Донедавна вчені були переконані, що еволюція людського роду беззастережно характеризувалася поступовим збільшенням розміру мозку. Цей процес, відомий як енцефалізація — збільшення розміру мозку відносно розмірів тіла — вважався провідним чинником, що сприяв розвитку складних навичок. Антропологи стверджували, що саме пропорційно більший мозок дозволив нашим предкам та їхнім родичам виконувати такі складні дії, як використання вогню, виготовлення знарядь праці, створення мистецтва та одомашнення тварин.
Загадка Homo floresiensis: Перепис еволюційної історії
Проте ці усталені погляди були кардинально переглянуті, коли у 2004 році археологи оголосили про відкриття наших викопних родичів – Homo floresiensis. Ці гомініни, яких влучно прозвали “гобітами”, мешкали приблизно від 700 000 до 60 000 років тому у тропічних лісах Індонезії, на острові Флорес, і частково співіснували з нашим власним видом, Homo sapiens. Острів Флорес — це індонезійський острів, що входить до складу Малих Зондських островів. Він відомий своїми унікальними екосистемами, включаючи тропічні ліси та вулканічні ландшафти, а також єдиними у своєму роді археологічними знахідками, які свідчать про існування карликових форм тварин та гомінінів.
Гобіти мали невисокий зріст, трохи більше одного метра (3 фути), і мозок розміром із мозок шимпанзе. Це відкриття зруйнувало гіпотезу про безперервне збільшення розміру мозку протягом останніх кількох мільйонів років та викликало замішання щодо того, що відрізняє сучасних людських родичів із нашого роду Homo від наших давніших предків.
Зуби як літопис мозку: Нові дані з черепів та зубів
Нове дослідження, проведене професорами антропології з Університету Західного Вашингтону, пропонує свіжу теорію про те, як саме гобіти стали такими маленькими. Університет Західного Вашингтону — це державний університет, розташований у місті Беллінгем, штат Вашингтон, США. Він відомий своїми програмами в галузі наук про довкілля, бізнесу та мистецтв, а також активною дослідницькою діяльністю, зокрема в антропології та еволюційній біології. Після відвідування семінару з біологічної антропології, присвяченого вивченню підлітків у викопному літописі, дослідники розпочали вивчати зміни розміру мозку впродовж еволюції людини. Їхня попередня робота над пропорціями молярних зубів вже надала важливу інформацію про еволюцію вагітності, показавши, що темпи розвитку плода тісно пов’язані з пропорціями молярів у приматів. Тепер вони прагнули виявити зв’язок між пропорціями зубів та розміром мозку у наших викопних родичів.
Палеонтологи часто мають у своєму розпорядженні лише обмежені скелетні матеріали, іноді лише кілька зубів, для багатьох викопних видів, включаючи Homo floresiensis. Якщо пропорції зубів можуть надати інформацію про розмір мозку викопних істот, це відкриває величезні можливості для оцінки минулих змін в енцефалізації.
Відновлення розміру мозку за допомогою зубів
Вчені зібрали дані про розмір зубів та мозку для 15 викопних видів на генеалогічному дереві людини, що охоплює близько 5 мільйонів років еволюції. Дещо парадоксально, але треті моляри, відомі як зуби мудрості, пропорційно зменшувалися, тоді як розмір мозку зростав упродовж еволюції людини у більшості видів.
Загалом, давніші родичі людини з відносно більшими зубами мудрості мали менший мозок. Новіші таксони, такі як Homo neanderthalensis (неандертальці — вимерлий вид або підвид роду Homo, що жив у Європі та Західній Азії від 400 000 до 40 000 років тому, відомий своїм великим мозком і адаптацією до холодного клімату), мали відносно менші треті моляри порівняно з іншими зубами та більший мозок. Цей зв’язок дозволяє дослідникам дізнатися щось про розмір мозку у неповних викопних рештках, які, можливо, складаються лише з кількох окремих зубів. Оскільки зуби переважно складаються з неорганічної речовини, вони набагато частіше зберігаються у викопному літописі, становлячи переважну більшість знайдених палеонтологічних матеріалів. Можливість визначати розмір мозку за кількома зубами є справді корисним інструментом.
