Человеческий мозг — один из самых сложных объектов Вселенной, позволивший виду добиться технологического прогресса и покорить космос. Этот орган относительно большой, и многие годы исследователи пытаются понять, что привело к его эволюции. Авторы новой работы считают, что ответ может скрываться в утробе матери. По их мнению, причиной может быть плацента и ее гормональный коктейль, который она вырабатывает при достаточном развитии.
Человек отличается от других приматов объемом мозга. Homo sapiens он в пределах От 1250 до 1650 кубических сантиметров, у нашего близкого родственника — Pan troglodytes Объем мозга обыкновенного шимпанзе варьируется от 280 до 500 куб. см. Это значит, что объем может отличаться в три-четыре раза.
Широко распространённое мнение утверждает, что рост размеров мозга, его эволюция, предоставила предкам человека массу. адаптивных преимуществЭто включает в себя умение абстрагироваться, планировать, выполнять несколько задач одновременно, сохранять и передавать информацию, а также изготавливать сложные инструменты. Язык также развился благодаря этому.
Человеческий мозг расходует огромную энергию, развиваясь длительное время – от эмбриогенеза до 25 лет. Это заставляет учёных искать эволюционное преимущество, которое оправдывает столь большие затраты.
Одна из ведущих гипотез — гипотеза социального мозга — гласит, что большой мозг развился как инструмент выживания в сложных социальных группах. Управление отношениями, кооперация, обман, распознавание намерений сородичей — всё это требовало мощных «вычислительных» ресурсов. Идею косвенно подтверждают другие умные животные — дельфины и слоны: у них мозг тоже крупнее среднего, и формируют социальные сообщества. Но долгие годы оставалось неясным, какой конкретный механизм связывает социальность и размер мозга. Ученые пытаются понять, как эволюция мозга протекала на клеточном и молекулярном уровнях.
Молекулярный биолог Алекс Цомпанидис (Alex TsompanidisУчёные из Кембриджского университета полагают, что данный механизм связан с гормонами. плацентыВременное образование, связывающее плод с будущей матерью, называется плацентой. Плацента не только снабжает зародыш питательными веществами, но и выполняет функцию гормональной фабрики. эстрогены.
Полагают, что плацента не имеет отношения к эволюции. Исследователи изучали колебания уровня гормонов в матке матери и обнаружили явную связь. Уровни гормонов в утробе предсказывают важные черты развития ребенка — речь и социальные навыки. объяснил Цомпанидис.
Последние исследования показывают, что гормоны плаценты воздействуют на мозг. В эксперименте 2022 года это было доказано. показалДобавление тестостерона к мини-мозгам, выращенным из стволовых клеток человека, приводит к увеличению числа клеток в коре головного мозга. Кора отвечает за память, обучение и мышление. Другие опыты показали, что эстрогены укрепляют связи между нейронами в органоидах, составляющих основу нейронных сетей.
Команда Цомпанидиса обнаружила, что уровень гормонов у людей значительно выше, чем у других приматов. Человеческий эмбрион находится в окружении чрезмерно высоких концентраций гормонов.
Выводы учёных из Британии подтверждают результаты своих коллег, опубликованные в 1983 году. В том же году биологи измерили Уровень эстрогена в моче горилл, шимпанзе и беременных женщин отличается. У беременных женщин уровень на 4-5 раз выше.
Гормоны, производимые плацентой, критически важны для плода и повлияли на эволюционное развитие нашего мозга. Сравнительные данные убедительно показывают, что уровень их в утробе людей аномально высок. пояснил Цомпанидис.
Эволюция мозга — лишь одна из особенностей человечества. Другой уникальной чертой является способность создавать большие, стабильные группы, превосходящие по размеру сообщества шимпанзе и, возможно, неандертальцев. Для этого необходимо было решить задачу поддержания высокой рождаемости при одновременном снижении рисков конкуренции за партнеров и ресурсы внутри таких крупных коллективов.
Высокий уровень тестостерона по сравнению с эстрогеном обычно усиливает мужские черты: физическую силу, конкурентоспособность. Сравнение человека с другими приматами и вымершими гомининами, такими как неандертальцы, показало любопытную деталь: средние половые различия у современных людей — например, в размере тела или агрессивности — менее выражены, чем у других приматов.
Ученые полагают, что многие анатомические особенности человека, например, меньшее количество волос или характерное соотношение длин пальцев, скорее всего, связаны с действием эстрогенов и особенностями женской биологии.
Поскольку человек формирует сложные общества, казалось бы, у людей должны были развиваться «мужские» черты, или по крайней мере не ослабевать. Но эволюция пошла другим путем: половой диморфизм снизился, а уникальные черты человека оказались ближе к «женскому» типу. Почему это произошло?
Исследователи видят разгадку этого парадокса в ароматазе — ферменте, который преобразует тестостерон в эстрогены. Этот фермент производят гены, вырабатываемые плацентой. Полученные Цомпанидисом данные указывают на то, что активность ароматазы у человека выше, чем у макак. Есть свидетельства, что она может быть выше и у мужчин, чем у женщин.
Человеческая плацента является уникальным гормональным фильтром, преобразующим тестостерон, который может усиливать конкуренцию, в «социально полезные» эстрогены. Высокие уровни тестостерона и эстрогена стимулировали рост мозга и усиление нейронных связей. Активное превращение плацентой тестостерона в эстрогены смягчало типичные мужские конкурентные черты, что позволяло уменьшить агрессию внутри группы.
Эстрогены положительно влияли на женскую фертильность. Вместе эти факторы создали биологическую основу для жизни людей в больших, относительно мирных и плодовитых сообществах, где процветали кооперация и обмен знаниями — среда, идеальная для дальнейшего развития сложного мозга и культуры.
Научная работа опубликована в журнале Новости и обзоры эволюционной антропологии. .
