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] roman-rogalyov.livejournal.com 2013-02-23 06:48 pm (UTC)(link)
Видимо, уменьшение объёма мозга связано с развитием речи.
Когда можно воспользоваться информацией от других, проблема самостоятельного продумывания уже не стоит так остро.

В этом отношении интересна тенденция последних тысяч лет:
речь - письменность - книгопечатание - телефон - радио - телевидение - интернет - ...

:-) В США, говорят, появился такой лозунг: "даёшь нано-био-инфо-когни-социальный прогресс!" (НБИК(С)). А в рамках этого прогресса - непосредственный обмен эмоциями через компьютерную сеть. Боюсь, от этого мозг отдельно взятого индивида ещё больше усохнет.

[identity profile] makrofag2.livejournal.com 2013-02-23 06:53 pm (UTC)(link)
Тем не менее была тенденция на уменьшение мозга , наверняка за счёт увеличения роста периферической нервной системы..
Из "обзор эволюции мозга" "Показательны изменения объёма мозга в процессе эволюции гоминид. Стоит отметить два важных феномена: во-первых, скачок объёма мозга у "ранних Homo" по сравнению с австралопитеками, произошедший около 2,5 миллионов лет назад, с последующим резким ускорением прироста массы мозга (у разных групп австралопитеков за время от 7 до 1 миллиона лет назад размеры мозга почти не изменились); во-вторых, уже упомянутая смена тенденции увеличения мозга на уменьшение, произошедшая в конце раннего верхнего палеолита"

[identity profile] bbzhukov.livejournal.com 2013-02-23 07:22 pm (UTC)(link)
вытеснение неандертальцев и "верхнепалеолитическая революция" - события, совпадающие во времени с переломом - вряд ли могут не иметь к нему никакого отношения.
Там же еще одно знаменательное событие точно совпадает - появление фигуративного искусства. Типа сидели в Африке полтораста тысяч лет со вполне уже сапиентной морфологией - и в лучшем случае орнаментики какие-то (такие, что и шимпанзе смогли бы не хуже) чертили на страусиных скорлупках. А как приперлись в Европу, так сразу им приспичило вырезать всяких бизонов-мамонтов, да Альтамиры размалевывать. Тут-то мозги усыхать и начали - как от такого не усохнуть? Так что да здравствует абстракционизм и прочие прогрессивные направления современного искусства, вернувшие человечеству надежду на сохранение рассудка! :-)

Если серьезно, то как Вам такая гипотеза: именно около описываемого времени сапиенсам подвернулся какой-то генетический путь к компактизации мозга. Т. е. вариант, позволяющий запихнуть те же функциональные возможности в меньший (хотя бы чуть-чуть) объем. Причем это было не разовое решение, не какая-то одна мутация, а именно эволюционный путь, требующий многих шагов, каждый из которых приводит к маленькому, но селективно заметному (при таких-то проблемах с родами!) улучшению.

Если это допустить, то дальнейшее, по-моему, очевидно: и смена тенденции в эволюции размера мозга, и расцвет культуры, и вытеснение неандертальцев (мы всё спорим: сапиенсы были более умными! нет, более сплоченными и способными к командной игре! нет, просто более агрессивными! и т. д. А у них просто женщины чуть реже умирали родами...) И даже явное возрастание разброса размеров мозга у сапиенсов по сравнению с их предшественниками и современниками.

[identity profile] sleepingtoss.livejournal.com 2013-02-23 07:31 pm (UTC)(link)
Как это так получилось, что между 40 т.л. и 100 т.л. нет ни одного зелёного треугольничка? При том что до и после этих границ их появляется сразу много.

[identity profile] wingover.livejournal.com 2013-02-23 07:37 pm (UTC)(link)
Я смотрю, тут неплохой мозговой штурм получается, добавлю свой кусочек паззла: появление религии (возможное свидетельство - упоминавшееся выше фигуративное искусство).

Это неплохой стимул к высвобождению ресурсов мозга первобытного охотника, тратящихся на решение "проклятых вопросов" (кто все создал? что будет после смерти? и т.д.).

