Науковці з Австралії опублікували дослідження, згідно з яким можна визначати рівень інтелекту первісних людей за будовою їхнього черепа.

Група дослідників винайшла новий метод, який дозволяє вимірювати, наскільки розумними були давні предки людини — гомініні — залежно від розміру внутрішніх сонних артерій в рештках їх черепної коробки, пише НВ.

Згідно з божественною теорією походження людини, або так званою концепцією креаціонізму, люди і взагалі все живе на Землі (включаючи і її) були створені під чуйним керівництвом всемогутньої вищої сили. Ймовірно, Бога, Творця, Всевишнього і численних інтерпретацій цього слова.

Зважаючи на відсутність вагомих доказів цієї теорії, в співтоваристві вчених креаціонізм вважають псевдонауковою концепцією. Так, наука — річ уперта, і для неї недостатньо доказів, які приводять до Священних текстів, створених в кращому випадку кілька тисяч років тому.

Замість цього археологи, антропологи і біологи вивчають рештки стародавніх людей, які існували сотні тисяч років тому, а всього вчені налічують кілька мільйонів років еволюції людини. У таких масштабах будь-які «сучасні» спроби описати походження людини завдяки божественному започаткуванню виглядають не дуже переконливо.

Так, чимало homo sapiens досі відкидають ідею про те, що вони походять від мавп, і на початку свого існування не прогулювались Едемом, а інстинктивно билися з іншими тваринами за території, їжу і воду. Однак у вчених з цього приводу інша думка, і, ймовірно, вже незабаром ми зможемо точно визначити, коли і чому людина стала розумнішою за своїх родичів-приматів.

Зокрема, цю тему досліджують фізіологи з Австралії і Південної Африки, які нещодавно винайшли новий метод визначення рівня інтелекту давніх людей.Що дізналися науковці?

Раніше НВ писало про дослідження природи людської свідомості і того, які частини мозку можуть за нього бути відповідальними. Цього разу йтиметься про більш предметне вивчення людського інтелекту, а саме — визначення того, наскільки розумними були наші первісні предки.

Нещодавно група вчених з Університету Аделаїди в Австралії та Університету Вітватерсранда в Південній Африці опублікувала дослідження про церебральний кровотік у сучасних мавп і різних видів австралопітеків. Деталі цієї роботи описав її провідний автор, професор фізіології з австралійського університету Роджер С. Сеймур у своїй колонці на The Conversation.

Науковець пояснює, що раніше антропологи визначали рівень інтелекту приматів відповідно до розмірів рештків їхнього черепа, які знаходили археологи.

«Це не безпідставне припущення: для живих приматів кількість нервових клітин у мозку майже пропорційне обсягу мозку… Людський мозок містить більше 80 мільярдів нейронів і до 1000 трильйонів синапсів. Хоча він займає всього 2% тіла, мозок споживає близько 20% енергії в стані спокою», — пише Сеймур.

В основному ця енергія потрібна для того, щоб створювати НЕЙРОХІМІЧНІ речовина, яке дозволяє синапсам передавати інформацію між нейронами. Грунтуючись на цьому, вчені з Австралії та Південної Африки припустили, що рівень інтелекту приматів можна вимірювати не тільки за розміром черепа, але і за кількістю енергії, яка необхідна для обміну речовин в мозку.

Природними джерелами постачання енергії в мозок є потоки крові, які спрямовують життєво важливий для синапсів і нейронів кисень. Наприклад, мозку дорослої людини потрібно десь 750 мілілітрів крові щохвилини, або трохи більше 10 мілілітрів щосекунди. Це десь 15% від тієї кількості крові, яку серце виробляє загалом.

«У зв’язку з цим ми можемо розглядати мозок як досить енергоємний суперкомп’ютер. Чим більше ємність комп’ютера — тим більше енергії йому потрібно для роботи, і тим більше мають бути його електричні кабелі живлення. Те саме і з мозком: чим вище когнітивна функція, тим вищою є швидкість метаболізму, тим більший кровотік і тим більше артерії, які постачають кров», — пояснює автор нового дослідження.

