Кристофер Макдугл - Рожденный бежать - 2013. Кристофер Макдугл Рожденный бежать
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Глава 28 Двадцатью годами ранее в крошечной подвальной лаборатории один молодой ученый, пристально созерцая труп, прозрел свою судьбу… Дэвид Кэррьер был в то время студентом последнего курса Университета штата Юта. И ломал он голову над мертвым кроликом: что это за костистые штуковины у него прямо над толстым концом тушки? Эти штуки не давали ему покоя, потому как по идее быть их там не должно. Дэвид был успешным незаурядным студентом на курсе эволюционной биологии профессора Денниса Брэмбла и точно знал, что именно должен увидеть всякий раз, как вскрывает брюшную полость млекопитающего. Большие мышцы живота на диафрагме. Они должны держаться на чем-то прочном, поэтому крепятся к * Раздел диагностики, изучающий признаки болезней. поясничному позвонку так же, как вы привязываете парус к гику. И так у всех млекопитающих, от кита до вомбата — но, очевидно, не у кролика; вместо того чтобы цепляться за что-то прочное, мышцы живота у него присоединялись вот к этим хрупким, наподобие цыплячьих крылышек, штуковинам. Дэвид нажал на одну пальцем. Вот это да! Она сжалась пружинкой — и отскочила. Но зачем же из всех млекопитающих единственно американскому зайцу понадобился живот на пружинах? — Это и заставило меня задуматься, что они делают, когда бегут, как выгибают спины дугой с каждым шагом галопа, — рассказывал мне позднее Кэррьер. — Отталкиваясь задними ногами, они растягивают спину, а как только приземляются на передние ноги, спина выгибается вверх. Множество млекопитающих одинаково складывают свои тела как складные ножи, размышлял он. Даже киты и дельфины водят хвостами вверх и вниз, тогда как акула бьет хвостом из стороны в сторону. — Подумай о движении незаметно подползающего гепарда! — говорит Дэвид. — Классический пример. Именно так! До чего-то он все-таки докопался. Большие кошки и маленькие кролики бегают одинаково, но у одних есть «пружинки», прилипшие к диафрагмам, а у других нет. Одни бегают быстро, но другим приходится бегать быстрее — по крайней мере непродолжительно. Но почему? Простая экономика: если бы пумы догоняли и съедали всех кроликов, у нас больше бы не было кроликов, а в итоге и пум. Кстати, американские зайцы появляются на свет, уже обремененные серьезной проблемой — в отличие от других быстроногих животных для них не предусмотрено никакой резервной артиллерии: ни рогов, ни копыт, — и они не живут стадом, а значит, под его защитой. Для кроликов все — или ничего: они или пулей помчатся к спасению, или станут добычей. Ну хорошо, думал Дэвид, возможно, «пружинки» имеют какое-то отношение к скорости? Ведь что позволяет вам быстро двигаться? Тело с хорошей аэродинамикой. Рефлексы испуга. Сильные ноги (у животных обычно задние). Капилляры большой пропускной способности. Мышечные волокна, готовые к быстрому сокращению. Маленькие проворные ступни. «Резиновые» сухожилия, возвращающие мышцам энергию упругой деформации. Тонкие мышцы на лапах, мясистые возле суставов… Тьфу ты черт! К счастью, Дэвид быстро сообразил: рассуждая подобным образом, он неизбежно зайдет в тупик. На скорость оказывают влияние многие факторы, но большинство из них присущи американским зайцам точно так же, как тем, кто за ними охотится! И вместо того чтобы выяснить, чем одни отличаются от других, он искал, в чем состоит их сходство. И тогда он решил пойти на хитрость, какой научил его доктор Брэмбл: если вы не можете ответить на некий вопрос, то переиначьте его. Не задавайтесь вопросом, что именно заставляет объект двигаться быстро, лучше спросите, что заставляет его замедляться. Дело не в том, сколь быстро побежит кролик, а сколько времени он может так пробежать, пока не найдет нору, куда нырнет и спасется. Ну а теперь все легко: самый быстрый способ остановить несущееся во весь опор млекопитающее, если не считать способ лассо, — это перекрыть ему дыхание. Прекращение поступления воздуха в легкие отзовется потерей скорости; попробуйте