Рост мозга гоминид

[macroevolution]

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:

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.

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.

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?

Comments

[bbzhukov.livejournal.com]

Там до земледелия и оседлости было еще как до Луны раком лесом. Самые ранние очаги того и другого - это уде неолит, ну 12 килолет, ну, может, чуть больше. Никак не 30 - 40.

[zwstl.livejournal.com]

Говорят, чем больше извилин - тем человке умнее. Может стала расти площадь коры? Количество извилин никто не проверял?:)

[xdemarco.livejournal.com]

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.

[rich man (from livejournal.com)]

Как вариант: социализация, т.е развитие обществ, где коллективный разум играет большую роль чем индивидуальный. Умные одиночки начинают проигрывать организованным группам, в которых развитие индивидуальных способностей уже не столь важно, сколь способность подчинения общим целям.

[bbzhukov.livejournal.com]

Например, известны некоторые гены, которые менялись под действием отбора у сапиенсов (судя по соотношению значимых замен к синонимичным) после их отделения от неандертальцев
Это один путь - попробовать получить продукт от "неандертальского" варианта этих генов, посмотреть, чем он отличается от сапиентного, как-то соотнести эти изменения с тем, где вообще этот продукт работает (хотя они же, небось, все "факторы транскрипции"?).

Есть и другой - попробовать прикинуть, ЧТО это могли бы быть за изменения на (микро)морфологическом уровне. Ну там миелиновые оболочки стало возможно делать тоньше, или клеточные тела нейронов уменьшить, или что. У неандертальца, конечно, не посмотришь, какого размера у него тела нейронов были, но можно попробовать сопоставить современного человека с шимпанзе и бонобо. Теоретически, конечно, может быть, что у ранних гоминид после их отделения от общего ствола проконсулид эти самые клеточные тела зачем-то увеличились, чтобы вновь уменьшиться у сапиенсов... но это уже будет явная натяжка (как и предположение, что в шимпанзиной ветви шла параллельная компактизация - им-то зачем?). Значит, если эта гипотеза верна, должны найтись какие-то отличия, которые позволяли бы компактизировать мозг. Не найдутся - значит, гипотеза неверна.

Но как провести через нынешние комитеты по биоэтике заявку на такие исследования (не говоря уж о том, где взять столько шимпанзиных мозгов), я не знаю :-(.

[sadov.livejournal.com]

Вообще-то на эту тему Сергей Савельев много наговорил:

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

http://vk.com/club31688471

[egh0st.livejournal.com]

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.

[farwideserenity.livejournal.com]

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.

[pharmazevt.livejournal.com]

Это типа вот чего: скажем, не было гугла, и приходилось все самому запоминать, мозгом работать, а стал гугл, и теперь запоминать надо только по каким словам искать: налицо "отупение". Когда за отдельного человека часть мозговой работы сделали другие и преподнесли ему ее плоды в готовом виде, у человека пропадает нужда самому утруждать свой моск в этом направлении.

[v-s-c.livejournal.com]

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".

[sensus-sextus.livejournal.com]

Да, точно! Кстати, аналогичные моим рассуждения нашёл у Дробышевского.
Загадка остаётся....

[victor-koldun.livejournal.com]

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...

[levyi-botinok.livejournal.com]

Присоединюсь к сомнениям предыдущего оратора. На мой взгляд физика-экспериментатора, данных при их неочевидной представительности маловато для того, чтобы делать выводы или обосновывать гипотезы.
Если формально - точки на графике нельзя считать измерением одной и той же величины, меняющейся только во времени. То есть, возможны скрытые корреляции с тем, чьи именно черепа (детей, стариков, вожаков, изгоев) той или иной эпохи легче находимы.
Я бы навскидку сказал, что у сапиенсов - плато с выбросом 30К лет назад. Но учитывая, что весь этот выброс представлен 20 точками, я бы отнес его к статистической погрешности или особенностям выборки (кои мне неизвестны).

[alamar.livejournal.com]

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.

[rezdm.livejournal.com]

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

[sleepingtoss.livejournal.com]

"А в промежутке, пока они бродили по южной Азии"
Ну, в Африке в это время сапиенсы тоже были, и даже тихонько вытесняли остальных гоминид, насколько я понимаю, или нет? Считается, что в это время численность африканских сапиенсов резко уменьшилась? Или почему находки вдруг так резко пропадают?

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

У первобытного охотника не слишком много времени задумываться над "проклятыми вопросами", не имеющими никакого отношения к текущим задачам выживания и генетического воспроизводства.

[nicka-startcev.livejournal.com]

>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%.

[wingover.livejournal.com]

Именно о том и речь. Для тех у кого нет времени задумываться, религия - очень полезная вещь.

[dmitry-the-pooh.livejournal.com]

"Теменная и височная доли верхнепалеолитических неоантропов почти не отличаются от современного варианта, а затылочная доля, напротив, очень большая, архаичная по форме. Впрочем, и в затылочной доле происходили прогрессивные изменения, например, её наибольшая ширина постепенно поднималась наверх. Функционально мозг людей верхнего палеолита, вероятно, мало отличался от современных, хотя бросается в глаза несравненно более сильное развитие зрительных полей в древности, что, вероятно, объясняется большей зависимостью от окружающей среды." http://antropogenez.ru/zveno-single/154/

Вроде как согласуется. И еще мозжечок у них был больше.

[fangorn-y.livejournal.com]

Как совершенно справедливо заметил aosypov, "надо бы еще отнормализовать на массу тела (коэффициент энцефализации) и еще раз поглядеть на весь график".
Учитывая, что кроманьонцы были выше нас - не было ли основной причиной недавнего уменьшения мозга просто изменение массы тела?
Аналогично: до 2,5 Ма мозг почему-то почти не рос, и вдруг резко начал бурно расти. Однако до 2,5 Ма размеры тела, похоже, уменьшались - а после начали увеличиваться.
Еще в тему: разница в весе мозга мужчин и женщин больше, чем разница в интеллекте. Однако при этом мужчины, в среднем, крупнее женщин.
Может, кривая коэффициента энцефализации окажется куда более "гладкой", чем кривая веса мозга? Если так - то вопросы по поводу "скачков" и "поворотов" отпадут сами собой.

[fangorn-y.livejournal.com]

Но вес мозга связан не только с умственными способностями. Он связан и с массой тела (коэффициент энцефализации).
Честно говоря, я не до конца понимаю причины такой связи. Понятно, что разное давление отбора. Однако у слонов, некоторых динозавров и особенно китов есть место для значительно большего мозга, но коэффициент энцефализации у них не зашкаливает. Также заметно, что при одинаковом коэффициенте энцефализации животные с более крупным мозгом все-таки умнее - но различие очень скромное по сравнению с животными одного размера. но разного веса мозга.
Но раз уж такие связи есть - возможно ли делать хоть какие-то выводы о динамике "мозговитости" без учета динамики массы тела? Если я не путаю, кроманьонцы были (в среднем) выше нас?

[fangorn-y.livejournal.com]

Может, разница в весе мозга связана не только с небольшим преимуществом в среднем уровне интеллекта, но и с бОльшим средним весом тела мужчин по сравнению с женщинами (см. Коэффициент энцефализации)?

[fangorn-y.livejournal.com]

Имелось в виду то, о чем Марков писал в своих книгах: с момента появления высокоразвитой культуры люди стали больше действовать согласно словам других людей, чем доходить до всего своим умом.

[askondrashov.livejournal.com]

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.