Примерное время на чтение статьи: 13 минуты
Австралопитеки никогда бы не прервали райский образ жизни в Северо-восточной Африке, который продолжался 10 миллионов лет, если бы в четвертичном периоде Земли, т.е. 2,5 млн. лет назад, не наступила очередная фаза похолодания климата.
В результате около водного образа жизни и доступности белковой пищи в райский период зубы у австралопитеков стали практически такими же, как у современных людей и утратили «звериные» клыки. Они практически лишились волосяного покрова на теле в пользу большей шевелюры на голове, нарастили свой мозг до 350 грамм, самое главное – научились ходить на слегка согнутых ногах и использовать камни для отделения мяса от костей останков туш животных, убитых и не до конца съеденных хищниками.
Подробнее об изменениях в мозге австралопитеков в райский период можно прочитать здесь
Промежуточным видом по всем морфологическим признакам между австралопитеками и Homo sapiens является человек прямоходящий — Homo erectus.
В этой статье мы проследим эволюцию палеоантропов, в ходе которой человек прямоходящий (homo erectus) увеличил мозг в 4 раза, что позволило улучшить память и называться в дальнейшем человеком разумным – Homo sapiens.
Новые условия: эволюция мозга и памяти
Райский период дал большое разнообразие разных видов приматов, которые различались по размерам тела и специализации мозга, что подчеркивает наличие слабого естественного и отсутствие какого-либо иного отбора в тот период.
К моменту похолодания в Африке среди человекообразных обезьян-австралопитеков, выделялись три основные группы: маленькие, средние и крупные, чье мирное сосуществование в условиях сокращения пищи, вызванного изменением климата, сменилось конкуренцией за выживание. Эти группы прожили разную жизнь. Нетрудно догадаться, что наибольшие трудности в добывании калорийной белковой пищи стали испытывать первые две группы приматов, а у крупных австралопитеков развился каннибализм, который позволял им еще длительное время поддерживать достаточный уровень необходимых питательных веществ за счет поедания соплеменников. Климатические изменения и интенсивный естественный отбор в Африке привели к вымиранию 95% всех приматов.
Постепенно естественный отбор усложнился новым критерием — отбором по мозгам, при котором узкоспециализированные особи, лишенные необходимых свойств мозга, стали вымирать. Выживали особи с универсальными мозгами, самые прожорливые и жестокие. Процесс самоуничтожения и вымирания австралопитеков растянулся на 1 миллион лет, дав жизнь 2,4 млн. лет назад новым видам – Homo habilis (человеку умелому), Homo erectus (человеку прямоходящему), развитие которых также сопровождалось жесточайшей борьбой за право жить в новых условиях.
Чтобы отбиться от массивных австралопитеков-каннибалов и обеспечить себя пищей homo erectus потребовалось объединить усилия соплеменников и перейти к коллективному образу жизни. Совместное проживание в группах по 100 особей в свою очередь заставило их совершенствовать социальные отношения на базе уже сформировавшегося 400 граммового мозга. Это как раз та масса мозга, которая, как показывают исследования редкого врожденного заболевания — микроцефалии, позволяет уже быть социальными существами, вести примитивные социальные отношения и совместный образ жизни.
Дальнейший внутривидовой отбор среди прямоходящих приматов происходил по способностям мозга, которые позволяли делиться пищей с неродственными особями. Обращаю внимание: способности делиться пищей не со своими самками и детьми, а с неродственными особями. Особи, которые нарушали принципы справедливости при дележе какой-либо добычи, либо изгонялись из племени, либо их просто съедали свои же соплеменники. Аналогичным способом поступали с антисоциальными особями, которые хотели заниматься оплодотворением и не желали заботиться о потомстве, воспитывать детенышей, вели паразитический образ жизни. В результате усилившегося социального отбора практически все соплеменники были либо прямыми, либо скрытыми родственниками, так как во взаимоотношениях в популяции практиковался промискуитет.
Таким образом, примерно 2 млн. лет назад начался интенсивный отбор в популяциях приматов по принципу дележа пищи. Для выживания всей популяции её членам необходимо было делиться с неродственными особями, для чего приходилось тормозить инстинктивную агрессию, которая свойственна в животном мире. К примеру, даже в наше время невозможно взять обратно данную домашней собаке кость с мясом, так как она будет проявлять агрессию. Её поведение объясняется инстинктивной биологической реакцией .
