Климатические изменения заставили человечество пойти на жертвы: мозг мог быть больше
Климат и метаболизм оказались важнее размера мозга для выживания человека
Новое исследование предполагает, что эволюция могла сознательно ограничить размер человеческого мозга около 300 тысяч лет назад, чтобы найти баланс между энергетическими затратами и выживанием в условиях меняющегося климата.
тестовый баннер под заглавное изображение
Согласно исследованию, рост мозга замедлился около 300 тысяч лет назад из-за энергетического и климатического давления. Более крупный мозг часто рассматривался как ключевое преимущество, позволяющее использовать огонь, изготавливать орудия труда и осуществлять символическую коммуникацию. Однако такие мозги потребляют около 20 процентов энергии в состоянии покоя и выделяют значительное количество тепла, что может стать помехой в более теплом климате.
Автор исследования Джеффри М. Стибел проанализировал этот эволюционный компромисс. Более ранние виды Homo sapiens подвергались сильному отбору за более крупный мозг, что помогало им ориентироваться в меняющейся среде и сложных социальных мирах. Но ископаемые останки свидетельствуют о том, что за последние 100 тысяч лет размер мозга начал уменьшаться, что повышает вероятность того, что выживание зависело не только от биологии, но и от культурных инноваций. Стибел признается, что его привлекают широкие вопросы об эволюции человека и его познании — как мы стали теми, кто мы есть, и какие силы сформировали этот путь.
«Замедление роста мозга около 100 тысяч лет назад стало поворотным моментом, который породил загадку: если более крупный мозг больше не привлекал особого внимания, как нам удалось расширить наши когнитивные возможности? Этот вопрос находится на стыке биологии, культуры и выживания», — поясняет исследователь.
Для своего исследования Стибел проанализировал 800 измерений объема черепа у представителей всего рода Homo. Среди них были представители H. erectus, H. heidelbergensis, H. neanderthalensis и H. sapiens, в общей сложности 690 людей и 99 особей, не относящихся к современному виду. Черепа несовершеннолетних или деформированные черепа были исключены для обеспечения достоверности оценок для взрослых. Оценки размера мозга были получены с использованием формулы регрессии, проверенной на 27 видах приматов. Окаменелости были сгруппированы по группам возрастом 100 тысяч лет, а дополнительные анализы были основаны на основных климатических фазах (ледниковый и межледниковый периоды), определенных на основе глобальных изотопных данных.
Результаты показали, что около 100 тысяч лет назад у людей ослабло эволюционное давление, связанное с увеличением мозга. Группы, которые не смогли адаптироваться в когнитивном плане, исчезли, что объясняет вымирание некоторых видов. Напротив, те, кто выжил, нашли новые способы продолжать совершенствовать свои мыслительные способности, несмотря на меньший объем мозга.
«Основной адаптацией, по-видимому, стала когнитивная разгрузка — переключение умственных усилий на инструменты, язык и общие культурные системы. Эти инструменты расширили наше сознание за пределы нашего мозга, сделав нас необычайно способными, но в то же время глубоко зависимыми от созданных нами систем», — объясняет Стибел.
Размер мозга значительно увеличился в раннем и среднем плейстоцене, но примерно 300 тысяч лет назад рост замедлился. Пик массы мозга пришелся примерно на 100 тысяч лет назад, и после этого было мало свидетельств дальнейшего направленного роста. Вместо этого полученные данные свидетельствуют о сдвиге в сторону стабилизирующего отбора, при котором сохранение размера мозга, а не его увеличение, стало выгодным. Климат сыграл решающую роль в этом процессе. Существенные различия между размерами мозга в ледниковый и межледниковый периоды проявились только за последние 100 тысяч лет. Мозг был больше во время ледниковых периодов и меньше во время межледниковых, что позволяет предположить, что более теплый климат увеличивал затраты на метаболизм и терморегуляцию, необходимые для поддержания большого мозга.
Стибел отмечает, что все еще необходимо понять детальную динамику этого когнитивного сдвига: «И сегодня, преодолеваем ли мы аналогичные пороги с цифровыми технологиями, где наше выживание в меньшей степени зависит от интеллектуальных способностей отдельных людей и в большей степени от стабильности обширных культурных и технологических сетей. Понимая момент, когда наш разум начал жить вне нашего черепа, мы сможем лучше подготовиться к следующим главам в эволюции человека, включая появление искусственного интеллекта».