Ученые обнаружили неожиданное сходство в развитии детенышей австралопитеков и людей - фото

03 апреля 2020 | 23:59

Головной мозг австралопитеков был структурно похож на обезьяний, но развивался так же долго, как человеческий — к такому выводу пришли антропологи, составив компьютерные модели по двум черепам детенышей афарских австралопитеков. 

Работа опубликована в журнале Science Advances.

Вывод ученых ставит под сомнение распространенную гипотезу, согласно которой мозг начал развиваться дольше только после того, как увеличился в размерах — чтобы не создавать детенышу и матери проблем при родах. Судя по всему, долгое развитие появилось независимо от размера и не затронуло другие части тела австралопитеков.

Согласно распространенной гипотезе, в происхождении человека важную роль сыграла неотения — сохранение детских черт у взрослых особей. Примером может служить, например, форма черепа, которая у взрослого человека гораздо сильнее напоминает детенышей обезьян, чем взрослых животных. С неотенией часто связано и продленное развитие: известно, что мозг у человека развивается дольше, чем у обезьян. Поэтому наши детеныши дольше зависят от родителей, а формирование мозга в большей степени зависит от среды, чем у наших далеких предков.

Иллюстрация: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

Кроме того, мозг человека структурно отличается от обезьян. Например, у человека сильнее выдвинута вперед полулунная борозда, от чего затылочная часть мозга становится площе. Ученые связывают эту перестройку с возникновением более сложных видов поведения, например, изготовления орудий и речевой коммуникации.

Однако до сих пор неясно, когда начались эти процессы перестройки и продления роста: у первых представителей вида Homo или раньше, например, у австралопитеков. Проблема в том, что полулунная борозда не оставляет четких отпечатков на черепе, а те черепа австралопитеков, которые уже исследованы, были сильно деформированы, что мешало оценить расположение долей и возраст особей.

Иллюстрация: строение мозга шимпанзе (слева) и человека (справа). Красным обозначена первичная зрительная кора, а звездочка обозначает ее границу - полулунную борозду. (Gunz et al. / Science Advances, 2020)

Филипп Гунц из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка и его коллеги с помощью компьютерной томографии воссоздали модель головного мозга двух детенышей афарских австралопитеков из Дикики и Хадара в Эфиопии. Достроив в своей модели недостающие участки черепа, исследователи смогли сравнить форму мозга детенышей австралопитеков и детенышей современных обезьян.

В частности, они обнаружили, что расположение борозд — полулунной и внутритеменной — очень похоже на таковое у шимпанзе. Таким образом, у юных австралопитеков не нашлось следов перестройки головного мозга, которая характерна для рода Homo.

Иллюстрация: реконструкция головного мозга детеныша из Дикики (слева) и шимпанзе (справа). Вид сверху (сверху) и сзади (снизу) (Gunz et al. / Science Advances, 2020) 

Чтобы определить возраст, в котором умерли обладатели этих двух черепов, исследователи провели микротомографию их зубов, чтобы определить распределение накопленного кальция в эмали. Оказалось, оба детеныша умерли в возрасте приблизительно 2,5 лет. Ученые измерили объем мозга этих австралопитеков — получилось 275 и 310-317 мл — и сравнили их с размером мозга других особей. У взрослых австралопитеков он в среднем составляет 445 мл, что больше, чем у шимпанзе — у них он около 369 мл.

Авторы работы построили кривые роста мозга для человека и шимпанзе и отметили на них точки, соответствующие детенышам из Дикики и Хадара. Судя по тому, что эти объемы меньше, чем у шимпанзе того же возраста, а итоговый объем взрослого мозга будет больше, ученые заключили, что расти мозг австралопитека тоже должен был дольше.

Таким образом, детеныши австралопитеков сохранили предковую организацию мозга, а вот развивался он уже дольше, чем у обезьян. Кроме того, зубы австралопитеков росли примерно с той же скоростью, что и у шимпанзе. Это значит, что удлинение развития коснулось только мозга, а не всего организма в целом. В свою очередь, это противоречит распространенной гипотезе, согласно которой долгое развитие мозга появилось как адаптация для успешных родов у видов с большим объемом черепа.

Судя по всему, объем мозга у австралопитеков был не сильно больше, чем у шимпанзе, а продленное развитие мозга возникло по каким-то другим причинам. Впрочем, как отмечают авторы работы, возможно и то, что долгое развитие мозга у австралопитеков не свидетельствует о появлении «человеческих» черт, а могло возникать и исчезать у разных видов в зависимости от того, сколько времени родители тратили на вынашивание и воспитание детеныша.

Напомним, ученые Гейдельбергского университета в Германии обнаружили в сети пещер рядом с мексиканским городом Тулум древний скелет 30-летней женщины. Находка раскрывает тайну о предшественниках майя, которые, как оказалось, принадлежали двум различным группам.