В то время я измерял и сравнивал ископаемые и современные черепа по методу, который сегодня называется классической морфометрией, хотя нужно заметить, что он применялся еще до Дарвина и в 1971 году, когда я приступил к исследованиям, уже считался классическим. На человеческом черепе имеется множество различных ясных и значимых реперных точек – это места соединения костей, мускульные отпечатки, отверстие наружного ушного прохода, максимальное расстояние между носовыми отверстиями и т. д. Эти реперные точки используются при промерах черепа: скажем, с помощью подходящего инструмента можно измерить расстояние между носовыми отверстиями, получив максимальную ширину носа, или общую длину черепной коробки от вершины носовых костей до самой дальней точки в середине затылочной кости. Все черепа можно затем сравнить по каждому из этих измерений (признаков) и по каждому признаку получить размах изменчивости. Можно использовать при таком сравнении сами признаки, а можно их вычисленные соотношения, или индексы. Широко используется, например, черепной указатель (или цефальный индекс, cephalic index, CI) – соотношение длины и ширины черепа. Черепной указатель служит базовым критерием удлиненности или, наоборот, расширенности черепа, и в прошедшие два столетия в расистской науке его иногда использовали как меру “примитивности”: расы с удлиненными черепами считались наиболее отсталыми.
Моя диссертация была построена на подобных индексах и соотношениях, но также в ней применялся передовой для того времени многофакторный анализ, при котором большое число измерений (признаков) анализируется совместно, а не по отдельности. Экземпляры сравниваются в гипотетическом многомерном пространстве осей по так называемой статистической дистанции – это нечто вроде индекса, только рассчитанного не по двум признакам, а сразу по многим. Но я понимал, что даже с учетом этой “многомерной” оценки мои измерения не описывают форму черепа во всей ее полноте, особенно когда речь идет об изогнутых и выпуклых поверхностях, очень скудно размеченных измерительными реперами. Особенно явно этот недостаток проявлялся при измерении больших и маленьких черепов из одной и той же популяции. У них по мере увеличения размера (то есть по мере роста человека) менялись относительные пропорции разных частей (так называемая аллометрия), и у меня плохо получалось описать эти изменения с помощью методик 1970-х годов.
Но сегодня в нашем научном арсенале имеется геометрическая морфометрия, позволяющая и наглядно продемонстрировать, и обсчитать трехмерные формы таких сложных объектов, как череп. Для этого нужно отсканировать весь объект целиком на трехмерном сканере и затем на цифровой модели объекта – черепа или челюсти – через равные расстояния расставить виртуальные реперные метки. Такие метки включают сеть первичных реперных точек, на которые накладываются вторичные реперные точки; все они привязаны к традиционной системе промеров. В результате на мониторе появляется сетка точек, отражающая целостную форму того или иного объекта (например, кроманьонского черепа), и похожая сетка отражает другой объект (пусть это будет неандертальский череп), и их можно сравнивать с помощью наложения сеток или по отдельным линиям – линия за линией.
Примерно вот как это работает: программы геометрической морфометрии масштабируют изображения до одного размера, затем измеряют количество искажений, необходимое для полного совмещения всех точек, и заодно определяют, в каких местах требуются наименьшие искажения, а в каких наибольшие. Таким образом антропологам (в данном случае Катерине Харвати) удалось определенно доказать, что разница между неандертальскими и современными черепами одного и того же размера сопоставима с разницей между черепами любых двух видов ныне живущих приматов. Этим же способом были составлены последовательности возрастных изменений черепов – как череп меняется от детского до взрослого. А еще удалось “нарисовать портреты” предположительных промежуточных форм – кого мы поставим на эволюционном пути, скажем, между Homo erectus и современным человеком? – и потом сравнить получившиеся морфометрические типы с реальными ископаемыми Homo heidelbergensis. Особенно полезной оказалась геометрическая морфометрия, когда ее стали применять совместно с компьютерной томографией.