Объединившись в группы, популяции Homo erectus выжили и заняли доминирующее положение в Африке. Со временем эти группы стабилизировались благодаря отбору соплеменников по поведению, точнее – наличию тормозных центров в мозге. Такие тормозные центры изначально сформировались у особей женского пола и позволяли им длительное время отказываться от пищи в пользу кормления детенышей. Затем в ходе механизмов наследования лобные области мозга достались мужчинам, которые стали в дальнейшем использовать их не в репродуктивных целях, а в развитии и совершенствовании способностей в добывании пищи и половой стратегии. Развитие нового центра в мозге позволило популяции прямоходящих гоминид в условиях ограниченности кормовой базы не умирать с голоду, а делиться добычей с соплеменниками, если кому-то одному повезло на охоте или при собирании плодов.
Обстоятельства увеличения мозга и памяти
Благодаря палеонтологическим исследованиям стало понятно, что примерно 1,9 млн. лет назад Homo erectus начали массово расселяться на Земле. Их следы обитания находят в долине Нила, на ближнем востоке, в южной Европе, центральной и юго-восточной Азии. При этом нужно понимать, что эволюция человека не представляет собой последовательную популяционную линию от одного вида к другому, а больше напоминает сложную сетевую структуру эволюции, в которой происходило параллельное развитие разных видов приматов, их смешение и наличие тупиковых ветвей. То есть в течение последних 2 миллионов лет существовали параллельно длительное время: Australopithecus sediba (вымерли 2 млн. лет назад), paranthropus (парантропы, вымерли 1, 2 млн. лет назад), homo rudolfensis (человек рудольфский, вымерли 1, 9 млн. лет назад), homo habilis (человек умелый, вымерли 1,5 млн. лет назад), homo erectus s.l. (человек прямоходящий), давшие 2,4 млн.лет назад начало homo ergaster (человек работающий, вымерли 1,4 млн. лет назад), homo antecessor (вымерли 800 тыс. лет назад), asian homo erectus s.s. вымерли 100 тыс. лет назад), homo heidelbergensis – давшие 500 тыс. лет назад начало homo neanderthalensis (вымерли 30 тыс. лет назад), homo denisova (вымерли 30 тыс. лет назад), homo sapiens sapiens- наши прямые предки.
Останки пятерых самых древних гоминид, принадлежащих к роду homo erectus, расселившихся вне пределов Африки, были обнаружены в 1991- 2007 гг. в Грузии (homo georgicus), в Дманиси, и датируются возрастом в 1,77 млн. лет назад. Их обладатели хорошо бегали, имели рост 145-166 см, вес 40 — 50 кг, объем мозга 546-780 см³. Величина их мозга свидетельствует, что за 700 тысяч лет он увеличился вдвое по сравнению с мозгом предков, проживавших на исторической родине в Африке.
Среди обстоятельств, сопутствующих увеличению мозгов гоминид, отмечают:
- Овладение 1,7 млн. лет назад навыками использования каменных орудий для охоты и разделки мяса. Это удалось установить по характерным следам на костях животных, которые не могли оставить другие звери, птицы или насекомые. Изучение останков животных вблизи обитания дманисских гоминид (homo georgicus) показало, что они научились получать доступ к тушам животных раньше своих конкурентов – медведей, гиен, леопардов, саблезубых тигров. Дальнейшее овладение навыками охоты на животных позволило приматам обогатить рацион белками и редкими аминокислотами, имеющимися лишь в мясе крупных млекопитающих. Увеличение количества потребляемого мяса существенно повлияло не только на рост мышечной массы, но и увеличение мозга.
- Начало использования 1 млн. лет назад огня для защиты от холода и хищных животных, приготовления на нем мяса и растительных плодов. «Внешнее пищеварение» способствовало обеззараживанию пищи и сохранению пищеварительной системы, использованию различных видов мяса и плодов растений. К примеру, исследование 6-ти метрового культурного слоя в гротах Чжоукоудяня близ Пекина показало, что огонь синантропами (homo erectus) использовался в них непрерывно на протяжении 500 тыс. лет.
