Управление огнем древними людьми было важнейшей технологией, обеспечившей эволюцию людей . Огонь был источником тепла и освещения , защитой от хищников (особенно ночью), способом создания более совершенных орудий охоты и способом приготовления пищи. Эти культурные достижения способствовали географическому расселению людей , культурным инновациям и изменениям в рационе и поведении. Кроме того, разведение огня позволило человеческой деятельности продолжаться в темные и холодные часы вечера.
Утверждения о самых ранних окончательных доказательствах контроля огня представителем Homo датируются периодом от 1,7 до 2,0 миллионов лет назад ( Mya ). [1] Доказательства того, что «микроскопические следы древесной золы» как контролируемое использование огня Homo erectus началось примерно 1 миллион лет назад, имеют широкую научную поддержку. [2] [3] Некоторые из самых ранних известных следов контролируемого огня были найдены на мосту Дочерей Иакова в Израиле и датированы ~790 000 лет назад. [4] [5] На этом месте археологи также нашли самые древние вероятные доказательства контролируемого использования огня для приготовления пищи ~780 000 лет назад. [6] [7] Однако некоторые исследования предполагают, что приготовление пищи началось ~1,8 миллиона лет назад. [8] [9] [ необходимо разъяснение ]
Кремневые лезвия, обожженные в кострах примерно 300 000 лет назад, были найдены рядом с окаменелостями раннего, но не совсем современного Homo sapiens в Марокко . [10] Огонь регулярно и систематически использовался ранними современными людьми для термической обработки силкритового камня с целью увеличения его способности к раскалыванию для изготовления орудий труда примерно 164 000 лет назад в южноафриканском местечке Пиннакл-Пойнт . [11] Свидетельства широко распространенного контроля над огнем анатомически современными людьми датируются примерно 125 000 лет назад. [12]
Использование и контроль огня были постепенным процессом, проходящим через более чем одну стадию. Одной из них было изменение среды обитания, от густого леса, где лесные пожары были редки, но от них было трудно укрыться, к саванне (смешанная трава/лесная местность), где лесные пожары были обычным явлением, но в них было легче выжить. Такое изменение могло произойти около 3 миллионов лет назад, когда саванна расширилась в Восточной Африке из-за более прохладного и сухого климата. [13] [14]
Следующий этап включал взаимодействие с выжженными ландшафтами и поиск пищи в результате лесных пожаров, что наблюдалось у различных диких животных. [13] [14] В африканской саванне к животным, которые предпочитают искать пищу в недавно выжженных районах, относятся саванновые шимпанзе (разновидность Pan troglodytes verus ), [13] [15] зеленые мартышки ( Cercopithecus aethiops ) [16] и различные птицы, некоторые из которых также охотятся на насекомых и мелких позвоночных в результате травяных пожаров. [15] [17]
Следующим шагом будет использование остаточных горячих точек, которые возникают после лесных пожаров. Например, продукты, найденные после лесных пожаров, как правило, либо сгоревшие, либо недоваренные. Это могло бы побудить размещать недоваренные продукты на горячей точке или вытаскивать еду из огня, если она могла сгореть. Это потребовало бы знакомства с огнем и его поведением. [18] [14]
Ранним шагом в контроле над огнем было бы перемещение его из сожженных в несгоревшие области и разжигание их, что давало бы преимущества в получении пищи. [14] Поддержание огня в течение длительного периода времени, например, в течение сезона (например, сухого сезона), могло привести к развитию базовых лагерей. Строительство очага или другого огневого ограждения, такого как круг из камней, было бы более поздним развитием. [19] Способность разводить огонь, как правило, с помощью фрикционного устройства, в котором твердая древесина трётся о мягкую (как в лучковом сверле ), была более поздним развитием. [13]
Каждая из этих стадий может происходить с разной интенсивностью, от случайной или « оппортунистической » до «привычной» и «обязательной» (невозможности выжить без нее). [14] [19]
Большинство доказательств контролируемого использования огня в эпоху нижнего палеолита являются неопределенными и имеют ограниченную научную поддержку. [3] Некоторые доказательства неубедительны, поскольку существуют другие правдоподобные объяснения, такие как естественные процессы, для этих результатов. [1] Результаты подтверждают, что самое раннее известное контролируемое использование огня имело место в пещере Вандерверк , Южная Африка , 1,0 млн лет назад. [3] [20]