[identity profile] poplavsky.livejournal.com 2013-02-23 07:42 pm (UTC)(link)
я думаю это знаменует появление религии

[identity profile] zwstl.livejournal.com 2013-02-23 07:55 pm (UTC)(link)
Говорят, чем больше извилин - тем человке умнее. Может стала расти площадь коры? Количество извилин никто не проверял?:)

[identity profile] xdemarco.livejournal.com 2013-02-23 08:05 pm (UTC)(link)
ускорился отбор людей по социальной адаптированности, т.е. размножались те, кто хорошо приспосабливался, а не "гении", + улучшение организации внутричерепного пространства, что, скорее, наоборот, вселяет оптимизм, учитывая, что количество не всегда переходит в качество. На улице теплеет последние 10000 лет - лишний вес ни к чему. Главное не что, а КАК (устроено). я, конечно, не буду сравнивать мозг с хвостом, но принимая во внимание как неэффективно мы им (мозгом) пользуемся, для некоторых и он рудиментарный орган.

[identity profile] sadov.livejournal.com 2013-02-23 08:33 pm (UTC)(link)
Вообще-то на эту тему Сергей Савельев много наговорил:

https://www.youtube.com/user/SavelyevMozg

http://vk.com/club31688471

[identity profile] egh0st.livejournal.com 2013-02-23 08:44 pm (UTC)(link)
техническая версия.

скорее, дальнейший рост моска не приводил к повышению интеллекта имеющему отношение к дарвинизму. То есть дальнейший рост вполне мог обеспечивать и обеспечивает рост культурности, социальной жизни и так далее, но прямого отношения к выживаемости не имеет.

А моск он такой, кушать просит. И попробуй не дай. И не только покушать. Если не ошибаюсь, в базальтовом уровне порядка 20%-25% всей энергии туда и уходит. Фактически в электричество уходит.

Полная аналогия с процессором -- может никакой полезной работы не совершается, а электричество в тепло переводится. Точно вот пример с гигагерцами. Можно производительность частотой наращивать, но тогда процессор утюгом становится. А можно (что и делается) техпроцесс улучшать. Вот так и с людьми, видимо. Структура мозга (==техпроцесс:) стала достаточно продвинутой, вот и не нужно столько энергии впустую переводить.

[identity profile] farwideserenity.livejournal.com 2013-02-23 09:24 pm (UTC)(link)
Сколько раз уж говорили да объясняли... Глупость несусветная. Дробышевский некомпетентен, редактор "антропогонеза" некомпетентен, и вы туда же.

Нельзя сравнивать ископаемые черепа палеолитической северноевропейской популяции (популяций) со "средним по больнице" современным объемом черепа. Большая часть человечества - низкорослые и тщедушные люди (китайцы, индийцы, часть южноамериканцев и африканцев). Если вы будете сравнивать ископаемые черепа с черепами современной северноевропейской популяции и некоторых высокорослых африканских народов , вы увидите, что объем последних больше. Всё, на коленке сляпанной теории крышка.

[identity profile] v-s-c.livejournal.com 2013-02-23 09:34 pm (UTC)(link)
1. Насколько я помню, у современных людей IQ хорошо коррелирует с объемом фронтальной коры, а не с массой всего мозга.

2. Интересно было бы посмотреть на аналогичный график по размерам родовых путей.

3. Ну еще "от балды" можно предположить, что при большей связности общества таланты "большеголовых" вполне обеспечивают благосостояние "мелкоголовых", и последние могут "расслабиться".

[identity profile] victor-koldun.livejournal.com 2013-02-23 09:39 pm (UTC)(link)
Не совсем корректное сравнение. У современного человека тоже есть разлет по объему мозга. Надо сравнивать не с "квадратиком", а с "прямоугольником" значений. А учитывая, что в случае с ископаемыми черепами мы имеем более чем случайную выборку, то тут возможны очень уж разные варианты.

Хотя... Кого мы дурим...

