macroevolution: (anomalocaris)
macroevolution ([personal profile] macroevolution) wrote2013-02-23 07:13 pm

Рост мозга гоминид

Пара картинок, основанных на данных по объему мозга ископаемых гоминид (данные собраны С.В.Дробышевским, что, с моей точки зрения, дает гарантию качества; они представлены на сайте антропогенез.ру в виде интерактивной диаграммы: http://antropogenez.ru/brains-timeline/)

1. Все гоминиды, кроме детей и двух древнейших черепов (тумая и арди, они были бы далеко-о слева): 3,5 млн л.н. - современность:
brainsall
Больше всего это похоже на стабильный рост, близкий к экспоненциальному. Каких-то скачков, рывков, ступенек и периодов стазиса в духе "теории прерывистого равновесия" тут не видно. Объем мозга представителей рода Homo устойчиво увеличивался в течение двух миллионов лет с более-менее постоянной скоростью порядка 0,8 - 0,9% за 1000 поколений, удваиваясь каждые 75-80 тысяч поколений (если поколение - 20 лет). Экспоненциальный рост морфологического признака в ходе эволюции не следует интерпретировать как "рост с ускорением"; это как раз тот рост, который мы ожидаем "по умолчанию"; недаром при измерении скорости эволюции морфологических признаков принято пользоваться логарифмами (см. http://en.wikipedia.org/wiki/Darwin_(unit) - в нашем случае скорость эволюции равна 0,2 дарвина, если я не обсчитался).
На самом деле удивляет здесь не экспоненциальный характер роста, а его постоянство. Удивительно упорное, непрекращающееся двухмиллионолетнее разрастание крайне дорогостоящего, энергоемкого органа.

И никаких признаков замедления роста со временем - я лично не вижу. Это второй момент, который можно назвать удивительным. Естественно было бы ожидать, что рост мозга в какой-то момент начнет постепенно замедляться (потому что по мере роста мозга растут издержки на его содержание и нагрузка на родителей), и график в целом получится S-образный. Это была бы тогда вполне естественная, легко интерпретируемая, типичная динамика.

Что же там происходит, в самой правой части графика, в последние десятки-сотни тысячелетий? Посмотрим поближе.


2. Вот фрагмент графика, отражающий последние 200000 лет. Кружки - условные "гейдельбергские люди", треугольники - условные сапиенсы (для Омо 1 и 2 я всё-таки взял последние датировки, не так, как у Дробышевского, но это не важно), ромбы - неандертальцы, красный квадратик - средний объем мозга современных людей.
brains200
Опять-таки, я не вижу здесь постепенного замедления. Скорее похоже на то, что рост упорно продолжался вплоть до примерно 40-30 тыс. л.н. А потом произошел некий перелом.

3. Вот последние 35 тысяч лет.
brains35
Формально говоря, это уменьшение статистически достоверно, хотя я всё понимаю, конечно.
Рассуждения Дробышевского см. тут: http://antropogenez.ru/article/493/
Мои - в двухтомнике.
По-моему, перелом в динамике все-таки слишком внезапный, чтобы отмахиваться. Ничто как бы не предвещало. Рос-рос мозг у наших предков два миллиона лет, рост не замедлялся даже, и вдруг.
По-моему, вытеснение неандертальцев и "верхнепалеолитическая революция" - события, совпадающие во времени с переломом - вряд ли могут не иметь к нему никакого отношения.
А вы как думаете?

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-02-23 04:09 pm (UTC)(link)
Вот график климата (жаль, время на нем в обратную сторону отложено). Из статьи в Science: http://www.sciencemag.org/content/331/6016/453.abstract
climate
В последнее время было как минимум четыре четких цикла оледенений - межледниковий с периодом примерно 120 тысяч лет. Я, если честно, в упор не вижу корреляции с мозгами. 40-20 тысяч лет назад был самый ледниковый максимум, холодрыга.

[identity profile] dmitry-the-pooh.livejournal.com 2013-02-23 04:09 pm (UTC)(link)
Уменьшение объема мозга вовсе не обязательно говорит о снижении интеллекта.
Можно, например, предположить, что примерно 40 тысяч лет назад возникла и начала распространяться мутация, которая привела к некоторому повышению эффективности высшей нервной деятельности, какое-то изменение во внутренней структуре мозга, например.