Находки из Wonderwerk предоставляют самые ранние доказательства контролируемого использования огня. Нетронутые отложения были проанализированы с помощью микроморфологического анализа. Фурье-преобразующая инфракрасная микроскопия (mFTIR) дала доказательства в виде сожженных костей и пепельных остатков растений, что сжигание имело место на этом месте 1,0 млн лет назад. [3]
Восточноафриканские памятники, такие как Чесованджа около озера Баринго , Кооби Фора и Олоргесайли в Кении , демонстрируют возможные доказательства того, что огонь контролировался ранними людьми. [1] В Чесовандже археологи обнаружили обломки красной глины , датированные 1,4 млн лет назад. Эти обломки, должно быть, нагревались до 400 °C (750 °F) для затвердевания. Однако пни деревьев, сожженные в лесных пожарах в Восточной Африке, производят обломки, которые, будучи разрушенными эрозией, похожи на те, что описаны в Чесовандже. Контролируемое использование огня в Чесовандже не доказано. [1]
В Кооби Фора, места показывают доказательства контроля огня Homo erectus 1,5 млн лет назад с находками покрасневших осадков, которые могли образоваться в результате нагревания при 200–400 °C (400–750 °F). [1] Доказательства возможного контроля огня человеком, найденные в Сварткрансе , Южная Африка, [21] включают обожженные кости, в том числе с порезами, нанесенными гомининами, а также ашельские и костяные орудия. [1] Это место показывает некоторые из самых ранних свидетельств плотоядного поведения у H. erectus . «Очагообразное углубление», которое могло использоваться для сжигания костей, было найдено в Олоргесайли, Кения. Однако оно не содержало древесного угля , и никаких признаков огня не наблюдалось. Было найдено некоторое количество микроскопического древесного угля, но он мог образоваться в результате естественного лесного пожара. [1]
В Гадебе , Эфиопия , в местности 8E были обнаружены фрагменты сваренного туфа , которые, по-видимому, были обожжены, но повторный обжиг пород мог произойти из-за местной вулканической активности. [1]
В долине реки Средний Аваш были обнаружены конусообразные углубления из красноватой глины, которые могли образоваться при температуре 200 °C (400 °F). Эти особенности, которые, как считалось, были созданы путем сжигания пней деревьев, были выдвинуты гипотезой, что ранние гоминиды поджигали пни деревьев, чтобы иметь возможность разводить огонь вдали от места своего обитания. Однако эта точка зрения не получила широкого признания. [1] Обожженные камни были найдены в долине Аваш, но в этом районе обнаружен вулканический спаянный туф, что могло бы объяснить наличие обожженных камней. [1]
Обожженные кремни, обнаруженные около Джебель-Ирхуда , Марокко, датированные термолюминесценцией примерно в 300 000 лет, были обнаружены в том же осадочном слое, что и черепа ранних Homo sapiens. Палеоантрополог Жан-Жак Юблен полагает, что кремни использовались в качестве наконечников копий и оставлялись в кострах, которые древние люди использовали для приготовления пищи. [10]
В Сихоуду в провинции Шаньси , Китай , черные, синие и серо-зеленые пятна на костях млекопитающих, найденных на этом месте, иллюстрируют свидетельства сжигания ранними гоминидами. В 1985 году на параллельном месте в Китае, Юаньмоу в провинции Юньнань , археологи обнаружили почерневшие кости млекопитающих, которые датируются 1,7 млн лет назад. [1]
Утверждается, что место на мосту Бнот Яаков в Израиле демонстрирует, что H. erectus или H. ergaster контролировали пожары между 790 000 и 690 000 лет до нашей эры . [22] Спектроскопия с использованием искусственного интеллекта помогла исследователям обнаружить доказательства использования огня для датирования 800 000 и 1 миллион лет назад. [23] В статье, опубликованной в июне 2022 года, [24] исследователи из Института науки Вейцмана вместе с исследователями из Университета Торонто и Еврейского университета в Иерусалиме описали использование моделей глубокого обучения для анализа теплового воздействия 26 кремневых орудий, найденных в 1970-х годах в карьере Эврон на северо-западе Израиля. Результаты показали, что орудия были нагреты до 600 °C. [23]
В Триниле , Ява , обожженная древесина была обнаружена в слоях, содержащих окаменелости H. erectus ( яванский человек ), датируемые периодом от 830 000 до 500 000 лет до нашей эры. [1] Было заявлено, что обожженная древесина указывает на использование огня ранними гоминидами.
