2009 год — год Арди

Обложка журнала Science за 18 декабря 2009 года: «Прорыв года — Ardipithecus ramidus». Ардипитек — вероятный предок человека, обитавший на территории современной Эфиопии около 4,5 миллионов лет назад. Последний общий предок человека и шимпанзе жил еще раньше, порядка 7 миллионов лет назад. Опубликованные в октябре этого года работы 47 исследователей из разных стран, подробно изучивших сравнительно хорошо сохранившиеся остатки скелета самки ардипитека, получившей имя «Арди», пролили свет на один из ключевых этапов нашей эволюции. Автор портрета Арди — Джей Мэттернс (Jay Matternes)

Важнейшим научным прорывом уходящего года, по мнению редакции журнала Science, следует назвать серию работ, анализирующих обнаруженный в 1994 году ископаемый скелет самки нашего возможного предка — ардипитека Ardipithecus ramidus. Эти исследования проливают свет на происхождение ряда отличительных признаков человека, в частности двуногости, маленьких клыков и тенденции к моногамии. Другие важные научные достижения 2009 года включают открытие гамма-лучевых пульсаров, сделанное с помощью запущенного в прошлом году Космического телескопа Ферми, обнаружение воды на Луне и успешное применение генной терапии для лечения наследственных заболеваний. Разразившийся в прошлом году мировой финансовый кризис больно ударил по финансированию научных исследований, но судя по всему, мировой науке пока удается выдерживать последствия кризиса без серьезных потерь.

В последнем номере журнала Science его редакция по традиции подвела итоги уходящего года, назвав научное достижение, которое можно считать важнейшим научным прорывом года (breakthrough of the year), и девять других претендентов (runners-up) на это почетное звание. В этом году победителем была объявлена серия из 11 статей, опубликованных в начале октября в специальном выпуске того же журнала. В этих работах, подготовленных коллективом из 47 ученых из разных стран (США, Канады, Франции, Германии, Испании, Турции, Эфиопии, Чада и Японии), был проведен разносторонний анализ неплохо сохранившегося скелета самки ископаемого примата, обнаруженного в 1994 году, но лишь недавно полностью раскопанного и подробно изученного. Обладательница этого драгоценного для науки скелета получила имя «Арди», от афарского слова, означающего «земля». Изображение Арди уже во второй раз украшает обложку Science: на обложке специального выпуска были изображены сохранившиеся остатки ее скелета, а на обложке последнего номера — ее реконструированный портрет.

Изображение Арди однажды уже украшало обложку журнала Science — номер за 2 октября 2009 года, специальный выпуск, в котором были опубликованы 11 статей с детальным анализом ископаемого примата. Но в тот раз это был не реконструированный портрет, а сохранившиеся фрагменты скелета

Арди относят к виду Ardipithecus ramidus, описанному в 1994 году в журнале Nature Тимом Уайтом (Tim D. White) и двумя его коллегами. Первоначально этот вид был описан в роде Australopithecus (австралопитек), но в опубликованной вскоре поправке (PDF, 62 Кб) был выделен авторами первоописания в отдельный род — Ardipithecus (ардипитек). В течение 15 лет авторы, описавшие этот вид, вместе с десятками других специалистов трудились над детальной реконструкцией строения его тела и вероятного образа жизни, и в 2009 году итоги этих исследований были наконец опубликованы.

По мнению исследовавших Арди палеоантропологов, вид, к которому она принадлежит, был либо предком, либо близким родственником предка всех австралопитеков, среди которых были и предки нашего рода — Homo. Ardipithecus ramidus обитал на территории современной Эфиопии около 4,5 миллионов лет назад. Анализ ископаемых отложений этого времени показал, что средой его обитания были скорее леса, чем открытые пространства. Строение скелета Арди говорит о том, что она могла ходить на двух ногах, гордо подняв голову, почти как современные люди, но при этом могла и лазить по деревьям, хватаясь за ветки не только руками, но и ногами. Рост Арди составлял около 120 см, то есть она была ниже большинства современных людей, но выше другого известного ископаемого примата — австралопитека Люси. Не исключено, что Люси была нашим предком — и потомком Арди.

