У ранних предков человека самцы были намного крупнее самок

Фото из открытых источников

Недавно опубликованное исследование показало, что самцы некоторых из наших древнейших предков были значительно крупнее самок. Выраженная разница в размерах тела, наблюдаемая как у Australopithecus afarensis (восточноафриканского вида, к которому относится знаменитая окаменелость «Люси»), так и у A. africanus (близкородственного южноафриканского вида), позволяет предположить, что древние гоминины жили в социальных системах, характеризующихся острой конкуренцией между самцами, что и приводило к существенной разнице в размерах между полами.

Исследование, проведенное под руководством антрополога Адама Д. Гордона из Университета Олбани, опубликовано в American Journal of Biological Anthropology. Используя новый подход, позволяющий преодолеть ограничения, связанные с неполнотой палеонтологической летописи, исследование показывает, что как у A. afarensis, так и у A. africanus половой диморфизм был выражен сильнее, чем у современных людей, а в некоторых случаях даже сильнее, чем у горилл.

«Различия были весьма существенными», — сказал Гордон. «В случае A. afarensis самцы были значительно крупнее самок — возможно, даже крупнее, чем у любого современного вида человекообразных обезьян. И хотя оба этих вымерших вида гомининов демонстрировали более существенные различия в размерах, зависящие от пола, чем современные люди, в этом отношении они также отличались друг от друга сильнее, чем современные виды обезьян, что говорит о большем разнообразии эволюционных факторов, воздействующих на эти близкородственные виды, чем мы предполагали ранее».

Результаты придают новую глубину интерпретации палеонтологической летописи. Ранее исследователи пришли к разным выводам о диморфизме у A. afarensis, некоторые из которых предполагали, что он напоминает относительно низкий уровень диморфизма, наблюдаемый у современных людей. Более того, прямое сравнение ископаемых видов ранее не проводилось, поскольку исследования были ограничены неполнотой ископаемых образцов и недостаточной статистической мощностью для выявления реальных различий.

«Этот анализ решает эти проблемы с помощью метода итеративной повторной выборки, который имитирует недостающую структуру данных в обоих ископаемых видах при отборе образцов из скелетного материала современных видов, что позволяет включать несколько ископаемых особей, даже если эти отдельные образцы являются фрагментарными», — сказал Гордон. «Это исследование предоставляет убедительные доказательства того, что эволюционные факторы, обусловленные полом, — вероятно, включающие как конкуренцию самцов за самок, так и дефицит ресурсов, сильнее влияющий на размер самок из-за метаболических ограничений, связанных с беременностью и лактацией, — сыграли более значительную роль в ранней эволюции гомининов, чем считалось ранее».

Половой диморфизм по размеру (SSD) — это не просто физическая особенность, он раскрывает более глубокие аспекты поведения и эволюционной стратегии. В соответствии с теорией полового отбора, высокий SSD у современных приматов обычно коррелирует с сильной конкуренцией между самцами и социальными структурами, допускающими полигинные системы спаривания, где один или несколько крупных самцов монополизируют репродуктивный доступ к нескольким самкам.

Напротив, низкий показатель SSD может быть обнаружен у любого вида, но, как правило, встречается у видов с парными социальными структурами и низкой конкуренцией за возможности спаривания. Современные популяции человека демонстрируют низкий или умеренный показатель SSD, при котором самцы в среднем немного крупнее самок, но размеры самцов и самок существенно перекрываются.

Кроме того, предыдущие исследования Гордона показывают, что высокий уровень SSD у современных приматов также может быть связан с интенсивным стрессом от нехватки ресурсов: когда пищи не хватает, мелкие здоровые самки могут получить достаточно пищи для удовлетворения собственных метаболических потребностей и запасти энергию для размножения быстрее, чем крупные самки, что приводит к появлению большего количества потомства от более мелких матерей в следующем поколении и, как следствие, большей разнице в размерах самцов и самок.

Высокий показатель SSD, выявленный у обоих видов австралопитеков, предполагает высокую степень конкуренции среди самцов, аналогичную той, что наблюдается у шимпанзе или даже горилл, в то время как разница между двумя ископаемыми видами может быть обусловлена разницей в интенсивности этих сил полового отбора и/или разницей в интенсивности ресурсного стресса в их среде обитания (например, разницей в продолжительности засушливых сезонов с низкой доступностью фруктов) и его влиянием на размер тела самок.

В любом случае, высокий показатель SSD у этих ископаемых гомининов резко контрастирует с более сбалансированным размером, наблюдаемым у современных людей, и позволяет заглянуть в иную модель жизни ранних гомининов — в которой большой размер мог быть ключевым фактором репродуктивного успеха самцов по причинам конкуренции, а небольшой размер мог быть ключевым фактором для самок по причинам энергетической ценности.

Данные по ископаемым останкам часто фрагментарны, и определить пол древних особей практически невозможно. Чтобы обойти это ограничение, Гордон использовал метод среднего геометрического, позволяющий оценить размер по нескольким элементам скелета, включая плечевую, бедренную, большеберцовую и другие кости. Затем он применил методы повторной выборки для моделирования тысяч сравнений между ископаемыми гомининами и современными приматами, гарантируя, что статистические модели отражают неполноту и неравномерность реальных ископаемых образцов.

Для создания сравнительной структуры были использованы данные по современным гориллам, шимпанзе и людям с известным полом и полными скелетами.

В отличие от прошлых исследований, в которых слабые или неубедительные статистические результаты иногда интерпретировались как доказательство сходства, методы Гордона выявили четкие и существенные различия даже при использовании относительно небольших образцов ископаемых.

Чтобы исключить возможность того, что изменения размеров тела A. afarensis отражают эволюционные тенденции, а не половые различия, Гордон также проверил хронологические тенденции на протяжении 300 000-летнего периода ископаемых из формации Хадар в Эфиопии.

Его анализ не выявил существенного увеличения или уменьшения размера с течением времени, что указывает на то, что наблюдаемые изменения лучше всего объясняются различиями между самцами и самками, а не эволюционным дрейфом или долгосрочным увеличением среднего размера.

Значение открытий Гордона весьма обширно. Australopithecus afarensis, живший 3,9–2,9 миллиона лет назад, широко рассматривается либо как прямой предок современных людей, либо как вид, очень близкородственный прямому предку.

Тем не менее, высокая степень полового диморфизма позволяет предположить, что ранние гоминины, возможно, жили в социальных системах, которые были гораздо более иерархичными и конкурентными, чем считалось ранее.

Между тем, менее диморфный A. africanus, который пересекался по времени с A. afarensis, но впервые и в последний раз появляется в палеонтологической летописи немного позже, примерно между 3,3 и 2,1 миллиона лет назад, может представлять собой другую эволюционную ветвь на древе гомининов или, возможно, переходную стадию в развитии более человеческого социального поведения.

«Обычно мы объединяем этих ранних гоминидов в одну группу, называемую грацильные австралопитеки, — группу видов, которые, как считается, взаимодействовали с физической и социальной средой очень схожим образом», — сказал Гордон. «И хотя это в определённой степени верно — данные свидетельствуют о том, что оба этих вида, возможно, имели социальную организацию, больше похожую на организацию горилл, чем на организацию современных людей, — значительная разница в степени диморфизма у этих двух вымерших видов говорит о том, что эти близкородственные виды гомининов подвергались более выраженному отбору, чем отбор, действующий на любую пару близких современных видов обезьян, что подчёркивает разнообразие способов взаимодействия с миром наших вымерших предков и близких родственников».