В Пещере Очагов в Южной Африке имеются следы горения, датируемые периодом от 700 000 до 200 000 лет до н.э., как и в других местах, таких как пещера Монтегю (от 200 000 до 58 000 лет до н.э.) и устье реки Класиес (от 130 000 до 120 000 лет до н.э.) [1] .
Убедительные доказательства получены из водопадов Каламбо в Замбии , где были обнаружены несколько артефактов, связанных с использованием огня людьми, включая обугленные бревна, древесный уголь, обугленные стебли травы и растения, а также деревянные орудия, которые могли быть закалены огнем. Место было датировано с помощью радиоуглеродного датирования 180 000 лет до н.э. с помощью рацемизации аминокислот . [1]
Огонь использовался для термической обработки силкритовых камней , чтобы повысить их обрабатываемость перед тем, как они были обработаны в орудия труда в культуре Стиллбей в Южной Африке. [25] [26] [27] Эти стоянки Стиллбей датируются периодом от 164 000 до 72 000 лет назад, а термическая обработка камня началась примерно 164 000 лет назад. [25]
Доказательства из пещеры Чжоукоудянь в Китае предполагают контроль над огнем уже в 460 000–230 000 лет до нашей эры. [12] Пожар в Чжоукоудяне предполагается по наличию сожженных костей, сожженных каменных артефактов, древесного угля, золы и очагов рядом с окаменелостями H. erectus в слое 10, самом раннем археологическом горизонте на этом месте. [1] [28] Эти доказательства получены из Местонахождения 1, также известного как местонахождение пекинского человека , где было обнаружено несколько костей, которые были равномерно черными или серыми. Было установлено, что экстракты костей характерны для сожженной кости, а не для марганцевых пятен. Эти остатки также показали ИК-спектры для оксидов, и бирюзовая кость была воспроизведена в лаборатории путем нагревания некоторых других костей, найденных в слое 10. Тот же эффект мог быть на месте из-за естественного нагрева, поскольку эффект был произведен на белые, желтые и черные кости. [28]
Слой 10 представляет собой золу с биологически произведенным кремнием, алюминием, железом и калием, но остатки древесной золы, такие как кремнистые агрегаты, отсутствуют. Среди них возможные очаги, «представленные тонкослоистым илом и глиной, переслаивающимися с красновато-коричневыми и желто-коричневыми фрагментами органического вещества, локально смешанными с фрагментами известняка и темно-коричневым тонкослоистым илом, глиной и органическим веществом». [28] Само место не показывает, что в Чжоукоудяне разводили костры, но ассоциация почерневших костей с кварцитовыми артефактами, по крайней мере, показывает, что люди контролировали огонь во времена обитания в пещере Чжоукоудян. [ необходима цитата ]
На амудийской стоянке в пещере Кесем , недалеко от города Кфар-Касим , Израиль, имеются свидетельства регулярного использования огня с 382 000 до 200 000 лет до н. э., в конце нижнего плейстоцена . Было найдено большое количество сожженных костей и умеренно нагретых комков почвы, а следы порезов, обнаруженные на костях, указывают на то, что разделка и разделка добычи происходили вблизи очагов. [29] Кроме того, гоминины, живущие в пещере Кесем, умудрялись нагревать свой кремень до различных температур, прежде чем раскалывать его на различные инструменты. [30]
Самые ранние свидетельства контролируемого использования огня людьми на индийском субконтиненте , датируемые периодом от 50 000 до 55 000 лет назад, обнаружены на археологическом объекте Мейн-Белан, расположенном в долине реки Белан в штате Уттар-Прадеш , Индия . [31]
Несколько памятников в Европе, такие как Торральба и Амброна , Испания, и Сент-Эстев-Жансон , Франция, также показали доказательства использования огня более поздними версиями H. erectus . Самый старый был найден в Англии на месте Бичес Пит , Саффолк ; датирование урановым методом и термолюминесцентное датирование относят использование огня к 415 000 лет до н. э. [32] В Вертессёлёше , Венгрия , хотя древесный уголь не был найден, были обнаружены обожженные кости, датируемые примерно 350 000 лет назад. В Торральбе и Амброне , Испания , были обнаружены такие предметы, как ашельские каменные орудия, останки крупных млекопитающих, таких как вымершие слоны, древесный уголь и древесина. [1] В Терра Амате во Франции есть камин с пеплом (датируется между 380 000 и 230 000 годами до н. э.). В Сен-Эстев-Жансоне во Франции есть свидетельства о пяти очагах и покрасневшей земле в пещере Эскаль; эти очаги датируются 200 000 лет до н. э. [1] Свидетельства о разведении огня датируются по крайней мере средним палеолитом , при этом десятки неандертальских ручных топоров из Франции демонстрируют следы использования и износа , предполагающие, что эти инструменты были высечены минеральным пиритом для получения искр около 50 000 лет назад. [33]
