Эволюция человеческого голоса
Эволюция видов, эволюция человека – это шестеренка, вращающаяся только в одном направлении. Обратного хода нет.
Многие палеоантропологи представляют нам одиссею эволюции как логическую последовательность перехода от передвижения на четырех ногах человекообразной обезьяны до передвижения на двух Homo sapiens, подчеркивая, что смена древесного образа жизни на существование на земле потребовала вертикального положения на двух ногах. Однако другие исследователи, например сэр Артур Кейт, считают, что передвижение на двух ногах существовало еще в период жизни на деревьях. Но, в сущности, это не имеет значения, во всяком случае вертикальное положение позволило развиться головному мозгу, членораздельной речи, а значит, формированию голоса.
Homo erectus
Различные гипотезы о происхождении речи у Homo erectus сводятся к тому, что гортань у человека прямоходящего анатомически напоминала гортань младенца. Вскоре кора его головного мозга обрела специфические зоны, ответственные за речь: зона Брока и зона Вернике. У шимпанзе эти зоны не выражены, основное развитие получила лимбическая система, запускающая реакции, которые обеспечивают адекватное приспособление организма к внешней среде. Стимуляция лимбической системы у человека приводит не к воспроизведению членораздельной речи, а вызывает крики и звуки.
Итак, Homo erectus, без сомнения, обладал зачатками специфически человеческой речи и мог выговаривать коротенькие слова, однако артикуляция и осмысление были явно замедленны, особенно если принять во внимание соотношение размера мозга и отпечатка его коры на внутренней поверхности свода черепа у различных особей, останки которых найдены в Африке. Эти отпечатки позволяют говорить о наличии речевых центров: Homo erectus говорил!
Надо принять во внимание еще один факт. К двенадцати годам Homo erectus становился взрослым, а к тридцати годам умирал. Образцы останков, свидетельствующие о более значительном возрасте, встречаются крайне редко. Еще реже встречаются останки женщин с остеопорозом. Из этого следует, что время ученичества коротко, но вполне достаточно. Благодаря своему голосу Homo erectus формулирует категорические и абстрактные суждения. Опираясь на собственный опыт, он изобретает новые слова, новые понятия и овладевает членораздельной речью. В 1912 году Корбиниан Бродман провел сравнительное изучение лобной коры головного мозга, показавшее, что у кошки на долю голоса приходится 3,5 % мозга, у шимпанзе – 17 %, а у человека – 30 %. При этом не стоит забывать, что лобные доли мозга отвечают за принятие решений. Но приобретение навыков речи связано с нашим мозгом в целом, и процесс этот отличается от приобретения голоса.
Начав жить дольше, он развил свой голос
Проходят тысячелетия, человек начинает жить дольше, долгая жизнь позволяет развиться голосу и интеллекту. В самом деле, если обратиться к ученым последнего тысячелетия, они ответят, что вплоть до наших дней устная коммуникация, переведенная в письменную форму, стала проводником передачи знаний, позволивших человечеству двигаться вперед в своем развитии. В большинстве своем фундаментальные открытия делают исследователи в возрасте за тридцать. Будучи в расцвете сил и наработав определенный опыт, они передают свои знания более молодым. Студенты в возрасте двадцати лет и далее получают теоретические знания от профессоров, возраст которых колеблется между четырьмя и пятью десятками лет. Организация образования, передачи знаний существует прежде всего в устной форме, свидетельствуя о важности такого бесценного дара, как голос.
Вот уже несколько тысячелетий, как нашим «интеллектуальным пером» является голос. Голос придает форму мысли, при помощи голоса мысль находит свое выражение. Посредством голоса и мысли мы приобретаем знания, совершаем открытия в области науки, искусства и философии. Это эффект снежного кома, когда и комок, и снег участвуют в процессе и роста, и эволюции.
