Солевой вопрос в контексте антропогенеза

СОДЕРЖАНИЕ:
1. Хлеб и соль
2. Блеск и нищета дождевого тропического леса
3. Из тесного леса – да в степь широкую!

1. ХЛЕБ И СОЛЬ

Люди с давних пор проявляют неистощимую  кулинарную изобретательность.  Но при этом всегда, с удивительным постоянством и упорством включают в различные свои приготовления нечто одно и то же – «острое на вкус, бесцветное кристаллическое вещество, хлорид натрия». Попросту говоря, - поваренную, или кухонную соль.

Не случайно многочисленные кулинарные рецепты при всей их непостижимой вариативности, как правило, заканчиваются словами «соль по вкусу». В этом элементарном химическом соединении наш организм испытывает особую нужду, требующую постоянного удовлетворения для поддержания физиологически нормального уровня его концентрации. Несолёная или даже недосоленная пища (будь она безупречна во всех других отношениях) вызывает совершенно определенное неудовлетворение, и наша рука тотчас, подсознательно (!) тянется к солонке …

Великий смысл, глубокое таинство жизни кроются в этом рефлекторном движении. Живое вещество Биосферы, которое «замешано» с водой на белках, жирах и углеводах (то есть, построено на основе сложных органических соединений) потому и живое, что оно, оказывается, ещё и хорошо посолено.

Соль для человека есть необходимый, незаменимый и физиологически многофункциональный продукт. Лимитирующий фактор, как сказали бы экологи. Если говорить в самых общих чертах, соль играет важную роль в разносторонних и сложных обменных процессах. Хлористый натрий входит в состав крови, лимфы, слюны, слезы, желудочного сока, желчи – словом, всех жидкостей нашего организма. Но в первую очередь соль нужна, разумеется, для многих процессов, происходящих на самом фундаментальном - клеточном уровне.

Проблема, однако, в том, что соль постоянно выводится из организма в процессе метаболизма. И, стало быть, столь же постоянно человек нуждается в ее пополнении. Понятно, что людям, которые придерживаются вегетарианской диеты или, к примеру, питаются преимущественно рисом, требуется больше соли в сравнении с теми, кто наряду с этим употребляет и содержащую соль животную пищу.

В общем, нынешний человек критически зависит от соли, можно сказать: нет соли в организме человека – нет и самого человека. Но если так обстоит дело с человеком нынешним, то мог ли (и как) обходиться без соли человек первобытный?

Поскольку человек есть эволюционное порождение животного мира, логично для ответа на этот непростой вопрос взглянуть сначала на то, как относятся к соли хорошо известные и близкие к нам животные.

Оказывается, в поваренной соли остро нуждаются все одомашненные животные. Наибольшую потребность в ней испытывают травоядные виды (так как растительный корм обычно беден натрием и хлором), прежде всего, естественно, молодые, а также высокопродуктивные особи. Если говорить конкретно, молочным коровам при средних удоях дают соли (в молотом виде, в смеси с концентратами, в составе комбикормов и т.п.) 50 – 70, откармливаемому крупному рогатому скоту 40 – 50, взрослым свиньям 30 – 40, лошадям 20 – 40, овцам 10 – 15 граммов в сутки.

Но и дикие звери (от которых произошли когда-то одомашненные породы), также испытывают нужду в соли. Плотоядным животным значительно легче решать эту проблему, поскольку они всегда получают с пищей нужное количество поваренной соли и других необходимых минералов. Фитофаги же (то есть растительноядные) оказались в этом отношении по причине недостаточного содержания хлорида натрия в кормовых растениях в гораздо более сложном положении. У копытных солевое голодание выражается в виде поедания минерализованной почвы (солонцевание), слизывания обнаженных кристаллических солонцов (камень-лизунец), а также использования воды минеральных источников (если таковые, конечно, имеются в местах обитания животных).