[identity profile] alamar.livejournal.com 2013-02-23 09:49 pm (UTC)(link)
http://blog.wilshipley.com/2005/05/on-being-crazy.html
Вот высказывается совершенно ненаучная, но интересная точка зрения, что с ростом умственных способностей повышается вероятность, что личность пойдёт вразнос. Больше поверхность уязвимости, так сказать.

[identity profile] rezdm.livejournal.com 2013-02-23 10:02 pm (UTC)(link)
А можно взгляд человека далёкого от, скажем так, обсуждаемой темы, я ближе к математике.

А что, если отнормировать объем на какие-либо существенные параметры? Я вот, ну просто «от балды» могу предположить, просто, как пример:
• средняя температура (соответствующего региона, естесственно)
• плотность населения
...

Можно много, что ещё предложить, полагаю

[identity profile] nicka-startcev.livejournal.com 2013-02-23 10:33 pm (UTC)(link)
>Больше всего это похоже на стабильный рост, близкий к экспоненциальному.

не похоже.

Явные ступеньки "до 2млн", "до 1.2 млн", и еще пара. (точка в районе 1.4млн - артефакт).

>Удивительно упорное, непрекращающееся двухмиллионолетнее разрастание крайне дорогостоящего, энергоемкого органа.

интересно бы посмотреть аналогичные графики по хвостам павлинов. Там жеж заведомый "понт ради понта".

>По-моему, перелом в динамике все-таки слишком внезапный, чтобы отмахиваться.

земледелие, феодализм-рабовладение, призывная армия, в которую сдают самых непослушных. Вместо отбора на хитрость-добычливость пошел отбор на тупость-исполнительность.

сам я плотник, но я бы аккуратно поискал фазовые переходы типа "в разных типах сообществ разное направление отбора" и рассматривал бы рост мозга в зависимости от критериев отбора ,которые заведомо разные у охотников-собирателей, рабов, пейзан, наемных рабочих.

upd: я бы еще попробовал поискать "многофакторные" модели. То есть, добавить к каждой точке кучу параметров виде есть/нет земледелие, речь, религия, жрецы, скотоложство, металлургия, рыболовство, итп. Чем больше тем лучше. а потом поискать всякие затейливые корреляции типа "религия дает -10 к уму" или "речь дает -10 к необходимому объёму ума для совершения тех же действий". То есть, данный график явно криво описывается однопараметрической моделью - разброс больше 20%.
Edited 2013-02-23 22:59 (UTC)

[identity profile] askondrashov.livejournal.com 2013-02-24 12:12 am (UTC)(link)
Саша - мужики сомневаются. Это у кого было почти 700 аж 2 миллиона лет назад? Вроде бы, нет никаких достоверных находок "Homo", которые были бы древнее A. sediba - которому меньше 2 миллионов. Это - принципиальный момент. Если sediba - наш прямой предок, то получается, что австралопитеки почти 2 миллиона лет (с Люси до 1.979) валяли дурака и мозг у них как раз не рос.

[identity profile] kodak2004.livejournal.com 2013-02-24 02:28 am (UTC)(link)
Кстати, если кому интересно: глава Evolution of the Primate Brain (https://www.dropbox.com/s/hzl7iz8avwdb2lh/bc986b0c193594da4b339aa04b67f956.pdf) из Handbook of Paleoanthropology.

[identity profile] egzadereev.livejournal.com 2013-02-24 06:44 am (UTC)(link)
а почему никто не вспоминает старика Gerald Crabtree? Вы прямо мельницу на его воду льете - отбор на интеллект перестал работать и мозгу пухнуть больше не надо. Только всегда ли размер имеет значение? Может начиная с какого-то размера координация становится менее эффективной, вот и тормознул на оптимальном размере, а дальше повышение эффективности пошло.

Глупеем ли мы? О причинах уменьшения мозга

[identity profile] livejournal.livejournal.com 2013-02-24 07:03 am (UTC)(link)
Пользователь [livejournal.com profile] topof сослался на вашу запись в записи «Глупеем ли мы? О причинах уменьшения мозга (http://topof.livejournal.com/410805.html)» в контексте: [...] которых понимают немногие, тексты о таинственном http://macroevolution.livejournal.com/114172.html [...]