Возможно также, что уменьшение объема мозга действительно связано с верхнепалеолитической революцией, но не потому, что потребность в интеллекте снизилась, а потому, что стало возможным сократить сенсорные и моторные области, уже не столь критичные в новых, более комфортабельных условиях жизни.

[identity profile] fan-d-or.livejournal.com 2013-02-23 04:11 pm (UTC)(link)
>> Моя гипотеза в том, что именно быстрый расцвет культуры устранил те причины, которые заставляли мозг увеличиваться.

Безусловно и однозначно - именно так должно происходить при переходе в надсистему (в соответствии с идеями ТРИЗ).
Надсистема в виде "коллективного интелекта" (помним про "коллективное бессознательное") изолировала особь от окружающей среды - то есть, облегчила выживание, существенно упростив добывание пищи и прочие первичные функции, включая обеспечение безопасности.
При этом, развитие мозга не остановилось - изменились требования к поведению: управление поведением виртуализируется - то есть, становится более гибким, но при этом содержит меньший набор первичных функций (врождённых рефлексов).
Здесь надо б посмотреть динамику эволюции коры по отношению к общему объёму мозга - эволюция продолжилась именно здесь...
Edited 2013-02-23 16:14 (UTC)

[identity profile] chieffff.livejournal.com 2013-02-23 04:12 pm (UTC)(link)
Ну да, Станислав говорит, что видит :).

Тут, как Вы понимаете, нужно еще учитывать, что по последним 20-30 тысяч лет данных больше всего. Если бы у нас была такая же подробная статистика на миллион лет в прошлое - не увидели бы мы и там такие колебания (при общей прогрессивной тенденции)?

[identity profile] dimamed666.livejournal.com 2013-02-23 04:13 pm (UTC)(link)
//Моя гипотеза в том, что именно быстрый расцвет культуры устранил те причины, которые заставляли мозг увеличиваться.// - забавно, что ваша гипотеза коррелирует с гипотезой С. Лема, который культуру называл ошибкой. Имхо, ошибка не ошибка, но есть в этом какое-то рациональное зерно - ведь культура, по сути, изменила направление естественного отбора, добавив в него и антропогенные факторы - например, развитые обычаи, ритуалы, религии и идеологии. Всё это хоть и требует подчас сложного поведения, но особенность этих "культурно обусловленных форм поведения" в их однообразии и крайне низкой пластичности. К этому куда легче приспособится, чем к постоянно меняющимся и напряжённым условиям "дикой" жизни, а значит, и такой объёмный мозг не особо нужен. Так как проблема физического выживания, полагаю, 20-25 тысяч лет назад из-за появления более развитых технологий уже так остро не стояла, как у эректусов, например, то подобные ригидные и однообразные формы поведения, не требующие "особо мощного" мозга, естественным отбором игнорировались вместе с их носителями, естественно. Постепенно, по мере развития культуры и технологий, приемущества стали получать те, кто лучше адаптировался к антропогенной среде, для которой, видимо, большой мозг оказался не обязателен.)) Меня вообще частенько посещает мысль, что культура может способствовать деградации человечества - по тем же креационистам это хорошо видно.)))
arech: (Default)

[personal profile] arech 2013-02-23 04:14 pm (UTC)(link)
> Моя гипотеза в том, что именно быстрый расцвет культуры устранил те причины, которые заставляли мозг увеличиваться.

А поконкретнее можно? Какие конкретно это были причины, и как помогла тут культура?
timur_nechaev77: (Азъ)

[personal profile] timur_nechaev77 2013-02-23 04:16 pm (UTC)(link)
Не набегут. Креационистов отпугивают графики. Они хорошо приманиваются на простые и понятные картинки.
Edited 2013-02-23 16:16 (UTC)

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-02-23 04:17 pm (UTC)(link)
Вот да, эту возможность исключить мы никак не можем.
ext_475885: (daemon face)

[identity profile] brewbuilder.livejournal.com 2013-02-23 04:23 pm (UTC)(link)
Видимо, быть шибко умным стало опасно -- съедят, а главное, очень мучительно :)

[identity profile] thor-2006.livejournal.com 2013-02-23 04:26 pm (UTC)(link)
Переход количества в качество?

