Археологические и генетические данные свидетельствуют о том, что ранние Homo sapiens могли обитать в сложной среде тропических лесов, где способность быстро приспосабливаться стала важным преимуществом нашего вида. Это усилило интерес ученых к сенсорным механизмам, которые влияли на эволюцию приматов. Исследование ископаемых и современных черепов показало, что значительное увеличение неокортекса у обезьян, человекообразных приматов и людей было связано прежде всего с развитием зрения. Команда учёных проследила изменения различных отделов мозга на протяжении примерно 56 миллионов лет. Об этом сообщило издание Phys. org.

Новое исследование под руководством ученого из Дюкского университета ставит под сомнение давнее представление о том, как приматы, включая людей, обрели большой и сложный мозг. Результаты показали, что резкое расширение неокортекса происходило преимущественно за счет развития зрительной системы. Непропорциональное увеличение лобной доли, которую обычно связывают с высшим мышлением, не было главной движущей силой этого процесса.

[see_also ids="687436"]

Исследование возглавил Ричард Ф. Кей — почетный профессор эволюционной антропологии Колледжа искусств и наук Тринити и Школы окружающей среды имени Николаса при Университете Дьюка. Неокортекс представляет собой внешний извилистый слой мозга. Он отвечает за сенсорное восприятие, познание и другие сложные функции. У приматов этот отдел значительно больше, чем у большинства других млекопитающих. Однако точно определить, как и почему он увеличивался в течение последних 56 миллионов лет, было сложно, поскольку ткани мозга не сохраняются в ископаемом состоянии.

Чтобы решить эту проблему, ученые использовали уникальную коллекцию черепов. Исследователи создали модели внутреннего пространства черепных коробок и сравнили мозг современных и вымерших приматов. Такие модели называются эндокастами. В данном исследовании они были виртуальными.

Для их создания ученые провели микрокомпьютерную томографию высокого разрешения в специализированном центре Университета Дьюка. После этого внутреннюю поверхность черепов реконструировали в виде цифровых трехмерных моделей.

Сравнивая объемы эндокастов и площадь их поверхности, команда проследила эволюцию отдельных участков неокортекса. Это позволило определить, какие части мозга увеличивались быстрее и происходил ли этот процесс одинаково у разных групп приматов. Затылочная, теменная и височная области в значительной степени отвечают за обработку информации, которую животное получает через зрение. Именно они быстро и непропорционально расширялись у длиннопяточных и антропоидов.

К антропоидам относятся обезьяны, человекообразные приматы и люди. Увеличение зрительных участков их мозга происходило на тех же ветвях эволюционного дерева, где развивался зрительный нерв. Это указывает на увеличение объема зрительной информации, поступавшей в мозг.

Таким образом, относительно небольшой рост потока информации от глаз мог вызвать значительное расширение мозговой ткани. Неокортекс получал всё больше ресурсов для анализа изображений, пространства, движения и поведения других особей.

Исследователи пока не установили, какие именно эволюционные потребности вызвали эти изменения. Одно из возможных объяснений связано с усложнением социальной коммуникации. Развитое зрение могло помогать приматам лучше распознавать жесты, мимику и поведение других членов группы.

Другая версия касается поиска пищи. Высокая острота зрения могла повышать эффективность поиска плодов, насекомых и других ресурсов. Оба преимущества могли существенно влиять на естественный отбор и дальнейшую эволюцию приматов.

Результаты также свидетельствуют о том, что большой мозг антропоидов является очень древней чертой. Она сформировалась не менее 33 миллионов лет назад. Её происхождение связано с развитием высокоточного зрения, а не только с отбором в пользу увеличенной «мыслительной» лобной коры.

Таким образом, эволюция мозга приматов была тесно связана с тем, как они воспринимали окружающий мир. Именно увеличение объема и сложности зрительных сигналов могло способствовать расширению неокортекса. Отдельного резкого увеличения лобной доли исследователи не обнаружили.

[see_also ids="691123"]

Напомним, что сложную картину эволюции человека дополняют генетические данные о контактах Homo sapiens с давно вымершими популяциями. Анализ более 500 современных геномов выявил «призрачную» линию, которая скрещивалась с предками людей в Африке более 50 тысяч лет назад и оставила ДНК во всех нынешних популяциях. У жителей Океании также обнаружили следы «суперархаической» группы, отделившейся примерно 1,8 миллиона лет назад и, возможно, связанной с Homo erectus. Больше всего фрагментов этого наследия сосредоточено в участках генома, связанных с иммунной системой и обменом веществ.