Открытие огня дало ранним гоминидам широкий спектр применения . Его тепло поддерживало их жизнь при низких ночных температурах в более холодных условиях, что позволило им расширить географию от тропического и субтропического климата до умеренных зон. Его пламя отпугивало хищных животных, особенно в темноте. [34]
Огонь также сыграл важную роль в изменении пищевых привычек. Приготовление пищи позволило значительно увеличить потребление мяса и калорий. [34] Вскоре было обнаружено, что мясо также можно сушить и коптить на огне, сохраняя его для постных сезонов. [35] Огонь даже использовался при изготовлении инструментов для охоты и разделки скота. [36] Гоминиды также узнали, что разжигание кустарниковых пожаров для сжигания больших площадей может повысить плодородность земель и очистить местность, что облегчит охоту. [35] [37] Факты свидетельствуют о том, что ранние гоминиды могли загонять и ловить добычу с помощью огня. [ необходима цитата ] Огонь использовался для расчистки пещер перед тем, как жить в них, помогая начать использовать укрытие. [38] Многочисленные применения огня могли привести к появлению специализированных социальных ролей, таких как разделение приготовления пищи и охоты. [39]
Контроль над огнем привел к важным изменениям в поведении человека, его здоровье, расходах энергии и географической экспансии. Гоминиды смогли переселиться в гораздо более холодные регионы, которые ранее были бы непригодны для проживания после потери волос на теле. Доказательства более сложного управления для изменения биомов можно найти еще 200 000–100 000 лет назад как минимум.
Огонь позволил осуществить крупные инновации в производстве инструментов и оружия. Доказательства, датируемые примерно 164 000 лет назад, указывают на то, что ранние люди в Южной Африке в период среднего каменного века использовали огонь для изменения механических свойств материалов инструментов, применяя термическую обработку к мелкозернистой породе, называемой силкритом . [40] Затем нагретые породы закалялись в лезвия в форме полумесяца или наконечники стрел для охоты и разделки добычи. Возможно, это был первый случай, когда лук и стрелы использовались для охоты с дальним ударом. [40] [41]
Огонь использовался при создании произведений искусства. Археологи обнаружили несколько статуй Венеры размером от 1 до 10 дюймов в Европе, датируемых палеолитом , несколько из которых были вырезаны из камня и слоновой кости, другие были сформированы из глины и затем обожжены. Это некоторые из самых ранних образцов керамики . [42] Огонь также широко использовался для создания керамики . Хотя ранее считалось, что гончарное дело началось в неолите около 10 000 лет назад, ученые в Китае обнаружили фрагменты керамики в пещере Сяньрендун , которым было около 20 000 лет. [43] В эпоху неолита и сельскохозяйственной революции около 10 000 лет назад керамика стала гораздо более распространенной и широко распространенной, часто вырезанной и расписанной простыми линейными узорами и геометрическими фигурами. [44]
Огонь был важным фактором в расширении и развитии обществ ранних гоминидов. Одним из последствий огня могла быть социальная стратификация . Способность добывать и использовать огонь могла придавать престиж и социальное положение. [35] Огонь также привел к удлинению дневных занятий и позволил больше заниматься ночными делами. [45] Свидетельства больших очагов указывают на то, что большую часть ночи люди проводили у огня. [46] Возросшее социальное взаимодействие от сбора вокруг огня могло способствовать развитию языка. [45]
Другим эффектом использования огня в сообществах гоминидов было то, что для поддержания огня требовались большие группы, которые работали вместе, находя топливо, распределяя его по огню и снова разжигая его при необходимости. Эти большие группы могли включать пожилых людей, таких как бабушки и дедушки, которые помогали заботиться о детях. В конечном счете, огонь оказал значительное влияние на размер и социальные взаимодействия ранних сообществ гоминидов. [45] [46]
