Последние на самых маленьких мозгах в эволюции человека

В прошлом месяце (октябрь 2009 года) журнал «Science» посвятил целый необычный вопрос тому, что может быть нашим самым старым предком: Ardipithecus ramidus . A. ramidus был обнаружен в середине 1990-х годов в Эфиопии исследовательской группой во главе с палеоантропологом Тимом Уайтом. Хотя команда опубликовала несколько предварительных документов в 1994 и 1995 годах, полное описание фрагментарных и хрупких останков ископаемых оставалось ждать, пока материал не будет сначала стабилизирован, а затем реконструирован. Было идентифицировано несколько человек, хотя многие из них представлены только зубами или другими небольшими остатками. Однако частичный скелет, сохраняющий несколько длинных костей, рук и ног, таза и большую часть черепа, был восстановлен и дает нам чрезвычайно информативный взгляд на биологию рамидуса.

Как рамидус получает титул «самый ранний человеческий предок?» Во-первых, его возраст – 4,4 миллиона лет. Это ставит его ближе, чем австралопитеки (например, «Люси») к дате расхождения в 5-6 миллионов лет между людьми и обезьянами, предложенными молекулярными часами на основе генетического анализа. Существуют и другие возможные ранние кандидаты на гоминид, но они либо очень фрагментарны, либо их предлагаемый статус, поскольку гоминид еще не получил широкого распространения. Гоминидский статус рамидуса , похоже, не вызывает сомнений. По словам Уайта и его коллег (2009, Science , 326: 75-86), верхний таз демонстрирует характеристики, совместимые с двуногим, которые более полно развиты в более поздних гоминидах, включая нас самих. Кроме того, кости стопы показывают увеличение устойчивости по сравнению с тем, что наблюдается у великих обезьян, что указывает на то, что она взяла пропульсивную роль, согласующуюся с ходьбой на двух ногах. Однако во многих других аспектах анатомия ног, рук и конечностей рамидуса довольно примитивна. Например, хотя нога показывает признаки того, что она используется для отталкивания во время ходьбы на пятках и ногах, она сохраняет противостоящий большой палец, тем самым сохраняя способность схватывания.

Если бы мы увидели живого индивидуума A. ramidus , это выглядело бы очень похоже на обезьяну, идущую на двух ногах. Но Уайт и его коллеги подчеркивают, что такое сходство может вводить в заблуждение: у живых африканских великих обезьян и у нас все есть черты, которые развились, поскольку мы разделили предка, который выглядел примерно как рамидус (хотя предположительно, что общий предок был бы четвероногим). A. ramidus также отличается от поздних австралопитеков по нескольким стоматологическим признакам; Кроме того, исследование останков от нескольких особей предполагает, что рамидус не был очень сексуально диморфным. Предположительно, как самцы, так и женщины представлены в образце, но все они кажутся примерно того же размера. Это резко контрастирует с самыми ранними австралопитеками, которые были очень сексуально диморфными, настолько, что когда-то были энергичные дебаты о том, были ли популяции ископаемых видов Australopithecus afarensis (Lucy's species) одним видом или двумя.

Получив больше информации, исследовательская группа A. ramidus , возглавляемая генералом Сува (Suwa et al., 2009, Science , 326: 68e1-7), определила, что черепная мощность рамидуса находилась где-то между 280 и 350cc. Поскольку не было полностью неповрежденного черепа, который позволял измерять черепную способность относительно простым способом, исследователям приходилось проводить различные линейные измерения, а затем использовать уравнения регрессии, основанные на живых обезьянах, для оценки объема черепа. Это поставило бы рамидус в нижнюю зону шимпанзе и несколько меньше, чем австралопитеки (или горилл, если на то пошло, хотя их увеличенная черепно-мозговая способность идет вместе с существенно увеличенным размером тела). В широком смысле, черепная способность указывает на «размер головы», а на нижнем конце спектра современных великих обезьян, особенно учитывая, что предполагаемый размер тела рамидуса (около 50 кг для одного достаточно полного образца, Lovejoy et al., 2009, Science 326: 100-106) также входит в диапазон шимпанзе.

Обнаружение рамидуса хорошо вписывается в картину эволюции размера мозга, которая была собрана вместе с записью о человеческом организме (см. Мою книгу «Жизни мозга», « Belknap Press of Harvard University Press, 2009»). Несмотря на то, что в первые 4 миллиона лет нашей эволюции, возможно, была скромная картина расширения мозга, становится все более очевидным, что значительное расширение мозга, превосходящее размер, наблюдаемый у обезьяны, не встречается у гоминидов примерно до 2 миллионов лет назад. Малый размер черепа черепа предполагает, что при переходе от Ardipithecus к раннему Australopithecus возможно небольшое увеличение размера мозга. Однако небольшие размеры образцов, особенно для Ardipithecus , означают, что мы должны опасаться приписывать слишком большое значение относительно относительно небольшим (50-100 см) различиям в размере мозга среди ранних гоминид. Среди современных людей изменение размера мозга, даже в пределах одного пола в относительно однородной популяции, может легко быть такой величины (на процентной основе).