- Формирование речевого аппарата и развитие речи, как способа коммуникации homo erectus в популяции и формулировании мыслей в условиях развивающейся социализации.
Таким образом, постоянный поиск способов выживания в разных климатических зонах, несомненно, способствовал развитию мозга. Но этого явно было бы не достаточно без механизма отбора мозгов по их способностям и наследственной передачи в другие поколения новых структур мозга, способных общаться, обеспечивающих эту самую приспособляемость в связи с использований новых «эволюционных костылей» — орудий охоты и труда, огня.
Механизм неврологического отбора мозгов
Самым главным и постоянным эволюционным механизмом, зародившимся 2,5 млн. лет назад и действующим по настоящее время, стал искусственный, точнее социальный отбор мозгов через поведенческие проявления, который и обеспечил коллективное выживание гоминид. Смогли бы, к примеру, синантропы на протяжении 500 тыс. лет поддерживать огонь в своих пещерах без определенной организации своего сообщества? Что бы они сделали с тем, кто «затушил» огонь? Ответы на эти простые вопросы, предполагают, что отношения в популяции были упорядочены, а особи их нарушавшие, скорее всего, лишались жизни. Кстати, по исследованию большого количества раздробленных черепов гоминид в местах их проживания доказано, что синантропы были каннибалами. Так что порядки в популяциях гоминид были строгие: чуть зазевался и тебя зажарили на ужин.
А как еще выжить палеоантропам, если к моменту окончания райского периода они оказались в джунглях наедине с хищниками без больших когтей, клыков, не способных быстро бегать?
Наши далекие предки неосознанно совершили переворот в животном мире, когда стали отбирать своих соплеменников не по длине когтей, остроте клыков, скорости бега, ловкости полета, а стали отбирать друг друга в популяции по способностям делиться пищей, т.е. свойствам мозга. Научившись ходить, изготавливать орудия охоты, эректусы (homo erectus, эректусы), объединившись в популяции от 100 особей, стали отвоевывать жизненные пространства у австралопитеков- каннибалов, попутно также поедая их, расселяться, мигрировать, разбредаться по планете в поисках новых источников пищи. В ходе естественного отбора они оказались самыми эффективными и самыми жестокими, что обеспечило их биологический успех. Они смогли нарастить мозг с 400 до 900 грамм, научиться разговаривать, оставив позади австралопитеков и человека умелого. Что мешало эректусам жить в Африке и кто их гнал из Рая? По видимому, они были самыми настоящими марксистами, так как в новые земли их гнал желудок. Изменение климата и истощающиеся пищевые ресурсы, приобретенные способности к передвижению на 2-х ногах, овладение каменными орудиями охоты и труда, способность общения позволили им организованно пуститься в миграцию.
Анализ останков палеоантропов, обнаруженных в Грузии (возраст 1,77 млн. лет), Кении (возраст 1,6 млн. лет), Индонезии (возраст 1 млн. лет), Испании (800 тыс. лет), Китае (возраст 770 тыс. лет), Алжире (возраст 700 тыс. лет), Италии (возраст 450 тыс. лет), Германии (возраст 400 и 350 тыс. лет), Замбии (возраст 300 тыс. лет), Марокко и Эфиопии (возраст 160 тыс. лет), Израиле (возраст 120 тыс. лет), Индонезии (возраст 110 тыс. лет), Украине (возраст 100 тыс. лет), Ираке, Узбекистане, Франции (возраст 70 тыс. лет), выявил определенную закономерность: чем дальше гоминиды расселялись от исторической родины, тем мозг их прибавлял в весе. При этом миграционных волн, в том числе после возвращения приматов в Африку, было не менее трёх.