бежать с максимальной скоростью, время от времени задерживая дыхание, и посмотрите, как далеко вам удастся убежать. Вашим мышцам необходим кислород для сжигания калорий и превращения их в энергию, поэтому чем лучше происходит газообмен — вдыхание кислорода, выдыхание углекислого газа, — тем дольше вы можете сохранять максимальную скорость. (Вот почему велосипедистов, участвующих в «Тур де Франс», продолжают уличать в наличии в их венах крови других людей; эти незаконные переливания обеспечивают поступление дополнительных эритроцитов, которые доставляют большие количества лишнего кислорода к мышцам.) Секундочку, секундочку… применительно к американскому зайцу это бы означало: чтобы оставаться на прыжок впереди этих щелкающих челюстей, надо чуть больше воздуха, чем крупному млекопитающему, висящему у него на хвосте. У Дэвида было некоторое представление об одном летательном аппарате Викторианской эпохи, этакой хлипкой, но убедительной драндулетине — при многочисленных поршнях, паровых клапанах и бесконечном сплетении взвизгивающих рычагов. Рычаги! «Пружинки» начинали обретать смысл. Они должны быть рычагами, обеспечивающими легким кролика турбонаддув, закачивая в легкие воздух и откачивая его на манер кузнечных мехов. Дэвид просмотрел цифры, проверяя, подтверждается ли его теория, и… Вот оно, подтверждение, изящное и безупречно выверенное, как басня Эзопа: американские зайцы могут развивать скорость более семидесяти двух километров в час, но из-за того, что приведение в действие рычагов (среди прочего) требует дополнительной энергии, они могут поддерживать ее лишь на расстоянии около километра. С другой стороны, кугуары, койоты и лисы могут пробежать гораздо больше, но с предельной скоростью шестьдесят четыре километра в час. «Пружинки» уравновешивают шансы в игре, давая беззащитным в других отношениях американским зайцам ровно сорок пять секунд, чтобы уцелеть или пасть жертвой. Быстро ищи убежище и живи долго, доблестный барабанщик, или возгордись своей скоростью и расстанься с жизнью меньше чем через минуту… «Да, — размышлял Дэвид, — а если убрать все эти рычаги, не будет ли это той же самой инженерной разработкой, что и у всех прочих млекопитающих? Может, диафрагма зайцев зацепляется за поясничный позвонок не потому, что позвонок твердый и неподвижный, а потому, что легко растягивается и двигается. Потому что он гнется!» — Да! Да! Когда животное отталкивается и вытягивает заднюю часть, это делается не только ради движения, но и ради дыхания, — говорит Дэвид. Он представил антилопу, бегущую по пыльной саванне, спасая жизнь, а позади нее — расплывчатое пятно. Он сфокусировался на пятне, мгновенно остановил его и начал покадрово «отщелкивать» последовательность движений. Гепард вытягивается во всю длину для прыжка, его грудная клетка растягивается, всасывая в легкие воздух, передние ноги «отлетают» назад, пока не коснутся задних, позвоночник при этом изгибается, сдавливая полость грудной клетки и выталкивая из легких воздух… И вот вам другая хитроумная дыхательная система викторианских времен, хотя и с турбиной чуть меньшей мощности. Сердце Дэвида сильно забилось. Наше тело полностью приспособлено вбирать воздух. Прочитай эту зависимость в обратном порядке, как учил доктор Брэмбл, и выйдет вот что: набирание воздуха, возможно, определяет то, каким образом мы обрели свое тело. Господи, как просто… но и как волнующе! Ведь если он прав, думал Дэвид, значит, он раскрыл величайшую тайну в эволюции человека. Никто пока еще не понял, зачем первобытные люди отделились от всех других тварей, отняв пальцы рук от земли и выпрямившись вертикально. Да для того, чтобы дышать! Чтобы раскрыть глотки, раздуть грудную клетку и засасывать воздух полнее и лучше, чем какое-либо иное существо на этой планете. Но это было только начало. Чем лучше обстоит у вас дело с дыханием, быстро сообразил Дэвид, тем более вы способны к бегу. Другими словами, люди развивались, чтобы начать бегать. Доктор Деннис Брэмбл с большим интересом слушал, как Дэвид Кэррьер излагает ему