В этой ситуации северные олени включают в свой рацион нетипичную и, казалось бы, даже чуждую им животную пищу. Они поедают леммингов, яйца и птенцов гнездящихся на земле птиц, кости павших животных, а также интенсивно выгрызают пятна почвы и снега, на которые попала чья-то моча. Было замечено, кстати, что северные олени приходят к стоянкам человека, привлеченные источником соли - человеческой мочой.

Теперь о людях. Принято считать, что к регулярному употреблению соли как таковой (как минерального пищевого продукта) человек приступил с переходом к оседлому образу жизни. Суть в том, что с развитием земледелия в рационе стала преобладать растительная пища. Исторические документы, в том числе и относящиеся к Северной Америке XVII-XVIII веков, определенно свидетельствуют о том, что на различных стадиях развития человечества неизменным остается правило: земледельческие племена добывают или покупают соль, тогда как племена охотников этого не делают, поскольку животная пища сама по себе способна удовлетворять потребность человека (и, понятное дело, всех хищных зверей) в соли.

Однако земледелие, растениеводство и животноводство вошли в человеческую практику сравнительно недавно. Это уже деятельность вполне сформированного Homo sapiens, причем на завершенной, можно сказать, финальной стадии, которой предшествовали сотни и даже миллионы лет начального и последующего антропогенеза. Естественно, встает вопрос, как же в те запредельно далекие времена примитивные люди (то есть по существу еще всецело животные, относящиеся к роду Homo) удовлетворяли потребность в совершенно необходимой для них (как мы видели на примере нынешних домашних и диких животных) соли?

Но в антропологии такой вопрос, несмотря на всю его очевидность и принципиальную (критическую) важность, почему-то никогда не возникал.
 
2. БЛЕСК И НИЩЕТА ДОЖДЕВОГО ТРОПИЧЕСКОГО ЛЕСА

Наука не оставляет сомнения в том, что происхождение человека исторически уходит своими корнями в дождевой тропический лес. Но солевой вопрос (как это ни парадоксально внешне) всегда стоял в данной природной формации наиболее остро. Минеральные ресурсы для питания растений здесь всегда были в сильном дефиците. В этой связи возникает необходимость разобраться, в чем тут дело, через краткую характеристику дождевого тропического леса и в контексте рассматриваемой проблемы.
Эта совершенно удивительная растительная формация (гилея, по А. Гумбольдту) в то же время обладает в биосфере наиболее высокой продуктивностью (3500 г/м2 в год). Она заключает в себе огромную биомассу - в среднем 5000 ц/га, а иногда (как, например, в бассейне Амазонки) более 17000 ц/га сухого органического вещества. Покрывая около 6% поверхности суши, гилея даёт около 28% общей продукции органического вещества биосферы.

Потребность гилеи в минеральном питании должна быть соразмерна биомассе, то есть столь же великой. Но что же мы видим здесь? Наземный субстрат в тропических лесах, крайне беден элементами минерального питания первичных продуцентов. Органических остатков на его поверхности накапливается очень мало. Лесной подстилки почти нет. Тонкий слой мертвых листьев перемежается с участками оголённого грунта, склонного на обнажениях к цементированию в каменистый латерит. Почвообразовательный процесс если и протекает в своём зачатии, то лишь в поверхностном слое мощностью не более нескольких сантиметров (глубже этого слоя органика практически отсутствует). Гумификация если и происходит, то крайне медленно и с образованием только фульвокислот, которые не способны накапливаться, поскольку легко растворяются и вымываются. «Почвенная» среда имеет кислую реакцию, она бедна кальцием, фосфором, калием, магнием и другими питательными веществами, не говоря уже об исключительно подвижном в геохимическом отношении натрии.