В 1859 году Чарльз Дарвин, изучая сравнительную анатомию человекообразных обезьян, обнаружил, что на эволюционной линейке человек не является отдельно взятым существом, а стоит в одном ряду с приматами. Человек не является центром мироздания. Он лишь последнее звено в эволюционной цепи. Подобным образом польский каноник Николай Коперник в 1543 году лишил планету Земля ее центрального положения в нашем мироздании. В опубликованной им работе «О вращении небесных сфер» он развил гелиоцентрическую систему нашей Вселенной, тогда как до него центром «мира» считалась Земля. Столь привлекательная для нас геоцентрическая модель прекрасно согласовалась с нашим образом пирамидального мышления. Два тысячелетия уверенности в устройстве мира оказались под вопросом. Однако Коперник тоже ошибается, так как для него небесным центром является Солнце, а Земля – одной из планет, каких много.
Итак, на протяжении трех столетий человеческая мысль совершает два переворота в сознании. Николай Коперник, математик и астроном XVI в., выстраивает гелиоцентрическую модель Вселенной взамен геоцентрической. Спустя триста лет Чарльз Дарвин, антрополог середины XIX века, утверждает, что человек всего лишь один из видов млекопитающих.
Гипотеза о прямой связи человека и обезьяны не представляется правдоподобной. Точнее было бы рассматривать их как кузенов, имеющих общего предка, о чем говорят аргументы, приводимые в недавно выдвинутой теории молекулярных часов ДНК. В 1927 году Генри Фэрфилд Осборн, директор Американского музея естественной истории, выступил в поддержку двух различных филогенетических деревьев для двух видов приматов. Он явно предчувствовал открытие ДНК и ее мутаций.
«Бутылочное горлышко эволюции»
Человек выжил благодаря естественному отбору: он сумел научиться убегать от хищников и гарантировать производство потомства. Приобретением, наиболее полезным для обитания в саванне, для человека стала членораздельная речь. У льва, ягуара и зебры четыре ноги, потому что такое анатомическое строение дает возможность превосходно сохранять равновесие и быстро передвигаться, а также потому, что эти животные прекрасно укладываются в схему эволюции. Эта схема существует, и начинается она с рыб, у которых четыре плавника, далее следуют амфибии, саламандры и лягушки, рептилии, крокодилы, ящерицы и, наконец, млекопитающие, у которых тоже четыре ноги. Подобно Homo sapiens, по пять пальцев на верхних конечностях имеют китообразные, киты и дельфины. Однако человек – единственное прямоходящее млекопитающее с потрясающе развитым мозгом.
Естественный отбор привел нас к Homo sapiens. Но теперь необходимо добавить еще одно понятие – понятие «бутылочного горлышка эволюции», с помощью которого мы попытаемся объяснить, почему все люди на нашей планете владеют речью. Это открытие современной науки является решающим для понимания того, как возникли человеческий голос, членораздельная речь и пять тысяч языков, что существуют на нашей планете.
Приматы
Вследствие мутаций ДНК вид обретает генетическое разнообразие. Его генетическое удостоверение личности, или генотип, модифицируется, и в результате происходят изменения во внешнем виде или в фенотипе. Исходная популяция похожа на мутанта, как, например, шимпанзе на человека. При условии, что в результате мутации появляется новый вид, этот вид может стать «суперхищником». Хищник завоевывает себе нишу, заселяет ее и захватывает планету, а иногда даже может уничтожить вид, от которого он произошел. Это теория «бутылочного горлышка».
«Бутылочное горлышко» может оказаться вторичным по сравнению с климатическими влияниями, ибо климат вполне способен выступать в роли «верховного хищника». В ледниковый период люди выжили благодаря умению строить укрытия, разводить огонь, мастерить одежду. Благодаря высоким адаптивным способностям человек так широко распространился по планете. В наши дни насчитывается 185 видов приматов, от маленького лемура, весящего 80 г и ростом с ваш большой палец, до гориллы, весящей 150 кг и ростом 1 м 80 см. Человек – единственный примат, способный жить в любом климате, в любых условиях. Другим приматам нужны леса, заросли, влажные джунгли или саванны Африки, Мадагаскара или Индии. Своей способностью выживать человек обязан не только вертикальному положению и бипедии, высвободившей ему руки, но также фронтальному расположению глаз, то есть бинокулярному зрению, возможности видеть объемное изображение, вертикальному расположению грудной клетки, шеи и головы, позволившему свободное пространственное развитие головного мозга в черепной коробке, а также адаптации к членораздельной речи его нижнечелюстных суставов и зубного ряда верхней челюсти. Приматы не единственные, кто обладает фронтальным зрением. Таким же зрением обладают кошки, совы и орлы.
