Проклята еволюція. Як і коли люди стали розумнішими за мавп
Науковці з Австралії опублікували дослідження, згідно з яким можна визначати рівень інтелекту первісних людей за будовою їхнього черепа
Стисло:
— як еволюція змінила інтелект людей
— чому мавпи могли бути розумнішими за первісних людей
— як зміниться організм людини в майбутньому
Група дослідників винайшла новий метод, який дозволяє вимірювати, наскільки розумними були давні предки людини — гомініні — залежно від розміру внутрішніх сонних артерій в рештках їх черепної коробки.
З гідно з божественною теорією походження людини, або так званою концепцією креаціонізму, люди і взагалі все живе на Землі (включаючи і її) були створені під чуйним керівництвом всемогутньої вищої сили. Ймовірно, Бога, Творця, Всевишнього і численних інтерпретацій цього слова.
Зважаючи на відсутність вагомих доказів цієї теорії, в співтоваристві вчених креаціонізм вважають псевдонауковою концепцією. Так, наука — річ уперта, і для неї недостатньо доказів, які приводять до Священних текстів, створених в кращому випадку кілька тисяч років тому.
Замість цього археологи, антропологи і біологи вивчають рештки стародавніх людей, які існували сотні тисяч років тому, а всього вчені налічують кілька мільйонів років еволюції людини. У таких масштабах будь-які «сучасні» спроби описати походження людини завдяки божественному започаткуванню виглядають не дуже переконливо.
Так, чимало homo sapiens досі відкидають ідею про те, що вони походять від мавп, і на початку свого існування не прогулювались Едемом, а інстинктивно билися з іншими тваринами за території, їжу і воду. Однак у вчених з цього приводу інша думка, і, ймовірно, вже незабаром ми зможемо точно визначити, коли і чому людина стала розумнішою за своїх родичів-приматів.
Зокрема, цю тему досліджують фізіологи з Австралії і Південної Африки, які нещодавно винайшли новий метод визначення рівня інтелекту давніх людей.
Що дізналися науковці?
Раніше НВ писало про дослідження природи людської свідомості і того, які частини мозку можуть за нього бути відповідальними. Цього разу йтиметься про більш предметне вивчення людського інтелекту, а саме — визначення того, наскільки розумними були наші первісні предки.
Нещодавно група вчених з Університету Аделаїди в Австралії та Університету Вітватерсранда в Південній Африці опублікувала дослідження про церебральний кровотік у сучасних мавп і різних видів австралопітеків. Деталі цієї роботи описав її провідний автор, професор фізіології з австралійського університету Роджер С. Сеймур у своїй колонці на The Conversation.
Науковець пояснює, що раніше антропологи визначали рівень інтелекту приматів відповідно до розмірів рештків їхнього черепа, які знаходили археологи.
«Це не безпідставне припущення: для живих приматів кількість нервових клітин у мозку майже пропорційне обсягу мозку… Людський мозок містить більше 80 мільярдів нейронів і до 1000 трильйонів синапсів. Хоча він займає всього 2% тіла, мозок споживає близько 20% енергії в стані спокою», — пише Сеймур.
В основному ця енергія потрібна для того, щоб створювати НЕЙРОХІМІЧНІ речовина, яке дозволяє синапсам передавати інформацію між нейронами. Грунтуючись на цьому, вчені з Австралії та Південної Африки припустили, що рівень інтелекту приматів можна вимірювати не тільки за розміром черепа, але і за кількістю енергії, яка необхідна для обміну речовин в мозку.
Природними джерелами постачання енергії в мозок є потоки крові, які спрямовують життєво важливий для синапсів і нейронів кисень. Наприклад, мозку дорослої людини потрібно десь 750 мілілітрів крові щохвилини, або трохи більше 10 мілілітрів щосекунди. Це десь 15% від тієї кількості крові, яку серце виробляє загалом.
«У зв’язку з цим ми можемо розглядати мозок як досить енергоємний суперкомп’ютер. Чим більше ємність комп’ютера — тим більше енергії йому потрібно для роботи, і тим більше мають бути його електричні кабелі живлення. Те саме і з мозком: чим вище когнітивна функція, тим вищою є швидкість метаболізму, тим більший кровотік і тим більше артерії, які постачають кров», — пояснює автор нового дослідження.