Может быть, корни мощных тропических деревьев добывают минеральную пищу из более глубоких слоёв твёрдого субстрата? Вовсе нет. Корни не идут вглубь, а распространяются горизонтально в поверхностном слое грунта. В лесах Амазонии, например, корни деревьев находятся на глубине всего 10 - 20 см. А чтобы тяжелые деревья не падали, у основания ствола у них имеются часто своеобразные подпорки (контрфорсы): корни первого порядка плоско расширены в вертикальном направлении, что обеспечивает дереву более широкую и жёсткую опору. Устойчивости деревьев (даже отмерших) способствуют также различного рода лианы, которые обильно переплетают их друг с другом снизу доверху, поддерживая в вертикальном положении. Судя по всему, земная твердь необходима деревьям главным образом для опоры. Но тогда каждое из них, как и дождевой тропический лес в целом, должны хронически испытывать резко выраженное минеральное голодание.

Тем не менее, гилея не только реально существует на планете, но и роскошно процветает, являя собой вечный праздник жизни, её высшее торжество. Причем, замечу, всё это не благодаря тучной почве, с плодородием которой обычно ассоциируется биологическое изобилие и урожайность, а вопреки ей. Так в чём же тут дело?

Известно мнение (Н.Ф. Реймерс, 1990) о неудачности термина «дождевые леса» (поскольку таковые якобы «не происходят от дождя и не служат причиной его выпадения»). Мне представляется, однако, что дождевой тропический лес не только оправдывает своё название, но именно в нём, в этом названии отражена главная его суть. В тропическом лесу постоянно высокая влажность, проистекающая от обилия выпадающих осадков. Лес постоянно промывается дождями, которые идут здесь почти ежедневно (годовое количество осадков составляет 2500—7000 мм и более). Крупные реки, разливаясь от обилия осадков, регулярно затопляют низменные равнины. Так что постоянная подача воды в корневую зону растений как неотъемлемый атрибут гидропоники (есть такая технология в растениеводстве), здесь стабильно обеспечена самими природными процессами.
 
Что же касается элементов минерального питания дождевого леса, то его источником является… сам лес, точнее отмирающее органическое вещество и его всевозможные отходы (опад) растительного и животного происхождения, которое в тропических условиях в кратчайший срок, в считанные недели полностью разрушается и минерализуется гетеротрофными организмами (они функционируют здесь в высшей степени интенсивно). Несмотря на огромную массу опада (250 ц/га в год), способность гилеи утилизировать органическое вещество в десятки раз превышает его поступление. Освобождающиеся минеральные элементы переходят в поверхностные воды, которые становятся уже по сути дела гидропонным питательным раствором, постоянно омывающим корни. Содержащиеся в этом растворе биофильные минералы немедленно захватываются и поглощаются сложной и сильно разветвленной (к тому же обильно снабженной микоризой) корневой системой многоярусного леса. Налицо завершающее звено гидропонной технологии.

И ещё одна весьма показательная деталь. В дождевом тропическом лесу очень богата флора эпифитов, в том числе древесных, которые и вовсе не связаны с подножным грунтом. Они располагаются и растут на деревьях в освещённой зоне высоко над землёй. Многие из них снабжены воздушными корнями. Не имея прямого контакта с тем раствором, который постоянно подаётся снизу, эпифиты, тем не менее, получают достаточное минеральное питание из влажного воздуха лесного полога и непосредственно от дождей. Но и сами тропические деревья (унаследовав океанические черты жизни первичных продуцентов) через листья эффективно усваивают минеральную пищу, содержащуюся в дождевой воде. А это уже настоящая аэропоника.

Конечно, элементы минерального питания растений при таком обилии воды и высокой кислотности среды частично вымываются и выносятся за пределы корнедоступной зоны. Однако эти потери постоянно компенсируются за счёт того, что падающая на тропический лес сверху дождевая вода содержит минеральные соли, захваченные ветром из океана с брызгами волн, и, стало быть, она сама по себе уже есть питательный раствор. Еще Ф. Кларк подсчитал, что на поверхность суши ежегодно поступает из океана 1800 млн. тонн различных солей (содержащих, в том числе, и необходимые для жизни микроэлементы) с атмосферными осадками, т.е. 1,35 ц/га. Это составляет примерно 2/3 речного ионного стока со всей площади суши. Кроме того, воздушные потоки приносят во влажные тропики элементы минерального питания с континентальной пылью (порой в значительных количествах), которая образуется в результате дефляции в соседних засушливых регионах.