65 млн лет назад с нашей планеты исчезли динозавры. Им на смену пришли приматы и превратили нашу планету в «планету обезьян». Термин «приматы» изобретен Карлом Линнеем. По-латыни он означает «первый». Линней, ученый XVIII столетия, характеризует человека как первое творение, появившееся на Земле. На самом деле это совсем не так! Третичный период характеризуется широким распространением обезьян, в том числе и человекообразных. Сначала появились полуобезьяны, и среди них долгопяты и лемуры, затем разные виды обезьян: проконсул, бабуины, орангутаны и, наконец, гориллы. 23 млн лет назад эволюция млекопитающих основательно замедлилась. Планета стала остывать. «Бутылочные горлышки» климата благоприятствуют одним приматам, но неблагоприятны для других. Спустя немного времени, 17 млн лет тому назад, климат начинает улучшаться, Земля согревается. Разнообразие видов млекопитающих поражает воображение. На самом верху – хвостатые и бесхвостые обезьяны, а вскоре к ним присоединяется человек. В саванне обитают тысячи различных видов. Поверхность суши все больше зависит от миграции континентов, от понижения уровня моря. Образуются озера. Растительный мир впечатляет своей роскошью. Животные, рыбы, рептилии, амфибии, птицы, млекопитающие наземные и морские… имя им легион. Не за горами появление Homo sapiens.
Периодическое похолодание замедляет процесс эволюции приматов. 15–16 млн лет назад, затем 5,3 млн лет назад и, наконец, 4,5 млн лет назад наша планета переживает ледниковые периоды. Однако эти периоды удивительным образом благоприятствуют появлению травоядных, гоминидов и некоторых семейств приматов. Новый отряд, именуемый приматами, отличается развитой черепной коробкой и, ipso facto, мозгом. Приматы эволюционируют, образуются различные подотряды. Первый подотряд разовьется в гиббонов (Hylobatidae), второй – в орангутанов (Pongidae), в третьем окажется семейство горилл, шимпанзе, бонобо (карликовые шимпанзе) и, наконец, Homo sapiens (гоминиды).
Основной переход от обезьяны к человеку произошел, скорее всего, 5–10 млн лет тому назад. В это время у нас был общий предок. Результаты исследований ДНК ископаемых остатков позволили нам заглянуть в этот доисторический период. Род проконсулов, появившийся 20 млн лет назад, постепенно эволюционировал в гоминидов. Первым бесспорным свидетельством бипедии стало обнаружение в Танзании на вулканическом пепле отпечатка, возраст которого определяется примерно в 3,7 млн лет. Как возникло прямохождение на двух ногах? Загадка до сих пор не имеет решения. Но, как мы увидим, рассматривая развитие мозга, именно данный фактор стал главным в эволюции человека. В 1980-е годы Ив Коппенс выдвинул теорию, связавшую влияние климата и географического положения на эволюцию, на происхождение человека и человекообразных обезьян, – East Side Story. 7 млн лет назад экваториальные и тропические леса Африки пережили подземный толчок, изменивший лицо мира: образовался рифт. Эта гористая преграда создала климатическую и территориальную преграду. Облака больше не могли перебраться через горную гряду. Восточная часть Африки стала иссушаться. Западная часть Африки, напротив, оказалась в благоприятном климате со сменой сезонов, переживая сезон дождей и сезон муссонов. Первые гоминиды приспособились к переменам погоды. Впрочем, человек и сам претерпевал изменения, эволюционируя от австралопитека в сторону Homo sapiens.