Многие черты строения Арди, установленные в ходе анализа сохранившихся остатков ее скелета, оказались сюрпризом для антропологов. Помимо сочетания двуногости с хватательными ступнями, к необычным особенностям Арди относится строение зубного ряда. В отличие от современных человекообразных обезьян, в том числе ближайших современных родственников человека — обыкновенного и карликового шимпанзе, у ардипитеков были довольно маленькие клыки. Судя по скелету Арди и по другим сохранившимся остаткам Ardipithecus ramidus, самцы этого вида не отличались от самок ни существенно большим ростом, ни более длинными клыками. Из этого следует, что драки за самок были у самцов ардипитеков сравнительно редким явлением. Возможно, что уже на этом, довольно раннем этапе у наших предков проявлялась тенденция к моногамии (единобрачию), свойственная современному человеку, но не свойственная большинству известных видов млекопитающих. По крайней мере, у самцов ардипитеков едва ли были гаремы: у млекопитающих, которым они свойственны, самцы всегда заметно крупнее и сильнее самок.

Арди ходила по земле на двух ногах, почти по-человечески, но большие пальцы ее ног были по-обезьяньи противопоставлены остальным пальцам. Такое строение ступней позволяло ей хвататься ногами за ветки, лазая по деревьям. Ранее антропологи предполагали, что противопоставленность большого пальца ноги остальным исчезла одновременно с переходом к двуногости. Анализ строения скелета Арди показал, что это эволюционное изменение произошло позже, уже у двуногих человекообразных. Автор реконструкции — Джей Мэттернс. Иллюстрации из статьи в журнале Science о «прорыве года» (слева) и из вводной статьи номера Science, посвященного ардипитеку (справа)

Вторым по значимости научным прорывом уходящего года редакция Science назвала результаты, полученные с помощью Гамма-лучевого космического телескопа Ферми (Fermi Gamma-ray Space Telescope), запущенного NASA в прошлом году и открывшего астрономам как никогда подробную картину звездного неба, видимую в гамма-лучах. Особенно примечательно сделанное благодаря этому телескопу открытие гамма-лучевых пульсаров — пульсирующих нейтронных звезд, испускающих только гамма-лучи.

Ископаемые остатки предков и близких родственников человека. Самой известной находкой до сих пор была обнаруженная в 1974 году Люси — ископаемый скелет самки австралопитека Australopithecus afarensis, вероятного предка человека. Теперь компанию ей составила Арди — скелет самки ардипитека Ardipithecus ramidus, найденный в 1994 году. За 15 лет работы антропологи извлекли из земли все сохранившиеся остатки скелета Арди, реконструировали ее строение и облик и подготовили опубликованную в уходящем году серию статей, содержащих подробный анализ этой находки и ее значения для научных представлений об эволюции человека. Ardipithecus ramidus, по-видимому, был предком (или близким родственником предка) австралопитеков и произошедших от них представителей рода Homo, в том числе современного человека. Иллюстрация из вводной статьи посвященного Арди номера журнала Science за 2 октября 2009 года

Кроме этих двух достижений в подготовленный редакцией Science список из 10 научных прорывов года вошли следующие восемь:

• открытие рецепторов растительного гормона абсцизовой кислоты;
• обнаружение в некоторых материалах структур, напоминающих гипотетические (и до сих пор не обнаруженные) магнитные монополи, но в действительности монополями не являющихся;
• успешное испытание препарата на основе рапамицина, продлевающего жизнь мышам;
• обнаружение воды (в виде льда) на Луне;
• успехи генной терапии (в частности, успешное возвращение зрения людям, страдающим амаврозом Лебера — наследственным заболеванием, вызывающим развитие слепоты в раннем детстве);
• открытие неизвестных ранее свойств графена и изобретение новых способов использования графена в электронике;
• успешная починка астронавтами космического телескопа «Хаббл» и установка на нём новых приборов;
• запуск рентгеновской лазерной установки в Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Стэнфордском университете.