Считается, что гидропоника – это нечто узкое, локальное, малозначащее в общей системе земледелия и растениеводства. Может, оно и так. Но в данном и совершенно особом случае мы видим   совсем другое: дождевой тропический лес зиждется (в полном смысле и по самому большому счету) на естественной гидропонике!

Необходимые для него минеральные вещества, захваченные из питательного раствора корнями и листьями, связываются, аккумулируются и удерживаются непосредственно в его растительной биомассе, что препятствует их вымыванию и выносу за пределы лесной экосистемы. В условиях естественной гидропоники, которыми характеризуются влажные тропики, стало биологически выгодно держать резервы минеральной пищи «не в ногах, а над головой», то есть непосредственно в приподнятой над землёй растительной биомассе. В таком законсервированном и биологически связанном состоянии минеральным элементам уже не грозит потеря от вымывания, и они могут экономно расходоваться на различные жизненные нужды.

Биологический круговорот, отличающийся в дождевом тропическом лесу чрезвычайно высокой скоростью и эффективностью, становится здесь ещё и максимально замкнутым. Лишь через десятки и даже сотни лет после завершения своего жизненного цикла конкретные деревья пойдут на полную биологическую переработку.
Так вот, именно этой: обособленной, парадоксальной,  приподнятой над землей, автономной  лесной биомассе (на природной гидропонике) и суждено было стать колыбелью будущего человечества.

Но чем же могли питаться здесь наши предки, и, главное, как удовлетворяли потребность в соли, которую никто, никогда и нигде не отменял?
Тут уместно будет сослаться на мнение московского антрополога С. Дробышевского: "Человек как вид, как род и даже как семейство, строго говоря, возник как всеядное существо. Наши предки, питались всем. Пока это были обезьяны типа проконсула, живущие на деревьях в тропическом лесу в Африке, они ели преимущественно фрукты и листья".

Вполне резонно. Фрукты отличаются помимо всего прочего повышенным содержанием хлорида натрия. Что же касается потенциально съедобных листьев и сочных молодых побегов тропической растительности, то они постоянно омываются (как и фрукты) дождевой водой с хлоридом натрия, приносимой со стороны океана.
Другое дело, могла ли, условно говоря, безмятежная жизнь приматов в роскошном дождевом  тропическом лесу, да еще и на приятной фруктовой диете, иметь в дальнейшем достаточную перспективу для длительного, многосложного и многотрудного процесса антропогенеза?

3. ИЗ ТЕСНОГО ЛЕСА - ДА В СТЕПЬ ШИРОКУЮ!

На континентах в разные геологические времена имелись довольно значительные территории, где в силу неблагоприятных климатических условий (прежде всего, связанных с температурой и влажностью) лесные деревья либо вовсе не растут, либо приобретают в ландшафте второстепенное значение. Эти территории так и оставались бы свободными от высшей растительности. Но эволюция цветковых растений не остановилась, к счастью, на древесных формах: она неуклонно шла, как считает  ботаническая наука, дальше - в направлении от высоких деревьев к  низкорослым травам.

Преобразовавшись в, казалось бы, слабые и малоприметные травы, цветковые растения с течением времени приобрели целый ряд новых свойств и биологических преимуществ по сравнению с породившими их деревьями. Репродуктивная фаза, то есть цветение и плодоношение, наступает у травянистых растений очень рано, к тому же с минимальной затратой органического материала на построение вегетативных органов, а семенная продукция по сравнению с вегетативной массой достигает максимума. В этом смысле травы стали более урожайными, чем деревья и кустарники. Распространение травянистых видов в биосфере происходит от этого значительно быстрее.

