Длинные ноги делали этого мальчика прекрасным ходоком, но антрополог Дэн Либерман предположил, что многие признаки скелета этого мальчика невозможно объяснить исключительно адаптацией к прямохождению. Например, у мальчика была мощная продольная связка, расположенная на шее под затылком; у него была высокая тонкая талия и покатые плечи; у него, кроме того, были мощные большие ягодичные мышцы и мышца, выпрямляющая спину. Все эти мышцы придают телу устойчивость; в нижней конечности мальчика – в голенях и стопах – находились массивные эластичные, пружинистые ткани, включая толстое ахиллово сухожилие, позволяющее экономить и эффективно использовать энергию, и, кроме того, на ногах были короткие пальцы. Дэн объясняет все эти изменения весьма особенной причиной, по которой приходится иметь пружинистые связки и сухожилия, по которой плечи и туловище должны быть способны к вращению вокруг вертикальной оси над тазом, чтобы сохранять равновесие, по которой нужны сильные мышцы на задней поверхности бедра, чтобы выпрямлять тазобедренный сустав и удерживать корпус от падения вперед. Эта причина – бег. Возможно, длинные ноги – это тоже орудие бега, так как удлинение шага помогает экономить энергию при беге.

Я посетила Дэна Либермана в его лаборатории в Гарвардском университете. Он даже пригласил меня побегать по движущейся дорожке, чтобы продемонстрировать важность больших ягодичных мышц для бега. Эти мышцы мало нагружены во время ходьбы, но очень активны при беге. Их сокращение препятствует избыточному наклону туловища вперед над опорной ногой – то есть защищает бегущего от падения ничком, – а также тормозит ногу, делающую следующий шаг, когда она заканчивает мах назад. Трудно сказать, когда именно в ходе эволюции эта мышца увеличилась в размере, но Дэн утверждает, что это было важно для улучшения способностей гоминид к бегу.

Гипотеза Дэна, украсившая обложку журнала Nature в 2004 году, заключается в том, что способность к длительному бегу была очень важна для наших предков. Мы так сильно сосредоточились в наших исследованиях на ходьбе, как на архетипическом способе передвижения наших предков, что, пожалуй, немного упустили из вида, что бег был не менее важен – по крайней мере, в то время, когда на подмостки эволюции вышел Homo erectus. Вероятно, все же смысл этой истории не только в беге или ходьбе. С одной стороны, путешествия по холмистой и пересеченной местности тоже требуют анатомических изменений, которые Дэн приписывает исключительно способности к длительному бегу. С другой стороны, бег мог снабдить наших предков средством выживания в переменчивом ландшафте, что и привело к изменениям строения нашего тела, которые мы теперь рассматриваем как присущие именно человеку.

Большинство из нас сегодня ведет малоподвижный образ жизни, и многие удивятся, узнав, что на самом деле мы – прирожденные бегуны. Однако это утверждение едва ли вызовет удивление у участников марафонов. Мы поразительно хорошо приспособлены к бегу. Наши тела буквально предназначены для того, чтобы бегать легко и эффективно, и, несмотря на то что на коротких дистанциях мы уступаем в скорости другим животным, на стайерских дистанциях люди могут превзойти многих животных, даже собак и лошадей.

Вид, к которому принадлежал Турканский мальчик, возник и развился в то время, когда травянистые равнины – саванны, столь характерные для огромных пространств в сегодняшней Африке, – начали расширяться, дав возможность размножаться и развиваться множеству пастбищных травоядных животных. Площадь лесов сокращалась, а вновь возникшие травянистые равнины открывали новые возможности гоминидам, способным адаптироваться к новым условиям. Овладение этими пространствами требует способности эффективно покрывать большие расстояния, и способность к бегу означала, что наши предки могли успешно конкурировать с другими видами за важный источник энергии и белка – за мясо. Означало ли это охоту или питание павшими животными, вопрос трудный (возможно, имело место и то и другое), но каменные орудия, которыми располагал Homo erectus почти два миллиона лет назад, идеально подходили для обработки мяса и рассечения сухожилий. В Африке было проведено несколько раскопок ранних стоянок гоминид этого вида, где были обнаружены следы работы древних мясников в виде зазубрин, оставленных каменными орудиями на костях животных. Недавно открытое место еще одной такой стоянки на берегу озера Виктория в Кении изобилует множеством разрубленных костей газели, что, по мнению большинства ученых, свидетельствует скорее об охоте, нежели о собирании падали.

