Особенности эволюции мозга гоминид. Различия между мозгом человека и современных человекообразных обезьян.

Как известно, в человеческом мозгу уже давно установлен отдел коры больших полушарий, управляющий понятийной стороной речи (повреждение которого вызывает нарушения в семантической или грамматической структуре высказывания). Однако мозг человека в сравнении с мозгом, например, шимпанзе не содержит ни одного нового типа клеток, тканей или органов, к тому же отдельные его части имеют аналогичные пропорции. Различие состоит, в основном, в меньшей у человека плотности упаковки нейронов в коре, в большем числе дендритов (следовательно, более плотной сети межнейронных связей), в большем числе нейронов коры с короткими аксонами и большем количестве (на единицу объема коры) нейроглиальных клеток. Наконец, соотношение абсолютного числа нейронов коры человеческого мозга шимпанзе равно 1,4 : 1,0.
В сумме известные до сих пор структурные и физиологические различия между мозгом человека и мозгом шимпанзе кажутся тривиальными, поэтому возникает проблема объяснения генезиса принципиальных различий в сфере психики и поведения между этими двумя видами.

В науке выдвинут ряд гипотез, которые пытаются разрешить эту проблему:

1) человек возник благодаря тому, что его древнейшие предки в большей степени были падальщиками, чем охотниками;

2) человек стал человеком, благодаря жизни в воде;

3) мутации в клетках мозга гоминид вызваны жесткими излучениями вспышки Сверхновой звезды;

4) мутация мозга произошла в силу инверсий геомагнитного поля Земли;

5) появление мутанта среди гоминид есть результат теплового стресса.

Рассмотрим эти гипотезы в изложенном порядке.

1. В научной литературе имеются данные о том, что употребление в пищу мяса крупных животных способствовало формированию физических и природных условий, которые привели к появлению характерных особенностей, отличающих человека от обезьян.

Американские ученые Р. Блюменшайн и Дж. Кавалло считают, что теория «человек-охотник» основана на «более предрассудках, чем на ископаемых находках и экологических аспектах добывания пищи». Они выдвинули гипотезу, согласно которой подбирание падали, вероятно, было более распространенным способом добывания пищи, нежели охота миллион лет назад (на рубеже плиоцена и плейстоцена): «Охота на очень мелких животных, возможно, была древнейшей стратегией гоминидов, а с появлением метательного оружия Homo sapiens стал намного более искусным охотником, чем любой другой примат. Тем не менее такой способ добывания пищи,как подбирание падали, оказалболее заметное влияниена эволюцию человека,чем до этого было принято думать».

И хотя эта гипотеза не получила широкого резонанса в сообществе ученых, ее неправомерно сбрасывать со счетов, когда дело касается такой сложной проблемы, как генезис человека.

2. Согласно гипотезе шведского исследователя Я. Линдблада, южноамериканские индейцы, живущие в тропическом лесу, являются самыми древними людьми на Земле, причем предшественником человека была «безволосая обезьяна»,или «икспитек», ведущая водный образ жизни.Именно редуцированная волосатость, прямохождение, длинные волосы на голове (исключение составляют негроидные формы), присущие только человеку эмоциональность и сексуальность обусловлены особенностями образа жизни водных гоминид (меньшую часть суток они проводили на берегу).

«Как всегда, когда новый образ жизни повышает процент выживания, – пишет Я. Линдблад, – мутационные изменения наследственных структур влекут за собой приспособление к водной среде. Здесь это выражается в уменьшении волосатости тела и развитии слоя подкожного жира. Однако на голове волосы длинные – важный фактор для выживания детенышей. По той же причине у женщин большие груди с хорошей теплоизоляцией. У детенышей первые годы жизни особенно мощный слой подкожного жира, ноги икспитека длиннее рук, большие пальцы ног не противопоставляются и направлены вперед. Осанка при ходьбе более прямая – возможно, такая же, как у нас. Другими словами, у икспитека вполне человеческий вид, во всяком случае, на расстоянии». Дальнейшее развитие черепа и мозга привело к появлению человека современного типа.

3. В рамках сформировавшегося в последнее время такого направления научных исследований, как «космический катастрофизм», выдвинута гипотеза о возникновении современного человека(и человеческой цивилизации) в связи со вспышкой близкой Сверхновой звезды.Зафиксировано то весьма удивительное обстоятельство, что вспышка близкой Сверхновой звезды по времени (один раз в 100 млн лет) приблизительно соответствует возрасту древнейших останков человека разумного (порядка 35–60 тыс лет назад). К тому же ряд антропологов считает, что появление современного человека обусловлено мутацией.
А импульс гамма- и рентгеновского излучения от вспышки близкой Сверхновой звезды мог вызвать необратимые изменения в клетках мозга некоторых животных, в том числе гоминид или рост самого мозга, что привело к формированию разумных мутантов вида человека разумного. Во всяком случае, именно со вспышкой Сверхновой звезды связано:
1) образование Солнечной системы; 2) происхождение жизни и 3) возможно, происхождение современного типа человека с его цивилизацией.

