Мозг у неандертальцев рос иначе, чем у сапиенсов

Черепа новорожденных и взрослых представителей Homo neanderthalensis и H. sapiens. Рисунок из синопсиса к обсуждаемой статье в Current Biology
Черепа новорожденных и взрослых представителей Homo neanderthalensis и H. sapiens. Рисунок из синопсиса к обсуждаемой статье в Current Biology

Мозг новорожденных неандертальцев был почти таким же по размеру и форме, как у младенцев-сапиенсов, однако у взрослых представителей двух видов людей форма мозга существенно различается. Антропологи из Франции и Германии установили, что ключевые различия формировались на первом году жизни. У сапиенсов в этот период мозг становится более округлым за счет ускоренного роста теменных и височных областей, а также мозжечка. Наличие выраженной «фазы глобуляризации» в развитии мозга младенцев — уникальная особенность нашего вида; ее нет ни у человекообразных обезьян, ни у неандертальцев. Скорее всего, не было ее и у других ископаемых гоминид. Полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг развился у сапиенсов и неандертальцев параллельно, а не был унаследован от общего предка.

Среди антропологов нет единого мнения по поводу того, имелись ли между неандертальцами и людьми современного типа существенные интеллектуальные различия. Один из важных доводов в пользу высокого когнитивного потенциала неандертальцев — находки, связанные с так называемой шательперонской культурой (см.: Châtelperronian). В нескольких точках Западной Европы костные остатки неандертальцев найдены в одних слоях со сложными изделиями из камня и кости, похожими на верхнепалеолитическую индустрию кроманьонцев-сапиенсов. Антропологи спорят, самостоятельно ли изобрели неандертальцы эти «высокие технологии» или позаимствовали их у сапиенсов, которые в то время (около 35–30 тысяч лет назад) уже широко распространились по Европе. Впрочем, новые данные радиоуглеродного датирования показывают, что эти предметы, возможно, не были изготовлены неандертальцами: не исключено, что всё объясняется перемешиванием археологических слоев (T. Higham et al. Chronology of the Grotte du Renne (France) and implications for the context of ornaments and human remains within the Châtelperronian // PNAS. Published online before print October 18, 2010).

Новая статья французских и германских антропологов, опубликованная в журнале Current Biology, дает еще один повод усомниться в том, что неандертальцы обладали в точности таким же разумом, как современные люди.

По объему мозг неандертальцев был практически таким же, как у нас, но заметно отличался по форме. У сапиенсов мозг более округлый, у неандертальцев — удлиненный. Авторы решили выяснить, на каком этапе индивидуального развития формировалось это различие.

Сам мозг почти никогда не сохраняется в ископаемом состоянии, но о его размере, форме и отчасти структуре (относительном развитии разных участков) можно судить по эндокрану — слепку внутренней части черепной коробки. Авторы использовали сложную методику математического описания формы мозга, основанную на анализе взаимного расположения нескольких десятков «опорных точек», которые можно найти на эндокране человекообразных. Эта методика позволяет сравнивать форму эндокрана разных видов на разных стадиях развития, абстрагируясь от абсолютного размера мозга.

Система опорных точек (landmarks) на эндокране, позволяющая описывать форму мозга безотносительно к его абсолютному размеру. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Current biology
Система опорных точек (landmarks) на эндокране, позволяющая описывать форму мозга безотносительно к его абсолютному размеру. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Current biology

Сначала авторы применили эту методику к томограммам черепов 58 современных людей и 60 шимпанзе разного возраста, включая 7 новорожденных особей каждого вида. Выяснилось, что ключевые различия в характере изменения формы мозга с возрастом наблюдаются на первом году жизни. У современного человека в этот период происходит «глобуляризация» (то есть мозг становится более округлым) за счет ускоренного разрастания теменных и височных областей, а также мозжечка. В результате свод человеческого черепа приобретает характерную выпуклую, куполообразную форму. У шимпанзе «фаза глобуляризации» отсутствует (S. Neubauer et al., 2010. Endocranial shape changes during growth in chimpanzees and humans: A morphometric analysis of unique and shared aspects).

