Развитие черепа у людей происходило быстрее, чем у гиббонов.

Новости МирТесен

Исследователи сопоставили темпы эволюционных изменений черепа у человека, шимпанзе, горилл и гиббонов. В результате выяснилось, что наиболее незначительные трансформации затронули лицевую область, в то время как наибольшие изменения произошли в отделе, отвечающем за мозг. У гиббонов наблюдалась стагнация в процессе эволюции, а на структуру черепа приматов наиболее заметно влияли социальные и нейрокогнитивные факторы.

Среди семейства приматов можно выделить два близких друг другу вида: гоминид и гиббоновых. К гоминидам относятся люди и их ближайшие родственники — гориллы, шимпанзе и орангутаны. Черепа гоминид демонстрируют значительные различия: череп гориллы с небольшим объемом мозга и вытянутой мордой существенно отличается от человеческого черепа с большим мозгом и широкой, относительно небольшой головой.

Черепа разных видов гиббонов демонстрируют незначительные различия. Эти различия настолько малы, что их бывает сложно распознать даже эксперту, несмотря на существенные отличия в хромосомном наборе, размерах тела, окраске шерсти и звуковых сигналах. Ученые обратили внимание на парадоксальность эволюционного процесса: в целом строение черепа гиббонов больше напоминает человеческое, чем черепа шимпанзе и горилл, которые являются нашими ближайшими родственниками.

Гоминиды и гиббоны разделились в процессе эволюции 19 миллионов лет назад. В чём причина того, что за этот период черепа гоминид претерпели значительные изменения, в то время как черепа гиббонов практически не изменились? Почему наш череп больше напоминает череп гиббона, а не череп гориллы, хотя горилла и является более близким родственником человека?

Ученые из Университетского колледжа Лондона провели анализ этого парадокса. Для этого они выполнили компьютерную томографию черепов семи видов гоминид и девяти видов гиббонов, хранящихся в музеях, и получили их трехмерные цифровые копии. На каждой модели было нанесено около 1500 точек-ориентиров, а размеры черепов были приведены к единому масштабу, чтобы выделялись только их формы. Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings B.

Используя известные и разработанные другими учеными филогенетические древа, исследователи реконструировали условные черепа общих предков различных видов. Затем они рассчитали скорость эволюции черепов, разделив зарегистрированные изменения на период, прошедший с момента разделения приматов на гоминид и гиббонов.

В ходе исследования было установлено, что лицевая область черепа является наиболее устойчивой и консервативной структурой у приматов. Мозговой отдел, напротив, претерпевал изменения, причем у гоминид они происходили быстрее, чем у гиббонов. Наиболее значительные трансформации наблюдались у человека: объем мозга нашего черепа изменялся приблизительно в два раза быстрее, чем у других изученных приматов.

Исследователи также выявили различия в эволюции мужских и женских черепов. Анализ показал, что черепа гоминид отличаются друг от друга не только между разными видами, но и между полами. Отделы мозга у самцов (или мужчин) демонстрируют большее разнообразие по сравнению с аналогичными отделами у самок. Вероятно, это обусловлено уровнем гормонов, сдерживающих рост скелета, который у самок выше, чем у самцов.

Авторы исследования полагают, что изменения в облике лиц приматов происходили преимущественно под воздействием непредсказуемых эволюционных процессов и стабилизирующего отбора, который способствует сохранению среднего признака в популяции, исключая крайние формы. Этот фактор, вероятно, обусловлен ограниченным ареалом обитания гиббонов, сходными условиями их среды и способностью к скрещиванию между различными видами и даже родами. В результате сложившаяся ситуация привела к «эволюционному застою» у гиббонов — по крайней мере, если рассматривать их черепа.

Изначально черты лица трансформировались исключительно в процессе постепенного, неспецифического и непредсказуемого изменения генетического материала. Однако, согласно мнению исследователей, развитие мозга происходило под воздействием естественного отбора.

Прежде всего, это нейрокогнитивный фактор: у гоминид наблюдался быстрый рост мозга, что обусловило увеличение объема черепа. Кроме того, сыграли роль социальные и экологические условия. Исследователи отмечают, что речь идет не о людях, а о самцах горилл, у которых на макушке присутствует гребень, служащий местом крепления жевательных мышц. Чем выше этот гребень, тем более привлекателен самец для самок. Таким образом, половой отбор также оказал влияние на темпы эволюции черепа – у горилл эта его часть росла даже быстрее, чем человеческий мозг.