Исследователи из Института эволюционной антропологии Общества им. Макса Планка в Лейпциге (Германия) в журнале Science Advances раскрывают подробности того, как и когда развилась типичная форма глобулярного мозга современных людей.
Их анализ, основанный на изменениях размера и формы черепа Homo sapiens в окаменелостях показывает, что мозговая организация и функция мозга эволюционировали постепенно внутри и неожиданно достигли современных условий только сравнительно недавно.
Эволюционную историю нашего собственного вида можно проследить до ископаемых из Джебель-Ируда (Марокко), датированных примерно 300.000 лет. Проведённый в прошлом году анализ этих окаменелостей стал одним из ведущих научных открытий 2017 года по версиям различных печатных и онлайн-СМИ. Черепа Флорисбада (Южная Африка, 260 000 лет) и Омо Кибиш (Эфиопия), датированные 195 000 лет, окаменелости Джебеля Ируда документируют раннюю эволюционную фазу Homo sapiens на африканском континенте. Их лицо и зубы выглядят современно, однако их вытянутый мозговой череп выглядит более архаичным, как у более древних человеческих видов и неандертальцев. Напротив, глобулярный (округлый) череп характерен для современных людей с маленькими чертами лица.
В новой публикации раскрыты дополнительные удивительные данные об эволюции мозга у Homo sapiens. Палеоантропологи Саймон Нойбауэр, Жан-Жак Хублин и Филипп Гунц (Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz) использовали микрокомпьютерную томографию для создания виртуальных слепков внутренней поверхности (эндокранов), которые дают приблизительные сведения о размере и форме мозга. Они использовали современную статистику для анализа эндокранов различных ископаемых и современных людей.
Эволюция теменной доли и мозжечка
Исследователи отметили постепенное изменение в мозге Homo sapiens: от удлиненной формы эндокрана до более глобулярной. Выделяются две особенности этого процесса: теменная и мозжечковая выпуклости. Теменные доли мозга вовлечены в ориентацию, внимание, восприятие стимулов, сенсомоторные преобразования, лежащие в основе планирования, визуальной интеграции, самосознания, рабочей и долговременной памяти, численной обработки и использования инструментов. Мозжечок связан не только с двигательными функциями, такими как координация движений и равновесие, но также с пространственной обработкой, рабочей памятью, языком и социальным познанием. Таким образом, изменения затронули одни из важнейших областей мозга.
Учёные обнаружили, что окаменелости Homo sapiens обретают всё более современные формы эндокрана в соответствии с их геологическим возрастом. Только окаменелости до 35 000 лет демонстрируют ту же самую шаровидную форму, что и у современных людей. Это говорит о том, что современная организация мозга развивалась между 100 000 и 35 000 лет назад. Важно отметить, что эти изменения формы эволюционировали независимо от размера мозга – с внутренним объёмом черепа около 1400 мл.
«Мы уже знали, что форма мозга должна развиваться внутри нашего собственного вида, но мы были удивлены, обнаружив, насколько недавними оказались эти изменения», — отмечает Нойбауэр – ведущий автор работы. Иными словами, когда человеческий вид выделился в отдельную единицу по морфологическим и физиологическим признакам, мозг всё ещё продолжал эволюционировать.
Эволюционные изменения в раннем развитии мозга
У современных людей характерная глобулярная форма мозгового отдела черепа развивается в течение нескольких месяцев после рождения. Исследователи объясняют: «Эволюция формы эндокрана в Homo sapiens предполагает эволюционные изменения раннего развития мозга – критический период для установления нейроархитектоники и когнитивного развития». Поэтому они утверждают, что эволюционные изменения в развитии раннего мозга стали ключевыми для эволюции человеческого познания.
Жан-Жак Хублин, соавтор и директор Департамента эволюции человека в Институте эволюционной антропологии, говорит: «Постепенная эволюция современной формы человеческого мозга, похоже, параллельна постепенному появлению поведенческих черт, как становится ясно из археологических данных»
Новые результаты согласуются с недавними генетическими исследованиями, которые выявляют изменения в генах, связанных с развитием мозга, от неандертальцев до Homo sapiens. Они дополняют накопленные археологические и палеоантропологические данные, свидетельствующие о том, что Homo sapiens – вид развивающийся, с глубокими корнями и длительными постепенными изменениями в поведенческих программах, организации мозга и его функционировании.
Текст: Дарья Тюльганова