Исследование мест обитания эректусов показывает, что, придя на новое место, они жили некоторое время, осваивая новые источники пищи. Особи, проявлявшие антисоциальное поведение, уничтожались или изгонялись из популяции. Постепенно накапливался полиформизм, т.е. появлялись эректусы с большей массой мозга, соответственно, более сообразительные и умные. Такие особи проявляли нестандартное поведение, которое противоречило принципам жизнедеятельности популяции, нацеленной на стабильное и спокойное выращивание детей и внуков, что особенно беспокоило особей женского рода. Умные эректусы, благодаря нестандартному мышлению, раздражали сородичей и выступали источниками нестабильности. И они не уживались в популяции. Как ни странно, особи с крупными мозгами тоже изгонялись, а популяция возвращалась к стабильному образу жизни. В новую миграцию как раз и пускались новые группы эректусов с большими мозгами, способными приспособиться и выжить в новых условиях, к которым примыкали и наиболее агрессивные и антисоциальные, от которых также избавлялись в оседлой популяции. Переместившись на 100 — 200 километров и, найдя новые источники пищи, группа эректусов обживалась и размножалась на новом месте. Через 5 — 10 поколений история повторялась: из популяции изгонялись самые агрессивные и умные, которые разрушали сложившуюся социальную структуру популяции. Умные эректусы, т.е. обладатели больших мозгов, и злые особи, способные отвоевывать новые жизненные пространства, пускались в миграцию к новым источникам пищи, оставляя на прежнем месте стабилизированную популяцию сородичей со средними размерами мозгов. Таким образом, на планете эректусами был запущен биологический процесс самовоспроизводства полиморфных мозгов, т.е. неврологический отбор, приведший в дальнейшем к тому, что мозг стал эволюционировать независимо от тела.
«Мозговые Рубиконы» и совершенствование памяти
В процессе преобразования человекоподобных обезьян в человека можно выделить необходимые количественные накопления массы мозгов, т.е. «мозговые Рубиконы», которые давали качественные эволюционные скачки:
- масса мозга в 400 грамм – минимальный уровень для социализации гоминид;
- масса мозга в 800 грамм – минимальный уровень для возникновения речи у эректусов.
Рост мозгов обеспечил отбор и отпочкование от стабилизированных популяций несоциализированных особей, которые выявлялись по поведенческим признакам, и их дальнейшую миграцию в поиске новых животных и растительных белков, добываемых коллективно с помощью новых орудий охоты и труда.
Невероятный качественный скачок в увеличении массы мозга произошел в интервале 300 тыс. – 70 тыс. лет, когда появились Homo neanderthalensis (вымерли 30 тыс. лет назад), homo sapiens sapiens- наши прямые предки. В этот период мозг достиг исторического максимума – около 1700 грамм, что для современных людей является недостижимым размером (средний размер мозга современных людей 1350 грамм).
Следствием роста массы мозга древних приматов явились увеличение и распрямление больших полушарий переднего мозга, которые изначально образовались на основе полового обоняния – вомероназальной зоны. На протяжении 2 миллионов лет происходили следующие качественные изменения мозгов:
- Обонятельный орган уменьшался, новая кора нарастала над старой корой. Мозг уже имел борозды и извилины, т.е. миновал лиссэнцефальную стадию, как у некоторых видов современных обезьян, к примеру, игрунок.
- С увеличением мозга образовывалось представительство конкретных областей, отвечающих за интеграцию или конкретное представительство органов чувств. Так стали образовываться борозды и извилины, определяющие структурное представительство полей и подполей головного мозга, отвечающих за определенные функции. В настоящее время мозг человека и высших приматов очень схож по своему представительству конкретных функций, но наличие специфических полей у человека и определяет интеллектуальное превосходство, в т.ч. в размерах мозга в 3 раза: в среднем объем мозга у шимпанзе- 393 см³, у орангутанов — 411 см³, у гориллы — 498 см³.
- Нарастали объемы основных частей мозга: большой мозг, мозжечок и ствол мозга. В каждом полушарии головного мозга постепенно формировались доли: лобная, теменная, височная, затылочная и островковая.
Поскольку отличительной способностью эректусов явилось появление у них речевого аппарата и речи, то рассмотрим подробнее, как этот процесс отразился на росте их мозга.
Способность к речи определяется двумя представительствами в мозге: зоной Вернике — зона восприятия звуковых сигналов и зоной Брока – зона модуляции речевых сигналов. В отличие от устоявшихся мнений о специализации левых и правых полушарий, следует заметить, что речевые зоны присутствуют в обоих полушариях, что предопределяет способность к речи даже при отсутствии или повреждении его представительств в одном из полушарий мозга. Магнитно-резонансные исследования активности мозга в момент речи показывают, что в этот момент возбуждаются оба полушария: левое полушарие – у правшей в 85% случаев, у левшей – в 65% случаев; правое полушарие: у правшей — в 12% случаев, у левшей — 21% случаев.