Приспособление человека к бегу, как полагают, являет собой пример абсолютно новой, чрезвычайно смелой черты эволюции – а именно пример того, что глубинные изменения организмов могут происходить до возникновения генетических изменений.

Организм человека подвержен изменениям в течение жизни. Мы знаем это по собственному опыту: занятия новым видом спорта изменяют строение тела. Гипертрофируются, увеличиваются в объеме некоторые мышцы, и человек это быстро замечает. Однако люди не замечают, что изменяются и кости. Мы привыкли думать о нашем скелете как об инертной, безжизненной структуре, костной опоре живых тканей тела, но на самом деле кость – это тоже живая ткань. Несмотря на то что она в значительной степени минерализована, в ней есть живые клетки, расположенные в полостях жесткого костного матрикса. Эти клетки взаимодействуют друг с другом и с клетками, находящимися на поверхности костей. Эти клетки реагируют на напряжения, приложенные к костям, и формируют новую костную ткань там, где кость надо укрепить, а также удаляют избыток ткани, когда необходимость в укреплении отпадает. (Одна из проблем, с которой сталкиваются космонавты, долгое время находящиеся в состоянии невесомости, – это атрофия костной ткани, то есть потеря костной массы.)

В эмбриональном периоде, в детстве, и даже во взрослом состоянии форма и функции наших организмов отнюдь не целиком определяются ДНК. Это означает, что форма скелета, как и форма всего тела, не является производным деятельности одних только генов, это производное использования тела, производное поведения. Гены всего лишь задают параметры, в пределах которых возможны такие изменения.

Примеры очень глубоких изменений «нормальной» анатомии определенных областей тела могут возникать, когда анатомия и физиология организма каким-то образом сильно нарушаются. В 1942 году голландский ветеринар Э. Й. Слийпер описал странную двуногую козочку. Это животное родилось с парализованными передними конечностями и поэтому не могло передвигаться на четырех конечностях, как это делают здоровые животные. Тем не менее этот козленок научился передвигаться, прыгая на задних конечностях. Когда коза околела, Слийпер вскрыл ее и обнаружил очень странные изменения в ее анатомии. Грудная клетка и грудина имели весьма необычную форму, а у мышц верхней части задних конечностей изменилась форма и появились новые, дополнительные сухожилия. Такие примеры показывают, насколько изменчивой и пластичной может быть анатомическая структура организма, насколько легко она поддается различным модификациям.

Скачущая на двух ногах коза Слийпера иллюстрирует очень важный момент: какая бы причина ни привела к параличу передних конечностей, не она стала одновременно причиной адаптивных изменений в задних конечностях. Анатомические изменения в них возникли в результате способа, каким коза начала их использовать. Податливость анатомического строения уменьшается с возрастом – невозможно добиться таких драматических изменений, посещая спортзал, – но такой потенциал становится выше, если изменение поведения происходит на ранних стадиях развития.

Американский биолог Мэри Джейн Уэст-Эберхард предположила, что связанные с бегом анатомические изменения в ходе эволюции человека могли возникнуть именно таким способом – как часть адаптации организма к окружающей среде (через поведенческие изменения) – и даже стать «нормой» для целой популяции в течение жизни одного поколения. Это очень важная, и, в определенной мере, еретическая идея, так как она противоречит строгой неодарвинистской доктрине о том, что эволюция происходит благодаря случайным генным мутациям, которые оказываются полезными в плане приспособления организмов к окружающей среде. Анатомические изменения в ответ на новое поведение – или, другими словами, фенотипическая адаптация – тоже могут приводить к эволюционному разнообразию.