Воздействие искусственного света в более поздние часы дня изменило циркадные ритмы человека , способствуя более продолжительному дню бодрствования. [47] День бодрствования современного человека составляет 16 часов, в то время как многие млекопитающие бодрствуют только в течение половины этого времени. [46] Кроме того, люди больше всего бодрствуют в ранние вечерние часы, в то время как дни других приматов начинаются на рассвете и заканчиваются на закате. Многие из этих поведенческих изменений можно отнести к контролю над огнем и его влиянию на продление светового дня. [46]
Гипотеза кулинарии предполагает, что способность готовить позволила увеличить размер мозга гоминидов с течением времени. Эта идея была впервые высказана Фридрихом Энгельсом в статье « Роль труда в переходе от обезьяны к человеку » и позднее обобщена в книге « И вспыхнуло пламя: как кулинария сделала нас людьми» Ричарда Рэнгема , а затем в книге Сюзанны Геркулано-Хаузел . [48] Критики гипотезы утверждают, что готовка на контролируемом огне была недостаточной для начала тенденции к увеличению размера мозга.
Гипотеза кулинарии подтверждается сравнением питательных веществ в сырой пище с гораздо более легкоусвояемыми питательными веществами в приготовленной пище, как при исследовании потребления белка из сырых и вареных яиц. [49] Ученые обнаружили, что среди нескольких приматов ограничение питания сырой пищей в дневное время ограничивает доступную метаболическую энергию. [50] Род Homo смог преодолеть ограничение, готовя пищу, чтобы сократить время кормления и усваивать больше питательных веществ для удовлетворения растущей потребности в энергии. [51] Кроме того, ученые утверждают, что вид Homo также мог получать питательные вещества, такие как докозагексаеновая кислота из водорослей, которые были особенно полезны и критически важны для эволюции мозга, а детоксикация пищи в процессе кулинарной обработки позволила ранним людям получить доступ к этим ресурсам. [52]
Помимо мозга, другие органы человека также требуют высокого метаболизма . [51] В ходе эволюции человека соотношение массы тела различных органов изменилось, что позволило расширить мозг.
До появления огня рацион гоминидов ограничивался в основном частями растений, состоящими из простых сахаров и углеводов, такими как семена, цветы и мясистые плоды. Такие части растений, как стебли, зрелые листья, увеличенные корни и клубни, были бы недоступны в качестве источника пищи из-за неперевариваемости сырой целлюлозы и крахмала . Однако приготовление пищи сделало крахмалистую и волокнистую пищу съедобной и значительно увеличило разнообразие других продуктов, доступных ранним людям. Продукты, содержащие токсины, включая семена и аналогичные источники углеводов, такие как цианогенные гликозиды, обнаруженные в льняном семени и маниоке , были включены в их рацион, поскольку приготовление пищи делало их нетоксичными. [53]
Приготовление пищи также могло убивать паразитов , уменьшать количество энергии, необходимое для жевания и пищеварения, и высвобождать больше питательных веществ из растений и мяса. Из-за сложности пережевывания сырого мяса и переваривания жестких белков (например, коллагена ) и углеводов, развитие кулинарии послужило эффективным механизмом для эффективной обработки мяса и обеспечения его потребления в больших количествах. Благодаря высокой калорийности и содержанию важных питательных веществ мясо стало основным продуктом в рационе древних людей. [54] Повышая усвояемость, кулинария позволяла гоминидам максимизировать энергию, получаемую от потребления пищи. Исследования показывают, что потребление калорий от приготовления крахмалов улучшается на 12-35% и на 45-78% для белка. В результате увеличения чистого прироста энергии от потребления пищи, выживаемость и репродуктивные показатели гоминид увеличились. [55] Благодаря снижению токсичности пищи и повышению выхода питательных веществ кулинария позволила отлучать от груди в более раннем возрасте, что позволило самкам иметь больше детей. [56] Таким образом, она также способствовала росту населения.
