пыльных бурь и разрушением почвенного по­ крова, заметно изменяющими природные условия на этих терри­ ториях.

Наряду с этим уничтожение лесов даже на обширных простран­ ствах, по-видимому, оказывает ограниченное влияние на метеоро­ логические процессы большого масштаба.

Уменьшение шероховатости земной поверхности и некоторое из­ менение испарения на освобожденных от лесов территориях не­ сколько изменяют режим осадков, хотя такое изменение сравни­ тельно невелико, если леса заменяются другими видами раститель­ ного покрова (Дроздов, Григорьева, 1963).

Более существенное влияние на осадки может оказать полное уничтожение растительного покрова на некоторой территории, что неоднократно происходило в прошлом в результате хозяйственной деятельности человека. Такие случаи, в частности, имели место после вырубки лесов в горных районах со слабо развитым почвен­ ным покровом. В этих условиях эрозия быстро разрушает не за­ щищенную лесом почву, в результате чего становится невозмож­ ным дальнейшее существование развитого растительного покрова. Аналогичное положение возникает в некоторых областях сухих степей, где естественный растительный покров, уничтоженный вследствие неограниченного выпаса сельскохозяйственных живот­ ных, не возобновляется, в связи с чем эти области превращаются в пустыни.

Поскольку земная поверхность без растительного покрова сильно нагревается солнечной радиацией, относительная влаж­ ность воздуха над ней падает, что повышает уровень конденсации и может уменьшать количество выпадающих осадков. Возможно,

190 Глава 6. Влияние человека на климат

что такой механизм имеет значение для объяснения отмеченных выше случаев невозобновления естественной растительности в су­ хих районах после ее уничтожения человеком.

Насаждение лесов также сопровождается изменениями метео­ рологического режима, которые, однако, в основном ограничива­ ются приземным слоем воздуха. Из различных форм лесонасажде­ ний наибольшее влияние на климат оказывают полезащитные лес­ ные полосы, широко применяемые как средство мелиорации.

Полезащитные полосы обычно представляют собой древесные насаждения шириной от нескольких метров до нескольких десятков метров, которые окаймляют квадратные или прямоугольные поля, имеющие размеры от нескольких сотен метров до 1—2 км.

Лесные полосы чаще применяются в засушливых районах, где они способствуют поддержанию более благоприятного режима ув­ лажнения на сельскохозяйственных полях.

Главным фактором влияния лесных полос на метеорологический режим приземного слоя воздуха является их ветрозащитное дейст­ вие, которое сводится к уменьшению средней скорости ветра на межполосных полях и к уменьшению интенсивности турбулент­ ного обмена в самом нижнем слое воздуха, вблизи поверхности земли.

Ослабление турбулентного обмена в нижнем слое на межполос­ ных полях объясняется тем, что воздушные вихри, движущиеся вблизи поверхности земли, попадая в лесную полосу, в значитель­ ной мере разрушаются. Вследствие этого воздушный поток, про­ сочившийся через лесную полосу, оказывается лишенным крупных вихрей, что существенно уменьшает интенсивность вихревых дви­ жений в этом потоке (Юдин, 1950).

Следует отметить, что такой эффект наблюдается только для продуваемой лесной полосы, через которую воздушный поток про­ сачивается сравнительно свободно. Густая, непродуваемая лесная полоса действует на воздушный поток совершенно иначе. За такой полосой создается сравнительно небольшая зона затишья, а затем скорость быстро возрастает и приближается к условиям ветрового режима в открытой степи. При этом уменьшения размера воздуш­ ных вихрей в приземном слое не наблюдается.

Эти явления объясняются тем, что, приближаясь к непродуваемой лесной полосе, воздушный поток несколько приподнимается вверх, огибает ее сверху, затем сразу же опускается и приходит примерно в первоначальное состояние.

Уменьшение интенсивности вихревых движений в нижнем слое воздуха на межполосных полях имеет большое практическое зна­ чение. Материалы имеющихся исследований показывают, что вих­ ревые движения непосредственно влияют на развитие двух метео­ рологических явлений — сдувание снега с полей и образование пыльных бурь. Уменьшение турбулентного обмена вблизи земной поверхности предотвращает или ослабляет пыльные бури и спо­