Kāpēc cilvēkiem ir tik lielas smadzenes? Zinātniekiem ir dažas hipotēzes.
Apsveicam, jums ir milzīgas smadzenes! (Primātam.) Zinātnieki cenšas noskaidrot, kāpēc.
Ja jūs pērkat kaut ko no Vox saites, Vox Media var nopelnīt komisiju. Skatiet mūsu ētikas paziņojumu.
Mūsu senais sencis Lūcija, slavenā Australopithecus afarensis fosilija, dzīvoja pirms 3 miljoniem līdz 4 miljoniem gadu, un starp tām bija ķermenis mūsdienu cilvēks un dzīvnieks. Australopiteks iegurnis un kāju kauli ir līdzīgi mums , un A. afarensis, visticamāk, stāvēja taisni, tāpat kā mēs. Bet tie bija ārkārtīgi atšķirīgi ļoti svarīgā veidā: viņiem bija salīdzinoši mazas smadzenes — gandrīz trešdaļa no mūsdienu Homo sapiens versijas izmēra.
Šis ir viens no lielākajiem jautājumiem cilvēces evolūcijā: kas notika, lai Lūsijas un viņas laipnā balona mazās, agrīnās smadzenes kļuva par gudrām biksēm, sociāli lietpratīgām nūjām, kādas mums ir šodien?
Lielas smadzenes ir mūsu sugas galvenā īpašība. Tie ir ne tikai vissarežģītākie orgāni visā dzīvnieku valstībā, bet daži zinātnieki tos ir pasludinājuši vissarežģītākais objekts zināmajā Visumā.
Bet cilvēka smadzenes ir daudz lielākas nekā jūs gaidījāt ņemot vērā mūsu ķermeņa izmēru. Izpratne par to, kāpēc evolūcija ir devusi priekšroku tik lielām smadzenēm, palīdzēs mums atbildēt uz lielāko jautājumu visā antropoloģijā: ko nozīmē būt cilvēkam un kas padara mūs unikālus?
Ir dažas hipotēzes par mūsu smadzenēm. Iespējams, ka mūsu vide bija sarežģīta, un mēs attīstījām lielas smadzenes, lai to pārvarētu. Vai arī tā varētu būt tā, ka mēs vislabāk izdzīvojam kā sociālas būtnes grupās, tāpēc mums ir vajadzīgas lielas smadzenes mūsu sarežģītajai sociālajai dzīvei.
Šīs un citas teorijas, iespējams, spēlēja lomu mūsu evolūcijā, taču mēs joprojām īsti nezinām, kas bija pirmais vai kas bija svarīgāks. Lai gan, kā a Daba papīrs izdots trešdien apraksta , zinātnieki nāk klajā ar jauniem veidiem, kā to visu sakārtot.
Trīs skaidrojumi, kāpēc mums ir tik lielas smadzenes
Pirmkārt, kāpēc mums vajadzētu rūpēties par šo jautājumu? Mums tagad ir lielas smadzenes. Kāda nozīme tam, kā mēs tos ieguvām?
Viena atbilde, skaidro Mauricio Forero, evolūcijas biologs no Sentendrjūsas universitātes Skotijā, ir tāda, ka smadzeņu evolūcijas izpratne var palīdzēt mums labāk izprast, kā smadzenes darbojas.
Ja vēlaties saprast, kā darbojas sacīkšu automašīna, jūs varētu ietaupīt daudz resursu, ja izlasītu dizaineru piezīmes, stāsta Forero, galvenais autors. Daba pētījums, saka. Un, ja mēs vēlamies saprast, kā darbojas smadzenes, jūs, iespējams, varētu ietaupīt daudz resursu, saprotot, kā tās tika izveidotas. Smadzeņu gadījumā tas nozīmē izprast dabiskās atlases spēkus, kas uz tām darbojās.
Līdz šim evolūcijas antropologi ir izklāstījuši trīs plašas skaidrojumu kategorijas, kāpēc cilvēka prāts ir izaudzis tik liels (ir daudzas citas, specifiskākas apakšteorijas). Viņi ir:
- Vide: Fiziskie izaicinājumi, piemēram, pārtikas avotu atrašana, medības vai atcerēšanās, radīja atlases spiedienu lielākām smadzenēm.
- Sociālie tīkli: Mijiedarbība ar citiem — vai nu sadarbojoties, vai konkurējot — labvēlīgi ietekmēja cilvēkus ar pietiekami lielām smadzenēm, lai paredzētu citu rīcību.