свою теорию. Затем он этак небрежно прицелился и — разнес ее вдребезги. Он старался выражаться помягче: Дэвид был блестящим студентом с оригинальным мышлением, но на этот раз у Брэмбла возникло подозрение, что тот стал жертвой самого распространенного в науке обмана с названием «синдром молотка» — это когда молоток в вашей руке заставляет вас во всем видеть гвоздь. Доктор Брэмбл знал кое-что о жизни Дэвида за пределами аудитории, в частности, что с наступлением весны Дэвид в теплые солнечные дни любил, удрав из лаборатории, побегать по тропам в горах за кампусом. Брэмбл и сам был неплохим бегуном, а потому хорошо понимал не только сие увлечение, но и то, что в этой области надо блюсти особую осторожность, ибо самая большая опасность в профессии биолога после влюбленности в помощников по исследовательской работе — это влюбленность в свои хобби. Вы становитесь объектом собственного исследования, начинаете рассматривать мир как отражение своей жизни, а свою жизнь — как исходную точку почти каждого в мире явления. — Дэвид, — вкрадчиво начал доктор Брэмбл, — виды эволюционируют в соответствии с тем, что у них получается лучше, а не что хуже. А в качестве бегунов люди не просто никудышные, а ужасные. И вам вовсе не требуется изучать биологию, достаточно просто понаблюдать за автомобилями и мотоциклами. Четыре колеса движутся быстрее, чем два, и как только вы пойдете вертикально, то сразу потеряете силу тяги, устойчивость и аэродинамику. Теперь применим эту конструкцию к миру животных. Длина тигра десять футов, и по конфигурации он похож на крылатую ракету. Он участник гонки за лидером в джунглях, тогда как человеку приходится медленно продвигаться вперед на своих хилых ножках, мелкими шажками с плохоньким аэродинамическим сопротивлением. — Понял, — объявил Дэвид. — Как только мы стали обходиться без рук, все пошло прахом. Мы утратили первобытную скорость и силу, создаваемую верхней частью тела… Какой хороший мальчик, подумал Брэмбл. На лету схватывает. Но Дэвид не сдавался. Тогда почему мы обычно теряем силу и скорость одновременно? Из-за этого мы лишились способности бегать, сражаться, лазить по деревьям и прятаться в густой кроне. Мы наверняка были бы стерты с лица земли… если бы взамен не получили что-нибудь потрясающее. Верно? Вопрос был поставлен — Брэмбл был вынужден это признать — чертовски умно. Гепарды приспособлены для стремительного движения, но слабы; они вынуждены охотиться днем, чтобы избежать встреч с ночными убийцами вроде львов и пантер, и прекращают охоту и мчатся в укрытие, когда появляются разномастные мелкие киллеры вроде гиен. С другой стороны, горилла достаточно сильна, чтобы поднять автомобиль повышенной проходимости весом 1,8 тонны, но учитывая, что скорость перемещения гориллы до земле не превышает тридцати двух километров в час, тот же самый внедорожник легко обгонит ее на первой передаче. Но тогда мы имеем дело с людьми, которые представляют собой отчасти гепарда, отчасти гориллу: мы медлительны и слабы. Итак, почему же мы эволюционировали в более слабое создание, а не в более сильное? Дэвид настойчиво задавался этим вопросом. Это случилось задолго до того, как мы научились делать оружие. Так в чем же заключалось генетическое преимущество? Брэмбл проиграл в голове весь сценарий. Он представил себе некое племя первобытных гоминидов * : все как один коренастые, проворные и могучие. Ловко пробираясь между деревьями, они низко пригибаются — для безопасности. И вот однажды вперед выходит ничем не примечательный худенький сын с впалой грудью, едва ли крупнее женщины, и делает себя мишенью для тигра, разгуливая не таясь. Он слишком хрупок, чтобы сражаться, слишком небыстр, чтоб убежать, слишком слаб, чтобы привлечь подругу, которая родила бы ему детей. По логике он обречен на вымирание, и все же каким-то образом это убожество становится родоначальником всего человечества, тогда как его более сильные и проворные братья бесследно сходят со сцены истории. Эта гипотетическая зарисовка представляет собой довольно точное описание загадки