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

[fi-nick.livejournal.com]

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.

[iws]

Тут антропный принцип во всей красе: приспособления могут быть самыми разными, просто именно растущий мозг породил людей. А другие обезьяны, с другими адаптивными «фишками» в интернеты не пишут.

[iws]

«кроманьонцы были выше нас» — а можно ссылочку? Я, кажется, что-то пропустил...

[macroevolution.livejournal.com]

Сравнил Homo из интервала 0,6-1,0 млн и >1-1,8. Из древней выборки парантропов выкинул, оставил только хомо.
Результаты t-test (сын, который только что статистику сдавал, говорит, что тут лучше всего подходит именно этот тест, он же критерий Стьюдента):
t-Test: Two-Sample Assuming Equal Variances (а variances у всех хомо, похоже, действительно одинаковые)
Variable 1 Variable 2
Mean 755.9166667 927.9333333
Variance 22876.62879 19844.20952
Observations 12 15
Pooled Variance 21178.474
Hypothesized Mean Difference 0
df 25
t Stat -3.051951067
P(T<=t) one-tail 0.002663895
t Critical one-tail 1.708140761
P(T<=t) two-tail 0.00532779
t Critical two-tail 2.059538553

Я так понимаю, это значит, что различие по среднему объему мозга между двумя этими выборками, несмотря на их малый размер, весьма достоверные.
Что в целом соответствует общепризнанному в палеоантропологии факту, что у поздних эректусов мозг был больше, чем у ранних эректусов.

[macroevolution.livejournal.com]

Про две кулинарные революции - это не из книжки ли Рэнгема, которую недавно перевели? Дашь почитать?

[chieffff.livejournal.com]

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

[neboraka.livejournal.com]

Позвольте полюбытствовать, что за двухтомник?

И, если будет время - конкретно по эволюцию гоминид хорошие книги-обзоры какие посоветуете? Читал в основном Маркова.

[macroevolution.livejournal.com]

Маркова вы и читаете.

[neboraka.livejournal.com]

Плюс еще вопрос. Сейчас популярно политкорректно писать, что от размера мозга интеллект не зависит - и сразу по примерчику того, что есть гении с малым размером мозга, а есть - с большим. Разумеется, такой "анализ" фигня, нужна статистика. Подобная статистика существует? Скажем, австралийские аборигены - проходят ли они какие-то тесты хуже, чем другие, даже если с детства воспитаны в другой среде?

[neboraka.livejournal.com]

Ээээ... Ну.... Неожиданно =)

Спасибо за ваши книги!

[macroevolution.livejournal.com]

))

[macroevolution.livejournal.com]

Вот хороший обзор: http://www.govrel.vcu.edu//news/Releases/2005/june/McDaniel-Big%20Brain.pdf
Большеголовые люди в среднем все-таки умнее, но корреляция довольно слабая. Т.е. на индивидуальном уровне это не работает, но если вы будете систематически заключать пари что "вот тот парень с большой головой получит больше баллов в тесте по IQ, чем вон тот с маленькой головой", то в конце концов разбогатеете, хотя в каждом отдельном случае запросто можете и проиграть.

[neboraka.livejournal.com]

Огромное спасибо!

цивилизационное

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь _glav_ сослался на вашу запись в записи «цивилизационное (http://users.livejournal.com/_glav_/298402.html)» в контексте: [...] (по ссылке отсюда [...]

[fangorn-y.livejournal.com]

Вот я так и думаю :)
Но интересно было бы узнать побольше.

[am-tiger-a.livejournal.com]

Разве синдром Дауна не связан с трисомией?

[alenabird.livejournal.com]

Александр, вы ниже в комментариях пишите

> Стандартное отклонение от вида к виду на самом деле не растет (у эректусов σ = 153, гейдельбергских 139, неандертальцев 168, сапиенсов древнее 20 т.л. - 150, сапиенсов 20-5 т.л.н. - 157.

Таким образом, для сапиенса (зеленые треугольники на последней картинке), где фит показал уменьшение на 150 см^3, это уменьшение укладывается в одну сигму, и (если не делать никаких дополнительных предположений) гипотеза "никакого уменьшения объема не произошло" может нормально согласоваться с этим фитом - надо смотреть на ошибку фита.
Расскажите, пожалуйста, в подробностях, как вы обрабатывали данные, и почему всё-таки надо считать, что уменьшение объема - это реальность. Можно ссылкой на статью/презентацию/лекцию.