Человек носит в себе историю эволюции своего голоса: его челюсть происходит от первых зубастых рыб, живших 350 млн лет назад. Вспомните: в воде уже плавали акулы! Его среднее и внутреннее ухо ведет свое происхождение от рептилий, у которых не было внешних ушей. Его волосяной покров и слуховой аппарат (внешнее ухо, среднее и внутреннее ухо) появляются только у первых млекопитающих. Наконец он с невероятной быстротой осваивает прямохождение, которое примерно 5 млн лет назад дало толчок к развитию его мозга, формированию входа в гортань и голосового аппарата.
При равном весе тела мозг современного человека в три раза больше мозга человекообразной обезьяны. Но так было не всегда.
Мозг австралопитека (5,5–2,5 млн лет назад), человека саванны, весил 400 г, мозг Homo habilis (2,5–1,5 млн лет назад) – 600 г, мозг Homo ergaster (2–1 млн лет назад) – 800 г, мозг Homo erectus (1–0,4 млн лет) – 900 г, мозг Homo sapiens (за 0,3 млн лет до наших дней) – 1400 г. Эта церебральная гипертрофия, возникшая в процессе эволюции, наделила человека даром речи. В самом деле, неокортекс, область, отвечающая за речь, развивается просто потрясающе.
О том, что австралопитек производил звуки речи, мы знаем благодаря слепкам внутреннего пространства черепных коробок, где на поверхности черепного свода сформировался негативный отпечаток мозга. Но вот что удивительно! Становится заметна асимметрия правой и левой долей, более выраженная у Homo sapiens, чем у австралопитека. Правый мозг должен позволять анализировать структуру пространства, распознавать объекты и управлять информацией, подобно обертонам в музыке. Левая часть мозга – картезианская, математическая, аналитическая. Венозное кровообращение головного мозга с участием менингеальных вен, также оставивших отпечаток на черепной коробке, больше развито у Homo habilis, чем у австралопитека, особенно в лобных, височных и теменных долях, что свидетельствует о существенном развитии функции, замысла, воспроизведения и понимания речи и слов, которые обеспечиваются работой центров Брока и Вернике, расположенных в доминантном полушарии. Следовательно, есть основания сделать вывод, что уже 5 млн лет назад существовали предпосылки для появления голоса.
Как он разговаривал? Как велик был его словарный запас? Изучение племен Новой Гвинеи, по-прежнему живущих в каменном веке, для которых все еще имеет значение культ огня, позволило выдвинуть вполне обоснованную гипотезу. Словарь этих племен состоит из шести тысяч слов, и часто аборигены, подзывая друг друга, издают звуки, напоминающие урчание. Между тем в их представлениях имеется понятие сакрального, а поведенческое сознание вытеснено присущим человеку сознанием абстрактным. Речь способствовала созданию первых человеческих цивилизаций. Но, чтобы реализовать речь, языку голосовых жестов требуется синтаксис и семантическая структура слов и фраз. Прямохождение позволило принять вертикальное направление самому важному элементу: затылочной кости, или сочленению между позвоночником и основанием черепа. Это одна из специфических особенностей анатомии человека, повлекшая за собой особое развитие некоторых областей мозга, ответственных за развитие человека, каким мы видим его сейчас, а главное, за развитие речи. Положение шейного отдела позвоночника по отношению к затылочной кости у обезьяны составляет 45°. У человека оно составляет 90° – этот фактор является основополагающим. Череп словно стоит на позвоночнике. После этого гортани остается просто опуститься в область шеи и занять свое окончательное место на уровне пятого шейного позвонка. Таким образом, становится возможным согласованное развитие резонаторных полостей на уровне головы и шеи.