неандертальцев. Большинство считает их нашими предками, тогда как в действительности они были параллельным видом (или, как еще говорят, подвидом), который состязался с Homo sapiens в борьбе за выживание. «Состязался», как ни странно, это мягко сказано; неандертальцы превосходили нас во всем. Они были сильнее, крепче и, вероятно, сообразительнее: их мышцы были сильнее и больше, кости крепче, данная им от природы защита от холода была совершенной, и, как указано в документации на ископаемые останки, объем их мозга был больше. Неандертальцы были феноменально одаренными охотниками, искусными оружейниками и, вполне вероятно, заговорили раньше, чем мы. У них было огромное преимущество на старте в гонке за доминирование в мире; к тому времени как первые Homo sapiens появились в Европе, неандертальцы уже уютно обосновались там примерно за двести тысяч лет до того. Если вам пришлось бы выбирать победителя между неандертальцами и ранними нами, вы целиком и полностью выбрали бы неандертальцев. Но тогда… где же они? Менее чем через десять тысяч лет после прихода Homo sapiens в Европу неандертальцы исчезли. Как это случилось, никто не знает. Единственное объяснение: некий таинственный Х-фактор даровал нам — более слабым, глупым и хлипким — преимущество в вопросах жизни или смерти перед «звездным составом» ледниковой эпохи. Это не было силой. Не было и оружием. Не было интеллектом. А не было ли это способностью бегать? Брэмбл был потрясен. Неужели Дэвид и в самом деле что-то открыл? Способ выяснить это был только один: добраться до сути. * Семейство отряда приматов; включает как ископаемого человека, так и современных людей. — Вначале я скептически отнесся к Дэвиду, причем по той же причине меня поддержали бы и большинство морфологов, — позднее признался мне доктор Брэмбл. — Ведь морфология в основе своей — наука о «конструировании наоборот». Она изучает, как тело «смонтировано», и пытается выяснить, как оно должно функционировать. Морфологи знают, к чему присматриваться в быстро движущейся машине, а человеческое тело ну никак не соответствовало никакой спецификации. И чтобы понять это, надо было лишь наблюдать за своими задницами. — Во всей истории существования на земле позвоночных — подчеркиваю, во всей истории — люди единственные бегающие двуногие, у кого нет хвоста, — скажет впоследствии доктор Брэмбл. — Бег — это просто управляемое падение, а тогда как же вы рулите и удерживаетесь от того, чтобы не шмякнуться в грязь лицом без утяжеленного руля вроде хвоста кенгуру? — Вот что заставило меня, как и других, отказаться от идеи, что люди эволюционировали в качестве бегающих животных, — пояснил Брэмбл. — И я поверил бы в эту историю и остался скептиком, если бы вдобавок не был хорошо подкован в палеонтологии. Вторичная экспертиза окаменелостей, проведенная доктором Брэмблом, позволила ему сравнить, как за несколько тысячелетий изменился «чертеж» человека, и сверить его с другими конструктивными решениями. И прямо с летучей мыши он начал находить несоответствия. — Вместо того чтобы просмотреть традиционный список, как это делает большинство морфологов, и отметить галочкой пункты, которые и ожидал увидеть, я стал сосредоточиваться на аномалиях, — рассказывал Брэмбл. — Другими словами, что там есть, чего там быть не должно? Первым делом он разделил животное царство на две категории: бегунов и ходоков. Лошадей и собак он отнес к бегунам, свиней и шимпанзе — к ходокам. Если люди были сконструированы, чтобы большую часть времени ходить, а бегать лишь в случае крайней необходимости, то наши механические части должны достаточно точно соответствовать таким же частям других ходоков. Идеально было начать с простых шимпанзе. Они не только классический пример ходячего животного, но к тому же и наш ближайший современный родственник; после более чем шести миллионов лет раздельной эволюции у нас с шимпанзе по-прежнему на 95 процентов одинаковая последовательность ДНК. Но чем мы с ними различаемся, заметил Брэмбл, так это ахилловым сухожилием, которое соединяет заднюю