(Я по роду деятельности постоянно занимаюсь стат. обработкой, так что разберусь, если ответите не расписывая термины. Можете даже мне выслать данные - посчитаю сама.)

О, как)

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь qwerty765 сослался на вашу запись в записи «О, как) (http://qwerty765.livejournal.com/2516521.html)» в контексте: [...] дополнение к предыдущему посту [...]

[muh2.livejournal.com]

Боже мой, боже мой. С какими данными приходится работать людям! Если бы хоть погрешности у точек были ивестны...Качает ссохшейся головой, уходит роскошествовать.

[macroevolution.livejournal.com]

Вы понимаете, к этим данным, к этим измерениям, датировкам, к этой выборке и степени ее случайности и репрезентативности, ко всему прочему можно предъявить столько претензий, что никакими статистическими тестами не отобьешься. Это же археология палеолита!!! Там сплошь и рядом приходится оценивать, скажем, продолжительность жизни в какой-то популяции, имея на руках три скелета. Или чем питался такой-то вид гоминид - по одному зубу.
Ну, можно применить какой-нибудь критерий Стьюдента и показать, что различие среднего объема мозга у сапиенсов, живших до 20 тысяч лет назад и после этого рубежа, как бы типа статистически достоверно. Но толку-то. Наклон кривой на третьем графике, если не ошибаюсь, немного не дотягивает до уровня достоверности. Данные не мои, данные Соколова и Дробышевского, если они разрешат, я вам их, конечно вышлю, или спросите сами у присутствующего тут в дискуссии А. Соколова (chieffff).

[zergila.livejournal.com]

С. В. Савельев объясняет это искусственным отбором внутри человеческих популяций. Самые приспосабливаемые (посредственности, которые легко подчиняются правилам социума) оставались внутри сообщества на протяжении десятков тысяч лет, а самые умные и асоциальные изгонялись. Возможно, это и есть ответ на вопрос.

[macroevolution.livejournal.com]

Да, знаю его теорию. Не совсем понятно, прапвда, почему у умных не хватало ума, чтобы нормально социализироваться и не доводить дело до изгнания. Асоциальность, по-моему, чаще ассоциируется как раз с пониженным интеллектом.

[levyi-botinok.livejournal.com]

Не, я преклоняюсь, если че!
И неопровержимых выводов даже по одной точке можно сделать много (что было что-то вот такое в это время).
Ну и можно однозначно сказать что за миллионы лет объем рос. А за последние 30 тысяч - достоверного роста не было, был "скорее спад".

[alenabird.livejournal.com]

Александр, думаю, вы неверно истолковали мои намерения :) У меня нет цели что-то опровергать или с кем-то спорить, моя цель - разобраться самостоятельно для себя на сколько ("сигм") достоверно то или иное утверждение, насколько оно подтверждается наблюденными фактами.
Действительно, к любому исследованию такого рода, когда актов наблюдения всего пара десятков, можно задать вопросы о повсеместности наблюдаемого явления и всего такого. Но с другой стороны в любой науке есть определенный "порог терпимости" что ли - граница, начиная с которой вывод закономерности из эксперимента считается состоявшимся, несмотря на то, что к эксперименту остаются определенные вопросы и возражения. Например, весь радиоуглеродный анализ по С-14 строится на наблюдении пяти-семи образцов групп деревьев, каждый из которых мог подвергнуться воздействию неучтенных факторов, тем не менее, в целом я ему в общем-то доверяю. (Я делал как-то для развлечения разбор их основной статьи, посмотреть можно тут http://vincentfischer.livejournal.com/tag/%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F .)
Так вот, в этом случае мне интересно, что конкретно скрывается за словами биологов и палеонтологов, когда они говорят "из экспериментальных данных следует". Напишу также А. Соколову, спасибо за совет.

//vincentfischer, и выше по ветке тоже говорил я, но в переложении alenabird :)

[zergila.livejournal.com]

Действительно, читая биографию Ломоносова, не видно, чтобы кто-то его изгонял).
Я не знаю что происходит в мозге, когда человек "социализируется", поэтому доверяюсь Савельеву. Возможно, что некоторым гениям удалось социализироваться, но большинство сгинуло в результате этого отбора. А асоциальность, да, но я не имел ввиду, что за их счет человечество умнеет.