macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2013-02-23 07:13 pm
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:
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?
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?
no subject
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.
no subject
Например, известны некоторые гены, которые менялись под действием отбора у сапиенсов (судя по соотношению значимых замен к синонимичным) после их отделения от неандертальцев: DYRK1A – возможно, связан с синдромом Дауна; NRG3 – мутации в этом гене сопутствуют шизофрении; CADPS2, AUTS2 – мутации в этих генах ассоциированы с аутизмом.
no subject
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 :-(.
no subject