часть голени с пяткой: у нас оно есть, у шимпанзе — нет. У нас совершенно разные ступни: у нас они вытянутые, у шимпанзе — плоские. Пальцы ног у нас короткие и прямые, что способствует бегу, тогда как у шимпанзе они длинные и расходящиеся, что гораздо больше удовлетворяет ходьбе. А теперь сличим то, чем оканчиваются наши спины внизу: нам досталась здоровенная gluteus maximus — большая ягодичная мышца, у шимпанзе же ее фактически нет. Затем Брэмбл приступил к пристальному рассмотрению малоизвестного сухожилия, проходящего за головой и называемого выйной связкой. У шимпанзе выйная связка отсутствует. Нет ее и у свиней. А знаете, у кого она есть? У собак. У лошадей. Ну и у человека. Да, это запутывало дело. Выйная связка нужна лишь для обеспечения устойчивости головы в то время, когда животное быстро движется; если вы ходок, вам она не нужна. Крупные попы необходимы только для бега. (Убедитесь сами: стисните ягодицы и походите некоторое время по комнате. Эта часть тела будет оставаться мягкой и толстой и напряжется и сделается твердой, только если вы перейдете на бег. Задача ягодичной области — при движении не дать инерции верхней части туловища опрокинуть вас лицом вниз.) Аналогичным образом ахиллово сухожилие не играет совершенно никакой роли при ходьбе, поэтому-то у шимпанзе его нет. Нет его и у австралопитеков, нашего полуобезьяноподобного предка, жившего четыре миллиона лет назад; признаки наличия ахиллова сухожилия начали появляться только спустя два миллиона лет у Homo erectus — человека прямоходящего. Далее доктор Брэмбл повнимательнее присмотрелся к черепам и испытал потрясение. Здорово! Здесь что-то теплится! Задняя часть черепа австралопитека была гладкой, но когда он обследовал Homo erectus, то обнаружил неглубокую бороздку выйной связки. Окруженная таинственностью, но очевидная временная шкала уже начала вырисовываться: по мере того как человеческое тело со временем изменялось, оно приобретало главные характерные черты бегающего животного. Странно, подумал Брэмбл. Каким же образом мы приобрели все эти специальные приспособления для бега, а другие ходоки — нет? Для ходячего животного ахиллово сухожилие стало бы необходимостью. Передвигаться на двух ногах все равно что ходить на ходулях. Вы прочно ставите ступню на землю, переносите вес тела через голень и снова повторяете эти движения. Меньше всего вам нужны легко растягивающиеся, подвижные сухожилия у основания опоры. А все, что делает ахиллово сухожилие, так это растягивается как резиновая лента… Резиновая лента? Доктор Брэмбл впал в замешательство, смешанное с гордостью. Резиновые ленты… Он же бил себя в грудь, торжествуя, что не уподобился всем прочим морфологам, «отмечающим галочкой пункты, которые они ожидают увидеть», когда все это время заблуждался из-за собственной близорукости. Ведь он ни разу даже и не подумал о факторе «резиновой ленты». Когда Дэвид заговорил о беге, Брэмбл решил, что тот имеет в виду скорость. Но существуют два вида отличных бегунов: спринтеры и марафонцы. А может быть, главное в беге человека — это бежать далеко, а не быстро. Этим, возможно, и объясняется, почему наши стопы и голени густо пронизаны упругими сухожилиями: потому что упругие сухожилия накапливают и возвращают энергию, совсем как пропеллеры с приводом от резиновой ленты на аэропланах из бальзы * . Чем больше вы закручиваете резиновую ленту, тем дальше полетит самолет, и точно так же чем больше вы сумеете растянуть сухожилия, тем больше свободной энергии получите, когда нога распрямится и совершит мах назад. А если бы я замыслил сконструировать машину, бегающую на длинные дистанции, подумал Брэмбл, я уж точно оснастил бы ее этими штуками — кучей резиновых лент, чтобы до максимума повысить выносливость. Бег по сути своей — это «прыг», перескакивание с одной ступни на другую. Сухожилия не нужны для ходьбы, но крайне * Монотипный род деревьев семейства мальвовых (подсемейство баобабовые), растут, в частности, в Южной Америке. Редкая порода, древесина ее в сухом виде чрезвычайно мягкая и легкая. |