Благодаря речевой артикуляции человек произносит узнаваемые гласные звуки, вне зависимости от языка, на котором он говорит
Муляж резонаторной полости шимпанзе показывает, что из-за своих малых размеров она не позволяет животному воспроизводить гласные звуки. Разница расстояния между голосовыми складками и зубами, разница в объеме и поверхности не только голосовой трубы, но и резонаторных полостей показывают, что только человек, примат из приматов, обладает членораздельной речью. Благодаря исследованию Джеффри Лайтмана установлено, что неандерталец мог произносить ограниченное число гласных: а-и-у. Плоское основание черепа и вытянутая нижняя челюсть позволяют сделать вывод, что язык неандертальца был очень беден гласными, а гортань располагалась очень высоко. Однако кардинальное значение имеет маленькая косточка, затерявшаяся среди внутренних органов шеи. Это подъязычная кость. Она поддерживает мясистые мышцы языка. В 1983 году такая косточка была обнаружена среди останков неандертальца, найденных в Израиле, в пещере Кебара на западном склоне горы Кармель, что свидетельствует об эволюции речевого аппарата. Там же нашли захоронения и символические предметы, свидетельствовавшие о зачатках верований. Так, значит, эти находки свидетельствуют, что человеческий голос уже встал на службу абстрактного мышления, на службу религии? Следовательно, эволюция голоса происходит в динамике и посредством мутации, относящейся не только к мозгу, но и к механизму образования голоса.
У Homo habilis гортань расположена высоко в шее, оформленные голосовые звуки очень короткие. Однако голос существует, и об этом свидетельствует церебральный отпечаток зоны Брока на костных элементах черепной коробки.
Только у Homo erectus, то есть 450 000 лет назад, развился недурной человеческий голос. Основание черепа покоится на шейном отделе позвоночника под углом 90°. Гортань расположена на среднем уровне шейного отдела позвоночника. Ротоглоточная полость приспосабливается к членораздельной речи. В 1971 году в местечке Таутавель в Восточных Пиренеях был найден таутавельский человек. У него плоский лоб, широкое лицо и мозг объемом 1200 см3. Его нижние челюсти свидетельствуют, что на костном уровне развитые внутренние утолщения, разраставшиеся и ограничивавшие движения языка, здесь не столь велики, как у Homo habilis. У языка больше места в ротовой полости, а следовательно, он более подвижен и может больше выгибаться назад, чтобы воспроизводить различные гласные, являющиеся опорными звуками членораздельной речи.
Однако возникает вопрос. Что было прежде, чем человек заговорил, прежде, чем наш голос стал уникальным средством коммуникации? Был мир сигналов, мир знаков, утверждает Борис Цирюльник. Например, для крошечного муравья простая ароматическая молекула – грозный сигнал, о котором надо информировать всю колонию. Передача сигналов для муравьев служит залогом выживания. Она записана в их генетическом коде. Думается, что о человеке можно сказать, что его голос, его язык необходимы для его выживания. Мысль превратила человека в Homo sapiens, неизбежная эволюция которого сделала из него самое изобретательное существо на нашей планете. Действительно, если сравнить человека с лососем, который всегда возвращается к своим истокам, природа побуждает человека открывать новые миры.
Однажды человек сделал решающий шаг на пути произнесения членораздельных звуков: он заговорил
Хотя наши резонаторные полости играют ведущую роль в регулировании силы нашего голоса, его тембра и высоты, в формировании нашего голосового отпечатка, главная роль резонаторов в жизни человека – это воспроизводство членораздельной речи.
Прежде всего надо создать место для резонаторной полости. Надо создать для нее структуру, на одних участках инертную, чтобы наши анатомические ориентиры были постоянны, и упругую на других участках, чтобы могло возникнуть волнообразное движение. Человек в отличие от примата может говорить, однако с формальной точки зрения лишь потому, что его гортань опустилась в шею. Впечатляющая миграция гортани на 7–8 см вниз, последовавшая за принятием Homo sapiens вертикального положения, является кофактором, необходимым для образования человеческого голоса; другим кофактором является, разумеется, мозг.