Затем авторы сравнили возрастные изменения формы мозга у современных людей и неандертальцев. Они использовали реконструкции эндокранов 9 неандертальцев: одного новорожденного (пещера Le Moustier 2; см.: B. Maureille, 2002. Anthropology: A lost Neanderthal neonate found), одного годовалого ребенка (пещера Pech-de-l’Azé; см.: М. Soressi et al., 2007. The Pech-de-l'Azé I Neandertal child: ESR, uranium-series, and AMS 14C dating of its MTA type B context), двух детей постарше (пещера Roc de Marsal и деревня Engis), подростка (пещера Le Moustier 1) и четверых взрослых.

Анализ возрастных изменений формы мозга при помощи метода главных компонент. Синим цветом показаны современные люди, красным — неандертальцы, а также «родезийский человек» (Kb, Kabwe) и череп из Петралонской пещеры (Pe), относимые многими антропологами к виду Homo heidelbergensis. Рисунок из обсуждаемой статьи в Current biology
Анализ возрастных изменений формы мозга при помощи метода главных компонент. Синим цветом показаны современные люди, красным — неандертальцы, а также «родезийский человек» (Kb, Kabwe) и череп из Петралонской пещеры (Pe), относимые многими антропологами к виду Homo heidelbergensis. Рисунок из обсуждаемой статьи в Current biology

Анализ показал, что новорожденные неандертальцы и сапиенсы очень похожи друг на друга как по размеру мозга, так и по его форме. Однако в период от рождения до появления первых молочных зубов мозг наших ближайших ископаемых родственников рос совсем не так, как у нас (см. рисунок). Ничего похожего на «фазу глобуляризации», характерную для маленьких сапиенсов, у неандертальских младенцев не наблюдалось. В итоге у взрослых неандертальцев мозг оставался удлиненным, а крыша черепа не приобретала характерных для сапиенсов куполообразных очертаний.

Конечно, до тех пор, пока известен только один череп новорожденного неандертальца и один — годовалого, полученные выводы нельзя считать абсолютно надежными и окончательными. Впрочем, авторы предприняли попытку уменьшить зависимость выводов от крошечной выборки неандертальских младенцев. Исходя из известной траектории изменения формы мозга у сапиенсов, а также из известной формы мозга взрослых неандертальцев, они рассчитали, как должен был бы выглядеть мозг новорожденных неандертальцев, если бы их развитие шло по той же траектории, что и у нас. В итоге получилось совершенно нереальное существо с чрезвычайно вытянутой головой, имеющее мало общего с новорожденными сапиенсами и с черепами Le Moustier 2 и Pech-de-l’Azé. Авторы также рассчитали, что получилось бы из новорожденных сапиенсов, если бы их мозг развивался по «неандертальской» траектории. Результат такого моделирования оказался очень похожим на типичного взрослого неандертальца.

По-видимому, отсутствие фазы глобуляризации — это плезиоморфный (то есть древний, исходный, примитивный) признак человекообразных. Вероятно, он был характерен для общего предка человека и шимпанзе, а также для всех ископаемых гоминид, включая неандертальцев. Округлая форма мозга и быстрое разрастание теменных и височных областей сразу после рождения — это апоморфная (то есть эволюционно новая, продвинутая) черта сапиенсов.

Не исключено, что приобретение данной апоморфии было связано с существенными функциональными изменениями мозга, например с усложнением механизмов интеграции сенсорной информации и формирования мысленных моделей окружающего мира. Говоря упрощенно, новые данные косвенно свидетельствуют в пользу того, что разум неандертальцев мог существенно отличаться от нашего. Если при этом учесть, что в прямой конкуренции с сапиенсами на территории Европы неандертальцы, как известно, оказались в проигрыше, то напрашивается предположение, что модели мира, создаваемые мозгом сапиенсов, были практичнее, то есть позволяли делать более точные предсказания. Кроме того, полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг был приобретен сапиенсами и неандертальцами в результате параллельной эволюции, а не унаследован от общего предка (который, очевидно, относился к поздним архантропам или H. heidelbergensis в широком смысле).

Источники:
1) Philipp Gunz, Simon Neubauer, Bruno Maureille, Jean-Jacques Hublin. Brain development after birth differs between Neanderthals and modern humans // Current Biology. 2010. V. 20. P. R921–R922.
2) Simon Neubauer, Philipp Gunz, Jean-Jacques Hublin. Endocranial shape changes during growth in chimpanzees and humans: A morphometric analysis of unique and shared aspects // Journal of Human Evolution. 2010. V. 59. P. 555–566.
3) Ann Gibbons. Neandertal Brain Growth Shows A Head Start for Moderns // Science. 2010. V. 330. P. 900–901.