[identity profile] krassova-lily.livejournal.com 2013-02-23 04:29 pm (UTC)(link)
Люди обрели вторую сигнальную систему, появилась возможность передавать знания из поколения в поколение на словах и в виде письменности... объем мозга перестал увеличиваться - каждая конкретная особь не старалась дойти до всего самостоятельно в течение жизни, а училась у старших... ну как-то так я поняла этот процесс

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-02-23 04:31 pm (UTC)(link)
Читатели в комментариях уже развили эту мысль.
Причины - возможно, нижне- и среднепалеолитическому охотнику-собирателю было почему-то очень выгодно быть умнее других.
Может, помогало свой статус поднять (теория макиавеллиевского интеллекта) или лучших брачных партнеров привлечь (теория полового отбора).
А с началом стремительного развития культуры всё это могло измениться (см. в комментах и в моем двухтомнике, том 2, стр. 249-254.)

[identity profile] krassova-lily.livejournal.com 2013-02-23 04:35 pm (UTC)(link)
ну так и сам слон больше.

[identity profile] keytaro-kun.livejournal.com 2013-02-23 04:37 pm (UTC)(link)
Ну как же нечего! Явный перелом на современном человеке - он выпадает из эволюционной цепочки гоминид!! Характерно, что размеры мозга уменьшаются - человек деградирует вследствие грехопадения!!! Если сейчас сделать вброс на форуме креационистов, уже завтра ваши графики пойдут по рукам, а послезавтра ждите публикаций во всех СМИ на тему "Известнейший эволюционист нашел явное опровержение теории эволюции! Биологи в недоумении!". Да у меня уже руки чешутся! :D

Не, серьезно, если смешать религию и науку, начать по библии учить биологию, физику и историю - такая взрывоопасная смесь получается... Как на пороховой бочке - чуть искра, сразу же всё взрывается. Жаль собратьев по вере, равно как и ученых от них пострадавших, но, елки-палки, это же, действительно, смешно! Я могу при желании обосновать по библии (даже в перемешку с учебником физики) геоцентрическую систему - ну, почему на это больше никто не ведется, и даже не считает богословским вопросом?

А если серьезно, то последняя выборка как-то не особо достоверна. От 35 млн. до 35 тыс. лет, да еще и учетом таких флуктуаций... Давайте еще хотя бы 100 тыс. лет поживет, а там уже посмотрим?

[identity profile] afranius.livejournal.com 2013-02-23 04:39 pm (UTC)(link)
Больше всего это похоже на стабильный рост, близкий к экспоненциальному. Каких-то скачков, рывков, ступенек и периодов стазиса в духе "теории прерывистого равновесия" тут не видно.
--------------------------
Любопытно.
А мне -- так видятся (в распределении самих точек!) два отчетливых плато (3.5-2 млн и 1.8-600), соединенных двумя ступеньками. Каковые ступеньки, кстати, отлично совпадают с 1-ой и 2-ой Кулинарными революциями.
Подозреваю, что если аппроксимировать прямой -- выйдет не хуже :)

[identity profile] iisus.livejournal.com 2013-02-23 04:42 pm (UTC)(link)
На этот счёт у меня две идеи:

1. Произошла мутация, увеличившая эффективность работы мозга, и стало возможным продолжать рост интеллектуальных способность без утяжеления мозга.

2. Общества усложнились, возникла специализация и разделение труда. Отбор пошёл не по качеству материала отдельных людей, а по качеству обществ, людьми образуемых. Так что для человека миновала острая необходимость совершенствоваться в скорости реакции, точности движений, искусстве приобретения охотничих навыков и способности предсказывать поведение сложной среды. Взамен, стало важно совершенствовать коммуникативные способности, речь, эмоциональность, языковые навыки. То есть, развитие крупных древних участков мозга сменилось развитием маленьких и молодых участков, что не требовало большого нароста массы.