Вчені дійшли висновку, що інтелектуальний рівень первісних людей безпосередньо залежав від розміру кровоносних судин, які постачають кисень в мозок. В даному випадку — внутрішніх сонних артерій, які проходять через спеціальні отвори в самому центрі черепа. А отже, чим більшим був діаметр цих отворів — тим більше кисню надходило в мозок приматів, забезпечуючи роботу нейронів і синапсів.Фізіологи проаналізували отвори для внутрішніх сонних артерій в рештках черепів 96 сучасних великих людиноподібних мавп, включаючи шимпанзе, орангутангів і горил. Пізніше дослідники порівняли ці дані з більш давніми рештками черепів 11 гомініні, — триба людиноподібних мавп, серед яких виділяють австралопітеків, кеніапітеків і парантропів, які жили десь 3 млн років тому.

Мозок шимпанзе і орангутангів вміщував приблизно 350 мілілітрів крові, тоді як у горил і австралопітеків цей показник становив 0,5 літра. Тим не менш, дослідження показало, що в черепі шимпанзе і орангутангів набагато більші отвори для внутрішніх сонних артерій, — наполовину більше, ніж у горили, і на одну третину більше, ніж у орангутанга.

Нові дані дозволяють вченим вважати, що мавпи можуть мати більш високий рівень інтелекту, ніж прямоходячі австралопітеки, які мають антропогенні риси. Хоча досі прийнято вважати, що з точки зору розумових здібностей австралопітек перебуває між людиною і мавпою.

Автори дослідження також визначили, що розмір мозку приматів збільшується пропорційно з потоками крові в череп, необхідними для обміну речовин. У інших тварин, зокрема ссавців, прискорення обміну речовин не надто помітне з ростом різних органів.

«Між ардіпітеками, які жили приблизно 4,4 млн років тому, і Homo sapiens (які з’явилися в останні кілька сотень тисяч років — ред.) мозок виріс майже в п’ять разів, але швидкість кровотоку зросла більш ніж у дев’ять разів. Це вказує на те, що кожен грам речовини мозку почав споживати майже вдвічі більше енергії, вочевидь, через більшу синаптичну активність й обробку інформації», — пише професор Роджер С. Сеймур.

Згідно з цими даними, стрімкий стрибок в інтелекті стався в проміжку між розвитком людини розумної (Homo habilis) і ранньої людини прямоходячої (Homo erectus), — тоді приблизно за кілька сотень тисяч років швидкість потоків крові у внутрішній сонній артерії приматів зросла в півтора рази. У наступні два мільйони років цей показник збільшився ще вдвічі, що і привело до появи людини розумної.

Справа в генах

Так, розмір мозку і кількість крові, яка необхідна для його роботи, дійсно вказують на те, який рівень інтелекту має та чи інша тварина. Тому, наприклад, ми знаємо, що найбільш «розумними» після людей сьогодні є капуцини, шимпанзе, дельфіни, лисиці та інші тварини, — на це вказує коефіцієнт енцефалізаціі (показник відносного розміру мозку).

Хоча за реальними змінами в інтелектуальних здібностях тварин постають складні генетичні процеси, які за кілька мільйонів років зробили людину найрозумнішою істотою на Землі.

Це кілька місяців тому в своєму дослідженні підтвердили вчені з Інституту еволюційної антропології товариства Макса Планка в Німеччині. Як уже писало НВ, вчені провели експеримент з активними мозковими клітинами чотирьох приматів, — людини, шимпанзе, орангутанга і макаки. Звичайно, для дослідження не використовували живих істот, а створили їх органели, — штучні зменшені копії мозку цих ссавців за допомогою їх справжніх клітин.

Оскільки тільки 1,5% ДНК людини складається з генів, які кодують білки і визначають структуру і функції клітин організму, ученим довелося аналізувати більшу частину решти структури ДНК людини і шукати в ній відмінності від ДНК менш розвинених приматів.