Было высказано предположение, что использование огня для приготовления пищи привело к накоплению токсинов окружающей среды в плаценте, что привело к табу на плацентофагию человека во времена освоения огня. Плацентофагия распространена и у других приматов. [57]
До того, как они стали использовать огонь, у гоминидов были большие премоляры , которые использовались для пережевывания более твердой пищи, такой как крупные семена. Кроме того, из-за формы бугорков коренных зубов предполагается, что рацион был в основном основан на листьях или фруктах. Вероятно, в ответ на употребление приготовленной пищи коренные зубы H. erectus постепенно уменьшались, что говорит о том, что их рацион изменился с более жесткой пищи, такой как хрустящие корнеплоды, на более мягкую приготовленную пищу, такую как мясо. [58] [59] Приготовленная пища дополнительно отобрала дифференциацию их зубов и в конечном итоге привела к уменьшению объема челюсти с множеством более мелких зубов у гоминидов. Сегодня наблюдается меньший объем челюсти и размер зубов у людей по сравнению с другими приматами. [60]
Из-за повышенной усвояемости многих приготовленных продуктов, для получения необходимых питательных веществ требовалось меньше переваривания. В результате желудочно-кишечный тракт и органы пищеварительной системы уменьшились в размерах. Это контрастирует с другими приматами, которым для ферментации длинных углеводных цепей требуется более крупный пищеварительный тракт. Таким образом, люди эволюционировали от больших толстых кишок и трактов, которые наблюдаются у других приматов, к более мелким. [61]
По словам Рэнгема, контроль над огнем позволил гоминидам спать на земле и в пещерах вместо деревьев и привел к тому, что они стали больше времени проводить на земле. Это могло способствовать эволюции прямохождения , поскольку такая способность становилась все более необходимой для человеческой деятельности. [62]
Критики гипотезы утверждают, что, хотя линейное увеличение объема мозга рода Homo наблюдается с течением времени, добавление контроля над огнем и приготовления пищи не добавляет ничего значимого к данным. Такие виды, как H. ergaster, существовали с большим объемом мозга в периоды времени, когда практически не было доказательств использования огня для приготовления пищи. Небольшие различия существуют в размерах мозга H. erectus , датируемых периодами слабых и сильных доказательств использования огня для приготовления пищи. [46] Эксперимент с участием мышей, которых кормили сырым мясом по сравнению с приготовленным, показал, что приготовление мяса не увеличивало количество потребляемых мышами калорий, что привело к выводу исследования о том, что энергетический прирост такой же, если не больше, при диете с сырым мясом, чем с приготовленным мясом. [63] Исследования, подобные этому и другим, привели к критике гипотезы, утверждающей, что увеличение размера человеческого мозга произошло задолго до появления кулинарии из-за перехода от потребления орехов и ягод к потреблению мяса. [64] [65] Другие антропологи утверждают, что данные свидетельствуют о том, что очаги для приготовления пищи начали использоваться всерьез только 250 000 лет до нашей эры, когда по всей Европе и на Ближнем Востоке появились древние очаги, земляные печи, обожженные кости животных и кремень. [66]
Международная группа под руководством Университета Торонто и Еврейского университета выявила самые ранние известные свидетельства использования огня предками человека. Микроскопические следы древесной золы, а также кости животных и каменные орудия были обнаружены в слое, датируемом миллионом лет назад.