[identity profile] keytaro-kun.livejournal.com 2013-02-23 04:44 pm (UTC)(link)
Чую в себе силушку богатырскую объяснить графики люду православному! Такой взрыв можно устроить, этот этот пост будет аргументом номер один на десятилетия вперед, эти графики (пусть, не всем понятные) станут знаменем креационизма! можт даже откроют креационистский институт им. Маркова... :)

Ну просто в силу того, что остальные их аргументы, реально, убоги до невозможности... А тут главное слова подобрать хорошо.
Edited 2013-02-23 16:45 (UTC)

[identity profile] fanatick.livejournal.com 2013-02-23 04:45 pm (UTC)(link)
думаю, на протяжении двух миллионов лет много раз встречались отрезки по 35 тысяч лет, в течение которых объем мозга локально уменьшался. кривая, полученная опытным путем, не может быть совершенно гладкой. так что возможно наблюдения последних лет ни о чем не говорят.

[identity profile] elisapeyron.livejournal.com 2013-02-23 04:45 pm (UTC)(link)
не сочтите только за критику, но 1гр на 0,2- 0,3 означает что среднестатистический мужчина должен быть на 30-40IQ "умнее" женщины. если мне память не изменяет со склерозом, при оценке интеллекта мужчин и женщин такой сильной разницы не наблюдается О_о
ну то есть в среднем женщины "глупее" на 5-10 IQ. но не на 30 же...

[identity profile] fan-d-or.livejournal.com 2013-02-23 04:47 pm (UTC)(link)
Ну, это слишком общая формулировка - а в ТРИЗ есть как раз для подобного случая: переход в над-систему.

Вообще же при разбирательствах в отношении эволюции, следует обязательно ознакомиться с ТРИЗовской ТРТС (теория развития технических систем): хоть оно и названо "техническими системами" - на на самом деле относится к любым системам...

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-02-23 04:47 pm (UTC)(link)
3,5 - 2 - это точно плато, это у австралопитеков мозг еще не начал расти!
Второго плато не вижу: по-моему, сгущение точек 1.0 - 0.6 млн отчетливо выше сгущения на 1,9 - 1,5.
Но, конечно, надо статистику считать.
А вот то, что аппроксимировать прямой - хуже, это мы проверили. Хуже.

[identity profile] s0no.livejournal.com 2013-02-23 04:50 pm (UTC)(link)
У кита и слона мозг тяжелее, что не говорит о превосходстве их интеллекта. Просто эволюция от изменения массы перешла к изменению связей между нейронами, появлению третичных полей коры.

Другой вопрос, что именно было причиной поворота в направлении развития.

[identity profile] macroevolution.livejournal.com 2013-02-23 04:51 pm (UTC)(link)
"означает что среднестатистический мужчина должен быть на 30-40IQ "умнее" женщины"
Очень интересно. Как вы это рассчитали?
У меня тут данные по мозга совр. людей такие: 1,285 - среднее для женщин, 1,424 - для мужчин.

[identity profile] aosypov.livejournal.com 2013-02-23 04:53 pm (UTC)(link)
Мне кажется не очень обоснованным утверждение, что раньше нужно было держать в голове больше, чем сейчас. Неплохо бы каких-нибудь формализаций придумать и посмотреть на что-нибудь типа, например, бюджета времени по обществам с разным укладом.
Кроме того, из этого утверждения следует, что современные охотники и собиратели должны иметь относительно бОльший мозг. Есть ли такие данные?
Кроме того, надо бы еще отнормализовать на массу тела (коэффициент энцефализации) и еще раз поглядеть на весь график, а то как-то некузяво получается... И это - самое простое и быстрое, что тут можно поглядеть.
Ну и, наконец, соображение того же бытового уровня, что и критикуемое - вот фиг уменьшилась мозговая нагрузка с переходом от охоты/собирательства к современному укладу, и продолжительность _периода детства_ тому подтверждение.

[identity profile] gilgamesh-lugal.livejournal.com 2013-02-23 04:54 pm (UTC)(link)
Собственно ледниковым максимумом считается ямка в районе 20. Невысокое плато от 50 до 30 - интерстадиал MIS3, он же каргинский, он же средний валдай и др. Для многих регионов различие природных обстановок было существенным. Да и позднеледниковье - отдельная песня. Привлечение климатических объяснений вообще требует использования и географического распределения находок, т.к. где-то холодало сильнее, где-то слабее, сезонность могла изменяться и увлажнение. Снова же, климат менялся и до этого барьера.

Page 2 of 9