Исследователи из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, раскрывают, как и когда возникла типичная шаровидная форма мозга современных людей. Их анализ, основанный на изменениях размера и формы эндокрана в окаменелостях Homo sapiens, показывает, что организация мозга и, возможно, функции мозга постепенно развивались внутри нашего вида и неожиданно достигли современных условий только недавно.
Эволюционная история нашего вида восходит к окаменелостям из Джебель-Ирхуда (Марокко), возраст которых составляет около 300 000 лет. Прошлогодний анализ этих окаменелостей, проведенный исследователями из отдела эволюции человека в Институте эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, был отмечен как одна из главных научных статей 2017 года в различных печатных и онлайн-СМИ. Вместе с черепами из Флорисбада (Южная Африка, возраст 260 000 лет) и Омо-Кибиш (Эфиопия), датируемыми 195 000 лет назад, окаменелости Джебель-Ирхуд документируют раннюю фазу эволюции Homo sapiens на африканском континенте. Их лицо и зубы выглядят современно, однако их удлиненная мозговая оболочка кажется более архаичной, как у более старых человеческих видов и у неандертальцев. Напротив, это шаровидная черепная коробка, которая характеризует череп современных современных людей вместе с маленькими и изящными лицами.
В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, члены той же исследовательской группы раскрывают дополнительные удивительные открытия об эволюции мозга у Homo sapiens. Палеоантропологи Саймон Нойбауэр, Жан-Жак Хаблин и Филипп Гунц использовали микрокомпьютерную томографию для создания виртуальных отпечатков внутренней костной мозговой оболочки, так называемых эндокастов, которые приблизительно соответствуют размеру и форме мозга. Они использовали современную статистику для анализа эндокастов различных окаменелостей и современных людей.
Эволюция теменной доли и мозжечка
Нойбауэр и его коллеги документируют постепенное изменение внутри Homo sapiens от удлиненной эндокраниальной формы к более шаровидной. Выделяются две особенности этого процесса: теменное и мозжечковое выпячивание. Теменные области мозга участвуют в ориентации, внимании, восприятии стимулов, сенсомоторных преобразованиях, лежащих в основе планирования, зрительно-пространственной интеграции, воображении, самосознании, рабочей и долговременной памяти, числовой обработке и использовании инструментов. Мозжечок связан не только с двигательными функциями, такими как координация движений и баланс, но также с пространственной обработкой, рабочей памятью, языком, социальным познанием и аффективной обработкой.
Окаменелости Homo sapiens обнаруживают все более современные эндокраниальные формы в соответствии с их геологическим возрастом. Только окаменелости моложе 35 000 лет имеют ту же шаровидную форму, что и современные люди, что позволяет предположить, что современная организация мозга развилась где-то между 100 000 и 35 000 лет назад. Важно отметить, что эти изменения формы развивались независимо от размера мозга - при эндокраниальном объеме около 1400 миллилитров даже самые старые окаменелости Homo sapiens из Джебель-Ирхуд соответствовали сегодняшним вариациям размера мозга. «Мозг, возможно, является самым важным органом для способностей, которые делают нас людьми», - говорит Нойбауэр. Но современная форма человеческого мозга не была установлена при происхождении нашего вида вместе с другими ключевыми чертами краниодентальной морфологии. Нойбауэр добавляет: «Мы уже знали, что форма мозга, должно быть, эволюционировала в пределах нашего собственного вида, но мы были удивлены, обнаружив, насколько недавними были эти изменения в организации мозга."
Эволюционные изменения в раннем развитии мозга
У современных людей характерная шаровидная форма черепной коробки развивается в течение нескольких месяцев после рождения. Филипп Ганц объясняет: «Эволюция эндокраниальной формы у Homo sapiens предполагает эволюционные изменения раннего развития мозга - критический период для нейронной связи и когнитивного развития». Поэтому исследователи утверждают, что эволюционные изменения в раннем развитии мозга были ключом к эволюции человеческого познания. Жан-Жак Хаблин, соавтор и директор отдела эволюции человека в Институте Макса Планка в Лейпциге, говорит: «Постепенная эволюция формы современного человеческого мозга, кажется, идет параллельно постепенному появлению поведенческой современности, как видно из археологических данных.."
Новые результаты согласуются с недавними генетическими исследованиями, которые показывают изменения в генах, связанных с развитием мозга в нашей линии с тех пор, как популяция разделилась между Homo sapiens и неандертальцами. Они добавляются к накапливающимся археологическим и палеоантропологическим свидетельствам, демонстрирующим, что Homo sapiens - это развивающийся вид с глубокими африканскими корнями и длительными постепенными изменениями в современном поведении, организации мозга и, возможно, его функциях.