Александр Марков


7
Показать комментарии (7)
Свернуть комментарии (7)

  • MayDay  | 18.11.2010 | 11:14 Ответить
    И почему это германским ученым все время хочется померить черепа ...
    Ответить
  • feb7  | 19.11.2010 | 05:02 Ответить
    Александру Маркову.
    Александр, простите за офтоп, просто я увидел объявление о Вашей лекции в Дарвиновском музее, 25 ноября. Вы текст лекции сюда на сайт потом не выложите? Хотелось бы почитать. В Москву я при всем желании попасть, увы, не смогу))) Заранее спасибо.
    Ответить
  • aberro  | 19.11.2010 | 09:19 Ответить
    Небольшая очепятка:
    (пещера Pech-de-l’Azé; см.: М. Soressi et al., 2007. The Pech-de-l'Azé I Neandertal child: ESR, uranium-series, and AMS 14C dating of its MTA type B context
    Не хватает закрывающей скобки.
    Ответить
    • feb7 > aberro | 20.11.2010 | 18:12 Ответить
      нету там очепятки. это строка с унылого смайлика начинается(
      Ответить
  • gororom  | 23.11.2010 | 09:09 Ответить
    Цит.: «Этой фазы [глобуляризации] нет ни у человекообразных обезьян, ни у неандертальцев...».
    Вспоминаются теоретические построения Б.Ф.Поршнева, кто ещё в 60-е годы прошлого века предлагал поднять в систематике приматов разделительную планку между Homo sapiens и всеми ископаемыми гоминидами, включая неандертальцев, до уровня, как минимум, семейства. Все специфические приспособления, выделившие человечество из животного мира, включая речь и мышление, развились, с его точки зрения, у ранних неоантропов и позднее, неандертальцы же всецело оставались животными.
    Ответить
    • Эхолалия > gororom | 17.08.2011 | 06:12 Ответить
      Совершенно справедливо.
      Мне кажется, что у протосапиентных форм из африканского очага (100 т.л.н.) имел место эффект возвратной неотении (расторможение онтогенеза), связанный с возвратом на новом витке к образу жизни австралопитеков- к двойной древесно-водной стратегии обороны от хищников.
      Если у приматов вообще, неотению связывают с особенностями древесного размножения (как у обезьян и, вероятно, австралопитеков), то возвратная неотения, в противоположность древесному размножению, может быть связана с преимущественно водным размножением (Идеи Яна Линдблада не теряют актуальности). В рамках теории Б.Ф. Поршнева фаза глобуляризации и этот эффект возвратной неотении увязывается с важнейшей особенностью возрастной нейропсихологии хомосапиенса- наличием сенситивного периода для активации речевых зон коры головного мозга (для ранних неоантропов это означало усиление слухо-вокативной имитативности , и её «включение» в онтогенезе прежде зрительно-двигательной имитации, и вероятно в ущёрб последней. По Поршневу дивергенция происходила между разновидностями (троглодитиды и гоминиды) с противоположными тенденциями имитационной приспособляемости к среде : слухо-вокативной и зрительно-двигательной (что и отражено особенно ярко на эндокранах черепов поздних неандертальцев и сапиенсов). В общем именно этот эффект и сделал детскую популяцию большелобых СВЕРХПОДДАТЛИВЫМИ НА ИНТЕРДИКЦИЮ, что в разгар экологического кризиса сделало их лёгкой добычей для троглодитид. Если верно, что 100- 80т.лет.н. ранние неоантропы скрещивались с разновидностями палеоантропов в Передней Азии, то это время идеально подходит для начала дивергенции, приблизительно описанной Поршневым, сегодня эмпирических данных достаточно, чтобы уверенно конкретезировать эту теорию. И данные А.Темплтона тоже подтверждают основные построения Поршнева. С тех пор неоантропы не вытесняли палеоантропов, они просто бежали от них во все стороны света, и пока бежали несли потери детской популяции (бессознательный отбор), 25 тысяч лет назад они уже были в Америке. Правильно говорите, люди -это новое биологическое семейство, разделённое на исторические "роды" и "отряды", которые соответственно делятся на исторические "классы" и "виды"... Воистину животное наоборот.
      Ответить
  • Чалдон_в_пимах  | 01.12.2010 | 18:16 Ответить
    Одно слово — ФРЕНОЛОГИЯ. Ни убавить, ни прибавить. Странно, что автор — не Ломброзо.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»