Облако пыли и газа (в центре увеличенного фрагмента), поднявшееся 9 октября 2009 года на дне лунного кратера, в который упал ракетный ускоритель американского искусственного спутника Луны LCROSS (фотография, сделанная с этого спутника). Спектральный анализ этого облака показал, что на дне кратера имеется водяной лед. До того как были получены эти данные, возможность обнаружения на Луне ощутимого количества воды вызывала серьезные сомнения. Редакции журналов Nature и Science отмечают это открытие как одно из важнейших научных достижений уходящего года. Фото с сайта NASA (www.nasa.gov)

Главный редактор журнала Science Брюс Альбертс (Bruce Alberts) отмечает, что эти достижения стали возможны благодаря внедрению новых технологий, которые, в свою очередь, были разработаны благодаря недавним научным открытиям. Положительной обратной связью между научными и технологическими успехами во многом и определяется наблюдаемое в наши дни ускорение прогресса во многих научных дисциплинах. Например, прочтение полного генома человека, на которое еще в конце прошлого века требовались миллиарды долларов, благодаря новым технологиям становится осуществимым всего за несколько тысяч долларов, то есть возможности науки в этой области увеличились за последние годы примерно в миллион раз — и всё благодаря успешному взаимодействию ученых и технологов.

Гамма-лучевой пульсар CTA1. По мнению редакции журнала Science, вторым по важности научным прорывом уходящего 2009 года следует назвать результаты астрономических исследований, проведенных с помощью запущенного в 2008 году Гамма-лучевого космического телескопа Ферми. Особенно примечательны открытые благодаря этому телескопу гамма-лучевые пульсары. Пульсары представляют собой нейтронные звезды, вращающиеся вокруг своей оси с огромной скоростью и за счет этого испускающие пульсирующее излучение с периодом от полутора миллисекунд до нескольких секунд. В отличие от других подобных звезд, известных ранее, гамма-лучевые пульсары испускают только гамма-лучи. Иллюстрация из популярной заметки в журнале Science о научных прорывах 2009 года

Одним из итогов 2008 года стал разразившийся тогда мировой финансовый кризис, ощутимо сказавшийся и на финансировании науки. Его последствия ощущаются до сих пор, но авторы одной из заметок в Science, посвященных итогам уходящего 2009 года, отмечают, что, несмотря на несомненный урон, нанесенный кризисом, в целом науке, судя по всему, удается пока без больших потерь выдерживать это испытание. Но связанные с этим кризисом трудные времена еще не остались позади, и во многих странах, особенно развивающихся, в 2010 году ожидается сокращение финансирования научных исследований. Вместе с тем, в США, Германии и некоторых других экономически развитых странах в связи с кризисом для поддержки науки были выделены дополнительные средства. В развитии научных исследований правительства этих стран видят один из путей выхода из экономического кризиса, осознавая, что научный прогресс есть один из двигателей экономического прогресса.

Источники:
1) Bruce Alberts. The breakthroughs of 2009 // Science. 18 December 2009. V. 326. P. 1589.
2) Ann Gibbons. Breakthrough of the year: Ardipithecus ramidus // Science. 18 December 2009. V. 326. P. 1598–1599.
3) Breakthrough of the year 2009: The runners-up // Science. 18 December 2009. V. 326. P. 1600–1607.

Cм. также:
1) Lizzie Buchen. News 2009: The year in which... // Nature. 24 December 2009. V. 462. P. 962–963.
2) Александр Марков. Предки человека не были похожи на шимпанзе, «Элементы», 07.10.2009.
3) Александр Марков. Семейные отношения — ключ к пониманию эволюции человека, «Элементы», 07.10.2009.
4) Александр Марков. Рапамицин замедляет старение у мышей, «Элементы», 15.07.2009.
5) Юрий Ерин. При взаимодействии с водородом графен превращается в графан, «Элементы», 25.02.2009.
6) Александр Самардак. Графен: новые методы получения и последние достижения, «Элементы», 30.09.2008.

Петр Петров

<< Назад