Располагая такими превосходящими качествами, травы стали выходить за пределы породившего их леса и приспосабливаться к новым условиям. Одним из важнейших направлений формирования новых травянистых форм стало приспособление к холодному климату с характерным для него коротким вегетационным периодом. Успешно адаптируясь к различным экологическим условиям, травы очень быстро распространились по Земле и достигли большого разнообразия биологических форм. Ускоренная, в сравнении с древесными растениями, смена поколений определила и более высокие темпы эволюции трав в новых условиях.

Превращение древесных форм в травянистые началось, вероятно, еще на заре эволюции цветковых растений (в меловом периоде), но с течением времени оно шло всё более быстрыми темпами и, в конце концов, приобрело такие масштабы, что охватило все их главные систематические группы. Число видов травянистых цветковых растений стало значительно превышать таковое деревьев и кустарников. Травы стали играть очень большую, во многих случаях доминирующую роль в растительном покрове суши.

В силу своей высокой экологической пластичности травы оказались способными обитать всюду – и в местах повышенной влажности, и в сухой пустыне, и за полярным кругом, и в альпийском высокогорье. Однако в наибольшей степени их биологический потенциал раскрылся в результате освоения обширных внутриконтинентальных равнинных территорий в пределах умеренных поясов Северного и Южного полушарий, которые вытянуты с запада на восток в Европе и Азии и с севера на юг - на Американских континентах. Эти регионы характеризуются сухим континентальным климатом (при количестве осадков главным образом от 200 до 550 мм в год).

В результате зарастания этих обширных территорий травами (их «затравенения») с течением времени на разных континентах образовался в сущности один и тот же зональный тип ландшафта, который получил общее название «степь» («прерии» - в Северной Америке, «пампа» - в Южной   Америке, «саванна» в Африке). Процесс «великого остепнения» континентов начался в середине кайнозоя (примерно 25 млн. лет назад).

Степь – прямая, диаметральная противоположность лесным формациям. И не только по экологическим параметрам, но и по существу рассматриваемой здесь проблемы антропогенеза.
 
Если в лесах преобладает надземная масса, то в степи все наоборот. Степные травы имеют мощную, сильно разветвлённую корневую систему, стремящуюся к тому же далеко проникать в глубину. Яркая, разноцветная степь живёт, как это ни странно может показаться на первый взгляд, главным образом под землёй, где сосредоточено 60 – 85%, а иногда и более, всей её биомассы.

Корни травянистых растений, проникая в поисках воды и минеральной пищи вглубь субстрата, интенсивно всасывают и перекачивают рассеянные в нём элементы минерального питания растений в верхние горизонты. Это приводит с течением времени к повышенному содержанию (аккумуляции) в самом поверхностном слое коры выветривания кальция, калия, фосфора, серы, магния и, наконец, натрия.

В засушливых степных районах вся атмосферная влага испаряется и поглощается растениями, поэтому почвенный субстрат не промывается. В отличие от лесов, степные воды имеют щелочную реакцию, они содержат много катионов кальция, магния и, что очень важно в контексте рассматриваемой проблемы, - натрия. В степных формациях хлорид натрия выходит местами на земную поверхность даже в концентрированном виде.
В самих степных травах, как показывают специальные биохимические анализы, резко увеличивается содержание белков и возрастает зольность биомассы, в силу чего они приобретают для растительноядных животных более высокую пищевую ценность, чем деревья. Травянистая растительность степей и лугов ежегодно вовлекает в биологический круговорот 500 - 700, а иногда и 1000 - 1200 кг/га зольных веществ, тогда как, например, хвойные леса всего лишь 70 - 100 кг/га.

Не случайно, а совершенно закономерно именно в степи образовалась фундаментальная основа биосферы – долгоживущие, постоянно воспроизводимые запасы складированного почвенного плодородия.