Способность звуковой артикуляции обеспечивают в мозге 44 и 45 поля, которые есть и у высших приматов: шимпанзе, горилл, орангутанов. Но у эректусов, в те далекие времена образовались в этих полях то, что не было у их предков, в т.ч. высших приматов — разделение 44 и 45 полей на подполя, которые и прибавили в общую массу мозга несколько сотен миллионов нейронов. Интересным фактом является то, что в процессе эволюции приматов, отделившихся от человеческой ветви, только у одного вида обезьян есть в мозге поля 44 и 45, обеспечивающие голосовые функции. Они имеются у гиббонов, которые не умеют разговаривать, но «спивают». Этот факт показывает, что речь образовалась в процессе эволюции из сложных звуков и песен: ритмов, тембров, простейших мелодий, которыми первоначально общались наши далекие предки.
Не менее интересные изменения в мозге эректусов произошли в процессе формирования зоны Вернике, ответственной за прием звуковых сигналов, которые обеспечивают 22, 41 и 42 поля. У человека относительный размер 22 поля к височной области составляет 36%, у шимпанзе и горилл – 45%, игрунки – 57%, что на первый взгляд кажется противоестественным. Малое представительство в височной доли у человека 22 поля (36%), которое определяет индивидуальные особенности в восприятии звуков, особенно необходимых для музыкантов и композиторов, объясняется природой его происхождения. Дело в том, что слуховая зона граничит с мозжечком и размеры 22 поля, соответственно, находятся в зависимости от размеров мозжечка и выходящих из неё проводников. Слуховая система наложена на вестибулярную систему и расширяется за счет мозжечка. Соответственно, чем развитее мозжечок, тем больше 22 поле. Функции координации тела для игрунки, шимпанзе, горилл обеспечивают большую развитость мозжечка, соответственно и представительства 22 поля в височной доле. Но совокупность слуховых полей: 22 поля и прилегающих к нему 41 и 42 полей, обеспечивают большую слуховую синергию человеку, чем приматам. У низших обезьян 41 поле занимает 2% височной доли, у человека — 10%. У низших обезьян 42 поле составляет 7% височной доли, у высших обезьян – 11%, а у человека – 16% височной доли. Соответственно, мозг эректусов в сравнении со своими предками прирос, в том числе за счет представительства слуховой зоны — зоны Вернике.
Таким образом, в процессе эволюции у эректусов в мозге появились зоны Вернике и Брока, что и обеспечило прибавку в весе их мозга, а затем передалось при наследовании нашим непосредственным родственникам homo neanderthalensis и homo sapiens. Благодаря слуховым новообразованиям, у эректусов существенно развивалась слуховая память, необходимая как на охоте, так и при общении в популяции сородичей.
Вывод
2,5 миллионов лет назад в результате похолодания в северо-восточной Африке закончился райский период для многих видов обезьян, в том числе для австралопитеков. Сокращение кормовой базы и естественный обор привел к вымиранию 95% приматов, обострили внутривидовую конкуренцию за пищу. В результате борьбы менее приспособленные к жизни в новых условиях приматы вымерли, а наиболее приспособленные объединились в популяции для противостояния крупным австралопитекам-каннибалам. Возникшая новая социальная структура приматов развила искусственный отбор по мозгам. Развитие прямохождения, речи, способности использования огня, каменных орудий охоты и труда, обеспечили палеоантропам возможность миграции за пределы Африки. В ходе миграционных волн от оседлых популяций отделялись внесоциальные эректусы, которые уходили все дальше от своей прародины к новым источникам животного и растительного белков, что обеспечило на протяжении 2-х миллионов лет увеличение мозга в 4 раза, улучшение памяти и когнитивных способностей палеоантропов.
Надеюсь, эта статья была полезной для Вас!😊
Познайте свой мозг и улучшите память!💪
Записывайтесь на базовый курс обучения «Мнемотехника»❤️