Вчені дійшли висновку, що інтелектуальний рівень первісних людей безпосередньо залежав від розміру кровоносних судин, які постачають кисень в мозок. В даному випадку — внутрішніх сонних артерій, які проходять через спеціальні отвори в самому центрі черепа. А отже, чим більшим був діаметр цих отворів — тим більше кисню надходило в мозок приматів, забезпечуючи роботу нейронів і синапсів.
Фізіологи проаналізували отвори для внутрішніх сонних артерій в рештках черепів 96 сучасних великих людиноподібних мавп, включаючи шимпанзе, орангутангів і горил. Пізніше дослідники порівняли ці дані з більш давніми рештками черепів 11 гомініні, — триба людиноподібних мавп, серед яких виділяють австралопітеків, кеніапітеків і парантропів, які жили десь 3 млн років тому.
Мозок шимпанзе і орангутангів вміщував приблизно 350 мілілітрів крові, тоді як у горил і австралопітеків цей показник становив 0,5 літра. Тим не менш, дослідження показало, що в черепі шимпанзе і орангутангів набагато більші отвори для внутрішніх сонних артерій, — наполовину більше, ніж у горили, і на одну третину більше, ніж у орангутанга.
Нові дані дозволяють вченим вважати, що мавпи можуть мати більш високий рівень інтелекту, ніж прямоходячі австралопітеки, які мають антропогенні риси. Хоча досі прийнято вважати, що з точки зору розумових здібностей австралопітек перебуває між людиною і мавпою.
Автори дослідження також визначили, що розмір мозку приматів збільшується пропорційно з потоками крові в череп, необхідними для обміну речовин. У інших тварин, зокрема ссавців, прискорення обміну речовин не надто помітне з ростом різних органів.
«Між ардіпітеками, які жили приблизно 4,4 млн років тому, і Homo sapiens (які з’явилися в останні кілька сотень тисяч років — ред.) мозок виріс майже в п’ять разів, але швидкість кровотоку зросла більш ніж у дев’ять разів. Це вказує на те, що кожен грам речовини мозку почав споживати майже вдвічі більше енергії, вочевидь, через більшу синаптичну активність й обробку інформації», — пише професор Роджер С. Сеймур.
Згідно з цими даними, стрімкий стрибок в інтелекті стався в проміжку між розвитком людини розумної (Homo habilis) і ранньої людини прямоходячої (Homo erectus), — тоді приблизно за кілька сотень тисяч років швидкість потоків крові у внутрішній сонній артерії приматів зросла в півтора рази. У наступні два мільйони років цей показник збільшився ще вдвічі, що і привело до появи людини розумної.
Справа в генах
Так, розмір мозку і кількість крові, яка необхідна для його роботи, дійсно вказують на те, який рівень інтелекту має та чи інша тварина. Тому, наприклад, ми знаємо, що найбільш «розумними» після людей сьогодні є капуцини, шимпанзе, дельфіни, лисиці та інші тварини, — на це вказує коефіцієнт енцефалізаціі (показник відносного розміру мозку).
Хоча за реальними змінами в інтелектуальних здібностях тварин постають складні генетичні процеси, які за кілька мільйонів років зробили людину найрозумнішою істотою на Землі.
Це кілька місяців тому в своєму дослідженні підтвердили вчені з Інституту еволюційної антропології товариства Макса Планка в Німеччині. Як уже писало НВ, вчені провели експеримент з активними мозковими клітинами чотирьох приматів, — людини, шимпанзе, орангутанга і макаки. Звичайно, для дослідження не використовували живих істот, а створили їх органели, — штучні зменшені копії мозку цих ссавців за допомогою їх справжніх клітин.
Оскільки тільки 1,5% ДНК людини складається з генів, які кодують білки і визначають структуру і функції клітин організму, ученим довелося аналізувати більшу частину решти структури ДНК людини і шукати в ній відмінності від ДНК менш розвинених приматів.