Всё это вместе взятое способствует (наряду с беспрепятственным перемещением в открытом равнинном пространстве подвижных существ) чрезвычайно интенсивному размножению в степных регионах различных животных, особенно копытных млекопитающих. Их неисчислимые стада достигают в совокупности огромной биомассы. Понятно, что этой биомассе постоянно требуется много дополнительной (к растительной пище) соли. Несмотря на повышенную зольность степной растительности, дикие травоядные испытывают недостаток в хлориде натрия, специально разыскивают и находят его в местах своего обитания.
 
Перефразируя слегка слова к известной песне, можно сказать: как безмерно оно, притяженье степи! Вполне логично, что наши обезьяноподобные предки, став еще в лесу двуногими, обретя свободные руки, прибавив в разуме и т.д., стали однажды выходить из тесного леса в открытую степь, где их ожидали качественно новые возможности и великие преобразования.  Поначалу хотя бы из простого и совершенно естественного любопытства, присущего зверям вообще: посмотреть, что там за горизонтом. Ну, а дальше – больше.

Не надо думать только, что вышли из родного и привычного для жизни дождевого леса (с его роскошными фруктами!) вдруг и сразу. Этот великий эволюционный процесс осуществлялся во времени постепенно, плавно (поначалу, как говорится, шаг вперед, два шага назад) через достаточно широкий лесо-степной переход, сопровождаясь приобретением на этом пути все новых морфологических и эколого-физиологических адаптаций к новой среде обитания.

В степных условиях человек стал с течением времени универсальным и всеобъемлющим хищником, каких еще не было в истории биосферы. И в этой связи особенно следует выделить кардинальную  проблему терморегуляции. Охота наших далеких предков на крупных млекопитающих, длительное их преследование в беге, несомненно, сопровождались  значительным увеличением физической нагрузки, что вызывало опасное перегревание организма в довольно жарком климате. Эта проблема была, как известно, достаточно эффективно решена путем редукции волосяного покрова и значительного (в сравнении с другими млекопитающими) увеличения количества и функции кожных потовых желез.

Но при этом возникла другая и не менее серьезная проблема: сильно возросшие потери с потом хлорида натрия вызвали его острый дефицит в организме. С высокой степенью вероятности решению этой проблемы мог способствовать в степных условиях (наряду с увеличением в пищевом рационе доли продуктов животного происхождения) свободный доступ к непосредственным природным источникам хлорида натрия в кристаллическом виде или в водном растворе.

Возможно, один из самых первых способов поисков природной соли заключался именно в том, чтобы идти по следам копытных животных. В конце концов, эти следы приводили к соленым камням-лизунцам, соленым водоемам, солонцам и солянкам или еще к каким-то источникам соли. Очень даже вероятно, что именно здесь, на самых ранних этапах антропогенеза, наши древнейшие предки впервые могли познакомиться с кристаллической солью, которая теперь у всех у нас на столе.

Антропогенез неотделим от солевого фактора. В степи же человек, образно говоря, нашел и хлеб, и соль. По многим основаниям, степным просторам суждено было сыграть выдающуюся роль не только в истории биосферы. И не только в судьбах человеческой цивилизации. Но и прежде всего в истории самого антропогенеза. Человечество, если иметь в виду род Homo, сформировалось не где-нибудь, а именно на необозримых степных просторах. В условиях дождевого тропического леса для эволюции в этом направлении не было никакой перспективы. Уже по причине присущей этой формации хронического солевого дефицита.

И если дождевой тропический лес – колыбель человечества, то степь – его alma mater.

*****

Ныне солонка у всех - на кухонном столе. Несолёная или даже недосоленная пища (будь она безупречна во всех других отношениях) вызывает у нас какое-то неудовлетворение, и наша рука тотчас, подсознательно (!) тянется к солонке. Великий смысл, великое таинство всей человеческой истории кроются в этом рефлекторном движении…