Як виявилося, головні зміни в мізках мавп і людини відбулися не через появу нових генів, а через те, що в процесі еволюції з’явилося більше часу для їх роботи, — тобто збільшився показник експресії. Експресія генів — це процес, під час якого спадкова інформація гена формує рибонуклеїнової кислоту і білок.

Вчені визначили, що процес формування мозку у плода людини триває більше часу, ніж в інших приматів. Через це у людей з’являється більше клітин і нейронних зв’язків, що веде до більшого обсягу мозку людини в цілому.

Але ключовими в цьому сенсі виявилися нові регуляторні механізми в ДНК людини, які виявили дослідники з Німеччини: ці механізми відповідають за експресію генів, і більше 60% з проаналізованих генів поводили себе по-іншому саме в клітинах органоида людського мозку.

«Людський мозок зазнав істотних змін відтоді, як люди відійшли від шимпанзе та інших великих мавп. Незважаючи на це, генетичні програми і програми розвитку, які лежать в основі цієї розбіжності, не вивчені до кінця… Наші дані надають тимчасовий клітинний атлас розвитку переднього мозку мавп і висвітлюють динамічні генно-регуляторні особливості, які є унікальними для людини », — зазначали автори дослідження.

Як пояснила кандидат біологічних наук з Кембриджського університету Сільвія Беніто Квецінскі, робота антропологів з Інституту суспільства Макса Планка є надважливою для розуміння того, що робить нас людьми.

«Люди відійшли від шимпанзе та інших великих мавп приблизно 6 мільйонів років тому. Але, незважаючи на те, що ми тісно пов’язані, людський мозок дуже відрізняється — це дозволяє нам вивчати складні мови, науки, мистецтво, мораль і багато іншого», — писала Квецінскі.

Майбутнє еволюції

До існуючих доказів еволюції у вигляді рудиментарних органів людини, цілком ймовірно, що організм людей вже через кілька тисяч років буде відрізнятися від того, яким він є зараз.

Окрім того, вчені виділяють три основні еволюційні зміни, які можуть статися з нами в майбутньому.

1. Скелет стане крихким і легким

Антропологи з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі кілька років тому дійшли висновку, що через низьку щільність губчастої кісткової тканини наші кістки можуть стати легшими.

Вчені вважають, що скелет Homo sapiens почав ставати легшим і втрачати свою міцність десь 12 тис. років тому. До цього призвели зміни в раціоні харчування та зниження фізичної активності.

Ймовірно, первісні люди мали більше схожих рис з великими мавпами, і їхні кістки були набагато міцнішими та важче, оскільки їм доводилося постійно полювати і піддавати тіло фізичним навантаженням.

Зараз же більшість важкої роботи за людей виконують різні автоматизовані пристрої, через що наші кістки слабшають.

2. Генні мутації

Зміни раціону харчування можуть призвести не тільки до полегшення кісток, а й до мутації генів: оскільки люди в різних країнах дотримуються дієт, в яких домінують м’ясо або рослинні продукти, деякі гени мутують, дозволяючи переробляти кислоти з рослинної їжі в корисні сполуки, які мозок може отримати тільки з м’яса.

Це в 2016-му виявили біологи з Університету Корнелл в США. Їхні колеги з Університетського коледжу Лондона, своєю чергою, заявили, що суспільства, які здебільшого живуть у великих поселеннях, мають більший рівень стійкості до туберкульозу.

3. Температура тіла

Незважаючи на прийняту норму температури тіла людини в 36,6 градусів Цельсія, медики зі Стенфордського університету днями опублікували дослідження, згідно з яким ми можемо трохи охолонути. У прямому сенсі цього слова.

Вчені вважають, що наша нормальна температура може знизитися приблизно на 0,4 градуса Цельсія. Як не дивно, це пов’язують з підвищенням рівня життя і зниженням кількості запальних захворювань серед населення.

Щоправда, поки ще невідомо, як саме це відобразиться на нашому здоров'ї: якщо температура тіла дійсно знизиться — нам знадобиться менше калорій для підтримки нормального обміну речовин. Та навряд чи люди масово збираються скоротити свій раціон, що знову-таки може посилити проблеми з ожирінням в сучасному світі.