Но всегда ли гортань была расположена на уровне пятого шейного позвонка? Разумеется, нет. Младенец до восемнадцати месяцев может беспрепятственно сосать и дышать одновременно. Он ведет себя так же, как человекообразные обезьяны и все те млекопитающие, что способны пить и дышать одновременно на протяжении всей своей жизни. Так, лев, газель или пантера, стремясь как можно скорее утолить жажду, при этом продолжают насыщаться кислородом, а потому могут резко сорваться с места и убежать от хищника.
Между первым и восемнадцатым месяцем гортань младенца опускается с уровня второго шейного позвонка до уровня пятого. Теперь младенец может либо пить, либо дышать, но оба действия одновременно совершать уже не может. У него формируется резонаторная полость, позволяющая ему развивать членораздельную речь. Обезьяна не сможет сделать этот шаг вперед на пути эволюции, потому что ее гортань по-прежнему расположена высоко. Местоположение гортани отличает нас от других приматов. Разумеется, основное значение имеет размер мозга. Но именно совокупность факторов, явивших собой волшебство эволюции, гармонично сформировавшей все наше тело, генетическая связь, вторичная по отношению к прогрессивным мутациям ДНК, стали создателями членораздельной речи: человеческого голоса. Однажды человек сделал решающий шаг на пути произнесения членораздельных звуков. Он не говорил. Но вдруг заговорил. Его язык резко отличался от ворчанья обезьян. С помощью радиотелескопического исследования доказали, что младенец дышит, глотает и издает звуки таким же образом, как и шимпанзе.
В результате поразительных находок, сделанных при раскопках в XX веке, и в частности в ущелье Олдувай в Танзании, африканском уголке, где с наибольшим успехом ведутся поиски наших корней, Луису Лики и Иву Коппенсу удалось обнаружить первые свидетельства появления человеческого голоса. Принимая во внимание форму черепа, отпечатки, оставленные мозгом на внутреннем своде черепной коробки, говорят о том, что угол между черепом и шейными позвонками и резонаторная полость позволяли образование речи и артикуляцию гласных, что означает, что более 3 млн лет назад человек мог говорить. Как точно заметил Джеффри Лайтман, самым важным этапом эволюции Homo erectus помимо мозга, несомненно, явилось формирование резонаторов.
Если бы можно было отправить машину времени в прошлое, мы бы могли наблюдать, как 15 млн лет назад самые первые приматы общались посредством урчания, воплей и криков. Длинные голосовые складки шимпанзе выгнуты так же, как у человека, но в меньшей степени. Глотка шимпанзе приспособлена прежде всего для дыхания и в меньшей степени – для общения. В процессе эволюции голосовое общение отшлифовало структуру голосового инструмента. На вершине эволюции органов гортани находится гортань человека. Его голосовые складки длинные, изогнутые, но их вибрационные края маленькие и нежные, а их трение напоминает движение смычка по струне скрипки. Только у человека эпителий голосовых складок имеет три слоя. Его голосовые складки обладают голосовым диапазоном, способным дойти до трех октав. Расширение грудной клетки, эластичность реберного аппарата дают возможность контролировать выдох и способность накапливать значительное количество воздуха, чтобы получился как можно более звучный голос.
В доисторическом мире человек постоянно пребывал в поисках пищи, бегал по суше, его язык совершенствовался. Племенные вожди управляли посредством голоса. У самцов властный голос. Не могу утверждать, что эволюционировало первым: гортань или мозг, но есть основания полагать, что эта эволюция произошла синхронно во всех анатомических образованиях, которые мы описали. Ряд образований присущ только человеку, будь то опускание гортани, формирование мясистых губ, валики которых смотрят наружу, формирование собственного эпителиального слоя у голосовых складок, специальных участков мозга, таких как центр Брока и центр Вернике… В этой эволюции человек является всего лишь говорящим звеном класса млекопитающих. Интеллект, способность к адаптации, произнесение гласных являются необходимыми составляющими эволюции языка.
Потребует ли язык завтрашнего дня иных форм речевой деятельности, всегда ли в основе этой деятельности будет находиться человеческий голос? Станет ли телепатия новым средством коммуникации? Является ли человек первым звеном вида Homo vocalis?