Ardipithecus ramidus , с его небольшой черепной способностью и сочетанием примитивных и полученных черт, сидит о том, где это должно быть на семейном дереве гоминид, как во времени, так и в пространстве. То же самое нельзя сказать об ископаемом, известном как «Хоббит» (LB1), представляющем предполагаемый новый вид Homo floresiensi s. С 2004 года, объявив о своем открытии на острове Флорес в Индонезии (Питер Браун и его коллеги, Nature 431: 1055-1061), Хоббит привлек огромное количество популярного и научного внимания; он заслуживает такого внимания, потому что это необычайная окаменелость. Хоббит, по-видимому, представляет собой популяцию малообеспеченных (3-4 футов в высоту) и маломощных (400cc) людей, которые эволюционировали в относительной изолированности острова и выжили до 12 000 лет назад. Образец LB1 является наиболее полностью сохранившимся индивидуумом и единственный, сохраняющий неповрежденный череп с измеримой черепной способностью.

Таким образом, несмотря на то, что он был разделен на 4,4 миллиона лет, черепная мощность Хоббит лишь немного больше, чем у Ardipithecus ramidus . Если бы Хоббит был обезьяной, это было бы не так уж и важно: размеры мозга шимпанзе и гориллы не изменились всего за 6-7 миллионов лет. Но Хоббит, очевидно, двуногий гоминид. Проблема заключается не столько в его отделении от рамидуса во времени, сколько в географическом пространстве. Флорес – далеко от восточной Африки. Насколько нам известно, гоминиды сначала мигрировали из Африки и в Азию, начиная примерно с 1,7 миллиона лет назад. К этому времени у них были мозги, которые были значительно больше, чем у любой обезьяны или австралопитецина. Нет никаких свидетельств миграции австралопитеков из Африки, и есть много анатомических доказательств того, что Хоббит является не просто неуместным австралопитеком.

Это говорит о том, что Homo floresiensis эволюционировал в изоляции острова как ответвление Homo erectus (или образует схожую с ним) или современных людей. Развиваться у современных людей представляется маловероятным – в мире имеется довольно малообеспеченные популяции, но в этих группах более или менее поддерживается уровень черепа. Социально-культурная динамика в группах людей, вероятно, смягчает выбор для уменьшения размера мозга (т. Е. Слишком много когнитивной конкуренции), даже если бы существовали значительные энергетические выгоды от не выращивания большого мозга. Но это могло быть не для Homo erectus . Возможно, небольшая группа людей из эректоса достигла Флорес, и в отсутствие конкуренции со стороны других групп гоминидов развились как уменьшенные размеры тела, так и мозга. Островный карликовость произошел много раз по всему миру у многих видов млекопитающих, даже на Флоресе, поэтому это не было бы зоологически уникальным событием.

Еще одна альтернативная гипотеза была с энтузиазмом предложена для объяснения Хоббит: она представляет собой патологический индивидуум, микроцефальный карлик из уже малообеспеченной и, вероятно, несколько инбредной современной человеческой популяции (см., Например, Jacob et al., 2006, PNAS 103: 13421-13426). Дин Фальк возглавил команду, которая опубликовала описание черепа хоббита и эндокаста мозга (Falk et al., 2005, Science 308: 242-245), и поскольку многие из претензий в отношении патологии сосредоточены на черепе, она также была одной основных защитников гипотезы вида Homo floresiensis . В недавнем выпуске « Американского журнала физической антропологии» (2009, 140: 52-63) Фальк и ее коллеги высказали гипотезу о том, что Хоббит страдал синдромом Ларона, что является следствием первичной нечувствительности гормона роста, что приводит к карликовости и другие отличительные скелетные особенности (Hershkovitz et al., 2007, American Journal of Physical Anthropology 134: 198-208). В том же номере журнала Юсуке Кайфу и его коллеги ( American Journal of Physical Anthropology , 2009, 140: 177-185) противопоставили гипотезу о том, что череп Хоббит был настолько асимметричным, что он должен быть патологическим (см. Jacob et al., 2006) , Не вдаваясь в анатомические детали, достаточно сказать, что сторонники концепции «Хоббит-как-новый» имеют разумные аргументы против сторонников Хоббит-а-патологий-отдельных. Фальк и ее коллеги делают важный общий вывод о том, что не очень полезно просто сказать, что Хоббит является патологическим, но такие утверждения должны быть привязаны к известному и узнаваемому условию, чтобы проверить конкурирующие гипотезы.

Крайний размер выборки является проблемой как для A. ramidus, так и для Hobbit. Но так как рамидус лучше вписывается в то, что мы знаем о человеческой эволюции, это гораздо менее важный вопрос для этого вида. Было бы иначе, если бы утверждалось, что у рамидуса был мозг 1300cc, а не 350cc, – это было бы невероятно невероятно. Хоббит представляет собой противоположную ситуацию, и некоторые исследователи по существу утверждают, что невероятно, что он представляет собой вид, а не патологический индивидуум. Я думаю, что ни одна конкретная гипотеза патологии до сих пор не была достаточно убедительной, чтобы отклонить гипотезу о видах Хоббит; наоборот, больший размер выборки Хоббит-крании проделал бы долгий путь, чтобы убедить меня и многих других антропологов в том, что на самом деле существовал вид маломощных и ботаных двоюродных братьев, живущих изолированно на острове в Юго-Восточной Азии , Я хочу быть уверенным, поскольку, если бы Хоббиты действительно жили на Флоресе, более широкая история эволюции человека была бы обогащена их присутствием даже в небольшой вспомогательной роли.