Рост мозга гоминид

[identity profile] livejournal.livejournal.com 2013-02-24 07:34 am (UTC)(link)
Пользователь [livejournal.com profile] belovetc сослался на вашу запись в записи «Рост мозга гоминид (http://belovetc.livejournal.com/299378.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Рост мозга гоминид [...]

[identity profile] gineer.livejournal.com 2013-02-24 08:06 am (UTC)(link)
Ну, если перевернуть понимание наоброт -- это не рост вдруг начал замедляься у современных людей.
А люди стали современными, когда он стал завершатся.
Тогда и причину можно подобрать довольно очевидную,
например если взять известный в определенных кругах "закон Мура",
который не спотря на свое почти полувековое шествие, таки начал замедлятся.
И причина... вполне прозаичная -- технические ограничения на пути такого роста.
Так что, вполне возможно что и с человеческим мозгом оно то же самое -- долгий экспоненциально-экстенсивный рост,
который наконец упирается в пределы физиологии, и начинается отскок.

[identity profile] steblya-kam.livejournal.com 2013-02-24 09:22 am (UTC)(link)
А мне первое, что бросилось в глаза - это рост разброса между минимальным и максимальным размером мозга. На это какие-нибудь поправки делались?

[identity profile] fi-nick.livejournal.com 2013-02-24 10:16 am (UTC)(link)
Представляется, что bbzhukov совершенно прав. Т.е. можно и нужно спорить о деталях (вам, специалистам), но по сути всё очень убедительно.

Аналогия с процессорами и «законом Мура» уже обоснованно проводилась.

Вольная параллель с авиастроением: даны несколько моделей фюзеляжей со схожими и пока что слабенькими движками. И разные КБ методом тыка химичят каждый со своим проектом. Кому-то повезло: и их самолёт первым оторвался от земли и «завоевал» воздух. И теперь задача – сбросить излишний вес мотора (а также, возможно, и лишнюю мощность), короче, довести до ума.

Похоже также, что «верхнепалеолитическая революция» – своего рода маркер достижения требуемого предела энцефализации (мощности).

С одной стороны, индивид уже практически достиг фенотипического оптимума. Вряд ли можно сомневаться, что «альтамирский живописец», родись он в наши дни, легко утёр бы нос нынешнему президенту Академии художеств.
А с другой стороны, именно этот оптимум и обусловил возможность для успешной социализации (а вне социума даже гений-мизантроп – муравей без муравейника и ноль без палочки), и из «отдельных маячков в ночи» человечество стало «лоскутным одеялом», покрывшим все мало-мальски пригодные для жизни части планеты.

[identity profile] chieffff.livejournal.com 2013-02-24 11:17 am (UTC)(link)
Интересно - из тезисов грядущей 82-й конференции Американской ассоциации физических антропологов (будет в апреле):

A quantitative approach for late Pleistocene hominin brain size.

We created a database containing 411 individuals of whom 43 are Neanderthals and 339 Pleistocene (161) and Holocene (207) AMH.
The results of our study show that Neanderthals have smaller brains than the Pleistocene AMH despite the fact that the latter are smaller in body mass. However, the Holocene AMH (7 populations) have smaller brain sizes than those of Neanderthals. Nevertheless, both taxa have brain size ranges that overlap substantially (>45.22%), and their means are therefore indistinguishable from a statistical point of view. On the other hand, while the AMH's body size seems to fit ecogeographic assumptions (Bergmann’s rule) [logLAT on logBM (R=0.258; p=<0.001)], Neanderthal size variability seems to respond rather to a temporal pattern of increase [logEV on logTIME (R=-0.604; p=<0.001) and logBM on logTIME (R=-0.579; p=<0.002)]. The most recent populations of AMH have smaller brain sizes. This fact could be linked with genetic variations, such as Microcephalin, a specific regulator of brain size, because this gene has continued evolving beyond the emergence of AMH.

http://physanth.org/annual-meeting/82nd-annual-meeting-2013/aapa-meeting-program-2013

Page 2 of 3