Науковці тепер визнають, що формування мозку та зубів нерозривно пов’язане під час вагітності. І для більшості видів більші мізки корелюють з меншими зубами мудрості. Єдиним винятком у роді Homo є Homo floresiensis, гобіт. Зуби мудрості гобітів невеликі пропорційно до інших молярів — типовий для членів роду Homo шаблон. Але їхній мозок також невеликий, що є доволі незвичайним.
Існує два основні способи зменшення розміру мозку: сповільнення росту під час внутрішньоутробного розвитку або сповільнення росту після народження, в дитинстві. Оскільки зуби розвиваються рано під час вагітності, уповільнення темпів росту під час вагітності, як правило, впливає на форму та розмір зубів, або навіть на те, чи розвинуться зуби взагалі. Сповільнення росту пізніше, в дитинстві, впливає на форму та розмір скелета іншими способами, оскільки різні частини тіла розвиваються у різний час.
Нове дослідження надає докази того, що розмір тіла Homo floresiensis, ймовірно, зменшився від більшого предка Homo шляхом уповільнення росту в дитинстві. Маленькі зуби мудрості гобітів свідчать, що, принаймні внутрішньоутробно, вони розвивалися на шляху до пропорційно більших мізків, що є відмінною рисою людей та їхніх родичів. Будь-яке гальмування, що сповільнило ріст мозку, ймовірно, відбулося вже після народження. Насправді, це той самий механізм, за допомогою якого деякі сучасні людські популяції невисокого зросту адаптувалися до своїх місцевих екологічних умов.
Зменшення розмірів на островах
Невеликий розмір тіла Homo floresiensis, ймовірно, був адаптацією до унікальних умов їхнього острівного середовища на Флоресі. Еволюція невеликого розміру тіла як адаптація до життя на ізольованому острові відома як острівний нанізм (або острівна карликовість). Це біологічне явище, коли розміри великих тварин (наприклад, слонів, оленів або навіть людини) зменшуються на ізольованих островах через обмежені ресурси та відсутність великих хижаків. Існує багато прикладів інших ссавців, які зменшилися на островах за останні 60 мільйонів років. Одним із найактуальніших прикладів є карликовий слон Stegodon sondaarii, який жив на Флоресі і на якого H. floresiensis полювали для здобичі.
І Homo floresiensis, і Homo luzonensis — ще один невисокий острівний гомінін з Південно-Східної Азії, що жив на острові Лусон на Філіппінах приблизно 67 000 років тому (його відкриття у 2019 році стало сенсацією, додавши ще одну гілку до генеалогічного дерева людини, яка демонструє острівний нанізм), ймовірно, еволюціонували до дуже низького зросту через екологічні наслідки обмеженої доступності їжі та відсутності великих хижаків, що типово для острівних середовищ.
Оскільки розмір мозку і розмір тіла тісно пов’язані, еволюція розміру тіла нерозривно впливає на еволюцію мозку. Серед сучасних людей більші люди мають більші мізки, а менші люди — менші мізки. Проте люди з меншими мізками аж ніяк не менш розумні, ніж люди з більшими мізками. Варіації розміру тіла диктують розмір мозку; це не є показником когнітивних здібностей. Острівні гобіти виготовляли знаряддя праці, полювали на карликових слонів, які були великою здобиччю для них, і, ймовірно, виготовляли та використовували вогонь.
Наше дослідження підтверджує, що їхній невеликий розмір тіла походить від уповільнення росту в дитинстві. Але цей процес, ймовірно, мав невеликий вплив на функцію мозку або когнітивні здібності. Ми припускаємо, що гобіти були маленькими, але надзвичайно здібними.
Розуміння нашої власної еволюції
Нові дослідження, включаючи наше, продовжують підкреслювати важливість розуміння того, як еволюціонували вагітність, ріст та розвиток дитини. Якщо ми хочемо знати, що відрізняє людей від наших еволюційних предків, і як ми еволюціонували, ми повинні розуміти, як змінилися найперші моменти життя і чому. Наша робота також закликає до переоцінки нескінченної уваги до збільшення розміру мозку як головної рушійної сили людської еволюції. Інші види роду Homo мали невеликі мізки, але, ймовірно, не сильно відрізнялися від нас за своїми здібностями.