Як виявилося, головні зміни в мізках мавп і людини відбулися не через появу нових генів, а через те, що в процесі еволюції з’явилося більше часу для їх роботи, — тобто збільшився показник експресії. Експресія генів — це процес, під час якого спадкова інформація гена формує рибонуклеїнової кислоту і білок.
Вчені визначили, що процес формування мозку у плода людини триває більше часу, ніж в інших приматів. Через це у людей з’являється більше клітин і нейронних зв’язків, що веде до більшого обсягу мозку людини в цілому.
Але ключовими в цьому сенсі виявилися нові регуляторні механізми в ДНК людини, які виявили дослідники з Німеччини: ці механізми відповідають за експресію генів, і більше 60% з проаналізованих генів поводили себе по-іншому саме в клітинах органоида людського мозку.
«Людський мозок зазнав істотних змін відтоді, як люди відійшли від шимпанзе та інших великих мавп. Незважаючи на це, генетичні програми і програми розвитку, які лежать в основі цієї розбіжності, не вивчені до кінця… Наші дані надають тимчасовий клітинний атлас розвитку переднього мозку мавп і висвітлюють динамічні генно-регуляторні особливості, які є унікальними для людини », — зазначали автори дослідження.
Як пояснила кандидат біологічних наук з Кембриджського університету Сільвія Беніто Квецінскі, робота антропологів з Інституту суспільства Макса Планка є надважливою для розуміння того, що робить нас людьми.
«Люди відійшли від шимпанзе та інших великих мавп приблизно 6 мільйонів років тому. Але, незважаючи на те, що ми тісно пов’язані, людський мозок дуже відрізняється — це дозволяє нам вивчати складні мови, науки, мистецтво, мораль і багато іншого», — писала Квецінскі.
Майбутнє еволюції
До існуючих доказів еволюції у вигляді рудиментарних органів людини, цілком ймовірно, що організм людей вже через кілька тисяч років буде відрізнятися від того, яким він є зараз.
Окрім того, вчені виділяють три основні еволюційні зміни, які можуть статися з нами в майбутньому.
1 Скелет стане крихким і легким
Антропологи з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі кілька років тому дійшли висновку, що через низьку щільність губчастої кісткової тканини наші кістки можуть стати легшими.
Вчені вважають, що скелет Homo sapiens почав ставати легшим і втрачати свою міцність десь 12 тис. років тому. До цього призвели зміни в раціоні харчування та зниження фізичної активності.
Ймовірно, первісні люди мали більше схожих рис з великими мавпами, і їхні кістки були набагато міцнішими та важче, оскільки їм доводилося постійно полювати і піддавати тіло фізичним навантаженням.
Зараз же більшість важкої роботи за людей виконують різні автоматизовані пристрої, через що наші кістки слабшають.
2 Генні мутації
Зміни раціону харчування можуть призвести не тільки до полегшення кісток, а й до мутації генів: оскільки люди в різних країнах дотримуються дієт, в яких домінують м’ясо або рослинні продукти, деякі гени мутують, дозволяючи переробляти кислоти з рослинної їжі в корисні сполуки, які мозок може отримати тільки з м’яса.
Це в 2016-му виявили біологи з Університету Корнелл в США. Їхні колеги з Університетського коледжу Лондона, своєю чергою, заявили, що суспільства, які здебільшого живуть у великих поселеннях, мають більший рівень стійкості до туберкульозу.
3 Температура тіла
Незважаючи на прийняту норму температури тіла людини в 36,6 градусів Цельсія, медики зі Стенфордського університету днями опублікували дослідження, згідно з яким ми можемо трохи охолонути. У прямому сенсі цього слова.
Вчені вважають, що наша нормальна температура може знизитися приблизно на 0,4 градуса Цельсія. Як не дивно, це пов’язують з підвищенням рівня життя і зниженням кількості запальних захворювань серед населення.
Щоправда, поки ще невідомо, як саме це відобразиться на нашому здоров'ї: якщо температура тіла дійсно знизиться — нам знадобиться менше калорій для підтримки нормального обміну речовин. Та навряд чи люди масово збираються скоротити свій раціон, що знову-таки може посилити проблеми з ожирінням в сучасному світі.
Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.
