Новое исследование ученых из Университета Рединга и Университета Дарема показывает, что энцефализация (то есть относительное увеличение размера мозга) на протяжении 7 миллионов лет эволюции гомининов возникла в результате увеличения размеров мозга внутри отдельных видов. Исследование было опубликовано в PNAS.
«Одним из наиболее очевидных эволюционных изменений в ходе эволюции человека, тесно связанным с нашими уникальными когнитивными и поведенческими чертами, стало увеличение размера мозга», — заявил ведущий автор исследования Томас Пушель и его коллеги.
Энцефализация в ходе эволюции человека давно является предметом споров, и в нескольких исследованиях сравнивались возможности черепа гомининов разных видов, чтобы предложить возможные адаптивные механизмы, действующие на различия в размерах мозга у гомининов.
Некоторые выступают за постепенный рост с течением времени, в то время как другие предлагают прерывистое равновесие с быстрым ростом, за которым следует застой. Другие исследования поддерживают комбинацию обеих моделей, в то время как другие утверждают, что их невозможно различить.
Для своего нового исследования авторы собрали крупнейший в истории набор данных окаменелостей древних людей, охватывающий возраст 7 миллионов лет, и использовали передовые вычислительные и статистические методы для учета пробелов в палеонтологической летописи.
Эти инновационные подходы обеспечили наиболее полное на сегодняшний день представление о том, как размер мозга менялся с течением времени.
«Это исследование полностью меняет наше понимание того, как развивался человеческий мозг», — сказал соавтор исследования профессор Крис Вендитти. «Раньше считалось, что размер мозга у разных видов резко меняется, подобно тому, как меняются обновления новейших моделей компьютеров. Вместо этого наше исследование показывает, что внутри каждого вида на протяжении миллионов лет происходит постоянное, постепенное «обновление программного обеспечения».
Исследование ставит под сомнение старые представления о том, что некоторые виды, такие как неандертальцы, были неизменными и неспособными адаптироваться, и вместо этого подчеркивает постепенное и непрерывное изменение как движущую силу эволюции размера мозга.
«Крупные эволюционные изменения не всегда требуют драматических событий», — сказал Пушель. «Это может произойти посредством небольших, постепенных улучшений с течением времени, подобно тому, как мы учимся и адаптируемся сегодня».
Исследователи также обнаружили поразительную закономерность: хотя у более крупных видов, как правило, мозг был больше, различия, наблюдаемые в пределах одного вида, не всегда коррелировали с размером тела.
Таким образом, эволюция размера мозга на протяжении длительных эволюционных периодов, охватывающих миллионы лет, формируется под воздействием факторов, отличных от тех, которые наблюдаются у отдельных видов, что подчеркивает сложность эволюционного давления на размер мозга.
«Почему и как у людей развился большой мозг, является центральным вопросом в эволюции человека», — сказала соавтор исследования Джоанна Бейкер. «Изучая размеры мозга и тела у разных видов на протяжении миллионов лет, мы обнаружили, что наш отличительный большой мозг возник в первую очередь в результате постепенных изменений внутри отдельных видов».