4. Данная гипотеза исходит из того, что современный человек – мутант, возникший вследствие инверсии земного магнитного поля.Установлено, что земное магнитное поле, которое в основном задерживает космические излучения, по неизвестным до сих пор причинам иногда ослабевает; тогда и происходит перемена магнитных полюсов, то есть геомагнитная инверсия.Во время таких инверсий степень космических излучений на нашей планете резко возрастает. Исследуя историю Земли, ученые пришли к выводу, что в течение последних 3 млн лет магнитные полюса Земли четырежды менялись местами.

Некоторые обнаруженные останки первобытных людей относятся к эпохе четвертой геомагнитной инверсии.Такое необычное стечение обстоятельств приводит к мысли о возможном влиянии космических излучений на появление человека. Эту гипотезу усиливает следующий факт: человек появилсяв то время ив тех местах,в которыхсила радиоактивного излучения оказалась наиболее благоприятной для изменения человекообразных обезьян. Именно такие условия возникли около
3 млн лет назад в Южной и Восточной Африке – в период отделения человека от животных.

По мнению геологов, в этом регионе в силу сильных землетрясений обнажились залежи радиоактивных руд. Это, в свою очередь, вызвало мутацию у определенного вида обезьян, который был наиболее предрасположен к изменению генетических черт. Вполне возможно, что в те времена длительное воздействие радиоактивного излучения настолько глубоко изменило австралопитека, что он стал совершать действия, необходимые для его безопасности и обеспечения пищей. В соответствии с этой гипотезой питекантроп появился около 600 тыс лет назад, когда наступило второе изменение геомагнитых полюсов. При третьей инверсии магнитных полюсов Земли (около 250 тыс лет назад) мы имеем дело с неандертальцем, возникновение же потомка людей современного типа – кроманьонца – приходится на четвертую геомагнитную инверсию.

Такой подход вполне правомерен, ибо известна роль геомагнитного поля в жизнедеятельности организмов, в том числе и человека (следует отметить тот примечательный факт, что магнитное поле определенной конфигурации и напряженности становится непроницаемым для радиоактивного излучения).

5. Оригинальная и интересная гипотеза о росте массы мозга у гоминид в силу адаптации к экстремальному тепловому стрессу.Ее содержание сводится к следующим положениям.

А. Вполне вероятно, что наиболее ранняя форма охоты у гоминид – это охота индивидуальным способом, «состязание на выносливость», применяемым до сих пор, например, бушменами. Такая охота требует многочасовых марш-бросков в тропической саванне и должна вызывать сильный тепловой стресс, который угрожает расстройством деятельности нейронов коры, весьма чувствительных к росту температуры. В итоге наступает временное нарушение пространственной ориентации и памяти. Человек обладает характерной и не встречающейся у других приматов адаптацией, предохраняющей тело от перегрева и облегчающей потерю тепла через выделение и испарение (отсутствие волосяного покрова, исключительно богатая система потовых желез). Однако такого рода адаптации, вероятно, было недостаточно для устранения угрозы перегрева крови в сосудах мозга в условиях «состязания на выносливость».

Б. У быстро бегающих млекопитающих тропической зоны имеются специальные приспособления для поддержания постоянной температуры в сосудах мозга, например, сети сосудов у газели Томпсона, благодаря которым температура после 7-минутного бега со скоростью 40 км/час возрастает только на 1 градус, тогда как температура крови в периферических сосудах поднимается на 5 градусов. Поэтому адаптация гоминид к этому стрессу была иной, основывалась именно на создании дополнительных нейронов коры и увеличению числа связей между ними.

В. Подобного рода естественный отбор рассчитан на создание мозга не столько «разумного», сколько устойчивого к периодическим, экстремальным сильным тепловым стрессам. Возникший таким образом мозг, имеющий избыток нейронов и связей, приобрел усиленный интеллектуальный потенциал, однако последний является только побочным эффектом устойчивости к тепловому стрессу (в последнее время внимание генетиков, физиологов, биохимиков привлечено к синтезу в клетках многих организмов так называемых стрессовых белков, особый интерес представляют белки теплового шока).

Г. Эти новые потенции мозга были потом использованы для целей, к которым он первоначально вовсе не был предназначен, то есть к «абстрактному мышлению», символической коммуникации и пр., а также одновременно к совершенствованию техники охоты. Последнее сделало охоту занятием менее тяжелым физически и тем самым сначала уменьшило, а затем и окончательно устранило действие отбора для адаптации к перегреву. С этого момента дальнейшая эволюция мозга гоминид происходила уже путем отбора на «разумность».

Д. Если бы гоминиды не стали использовать полученного в результате тепловой адаптации избытка нейронов коры мозга весьма рано «человеческим способом», то мозг стал бы преобразователем информации с еще большими возможностями. Это значит, что действие отбора на устойчивость к «перегреву» более длительное время привело бы к еще большим потенциям разума современного человека. В целом эта гипотеза весьма плодотворна в выяснении происхождения человека, ибо она связана с процессами теплорегуляции живого вещества биосферы.

Пятая гипотеза исходит из того, что человек как новый вид возник благодаря основному отличию гоминид от других млекопитающих высоким уровнем удельного метаболизма и следующего из этого вероятного эколого-демографического следствия. К этому следует добавить то обстоятельство, что у человека и его предков имелись средства коллективного производительного потребления (коллективные орудия), отсутствующие у остальных животных. А это означает появление этносов, выстроенных на основе архаичных кровно-родственных общественных структур.

В целом следует отметить, что проблема происхождения человека весьма сложна и до сих пор не решена.