- Kultūras: Cilvēki, kuri spēja noturēt uzkrātās zināšanas un mācīt tās citiem, visticamāk atražoja. (Viens no šiem kultūras faktoriem varētu būt ēdiena gatavošana. Kā savā 2009. gada grāmatā plaši apgalvoja bioloģiskais antropologs Ričards Vranghems. Ķerot uguni , kad iemācījāmies gatavot ēdienu, ieguvām vieglāk sagremojamas kalorijas, kas atbrīvoja enerģiju un laiku attīstīja lielākas smadzenes.)
Visticamāk, ka visi trīs faktori spēlēja savu lomu un ietekmēja viens otru. Taču maisījumam ir jābūt precīzi pareizam, lai radītu cilvēka smadzenes to pašreizējā formā. Piemēram, ja dabiskās atlases spiediens veicinātu augstu sadarbības pakāpi, tas faktiski dotu priekšroku mazākām smadzenēm. Padomājiet par to: ja jūs lielā mērā paļaujaties uz citiem, jums nav tik daudz jāizmanto savas smadzenes. Skudrām, neticami kooperatīvai sugai, nav daudz, ja runa ir par smadzenēm. Tas pats attiecas uz bitēm.
Turklāt izrādās, ka lielas smadzenes ir saistītas ar milzīgiem kompromisiem — galvenokārt tāpēc, ka tām ir nepieciešams daudz degvielas. Mūsdienās aptuveni 20 procenti enerģijas, ko ražo mūsu ķermeņa vielmaiņas darbība, nonāk mūsu smadzenēs.
Smadzenes ir patiešām dārgi audi, kas prasa daudz enerģijas, raksta Saimons Neibauers, Maksa Planka Evolūcijas antropoloģijas institūta evolūcijas antropologs. Ir jābūt priekšrocībām, kas virza šo procesu.
Ja atlases spiediens būtu nedaudz atšķirīgs, evolūcija varētu būt devusi priekšroku citam virzienam: izmantot šo enerģiju, lai palielinātu vairošanos (vai panāktu dzimumbriedumu agrākā vecumā) vai apjomīgāku ķermeņu veidošanai. Bet tā vietā mums ir šīs enerģiju aizraujošās smadzenes. Tātad, kā mēs zinām, kurš faktors bija vissvarīgākais viņu evolūcijai?
Forero raksts liecina, ka videi bija lielāka loma nekā sociālajiem faktoriem
Parasti šo jautājumu par to, kāpēc cilvēku smadzenes ir tik lielas, pārbauda korelācijas pētījumos. Antropologi un biologi pēta dažādu sugu smadzeņu izmērus un mēģina secināt, kādas uzvedības izmaiņas pieļauj lielākas smadzenes. Piemēram, daudziem primātiem ir lielāka sociālā mācīšanās korelē ar lielāku smadzeņu izmēru .
Šī pieeja ir netīra, un tā arī ir grūti no tā izdarīt stingrus secinājumus . (Alternatīvi, nav iespējams veikt eksperimentus ar cilvēka evolūciju. Jūs nevarat vienkārši paņemt cilvēku grupu, novietot tos uz salām ar atšķirīgu vides stresu un vērot to attīstību.)
Tā vietā Forero un viņa līdzautors jaunajā Daba papīrs pievērsās matemātikai. Viņi izveidoja datormodeli, kas izspēlēja dažādus cilvēka evolūcijas scenārijus: vienu, kurā viss atlases spiediens bija no vides, un tādu, kurā viss atlases spiediens bija no sociālās dzīves. (Viņi nemodelēja kultūras atlases spiedienu, bet cer to darīt turpmākajā pētījumā.) Modelī tika ņemtas vērā vielmaiņas izmaksas un ieguvumi, kas rodas, attīstot lielākas smadzenes salīdzinājumā ar citām cilvēka ķermeņa sastāvdaļām. Un viņi palaida programmu, lai noskaidrotu: kāds faktoru kopums rada smadzenes, kas ir vislīdzīgākās tām, kas mums ir šodien?
Saskaņā ar viņu modeli vides faktori ir visspēcīgākais izskaidrojums tam, kāpēc mums ir lielas smadzenes. Šie izaicinājumi mūsu vidē un mazāk izaicinājumi mūsu sociālajās grupās izraisīja strauju nogāžu paplašināšanos. Ir aizdomas, ka liela daļa no mūsu evolūcijas notika Āfrikas savannā, kur pārtika un ūdens bija grūtāk atrast nekā mežā. Mums bija arī jābūt gudriem, lai izvairītos no skarbā, sodošā karstuma.
Bet jautājumi joprojām paliek. Ja mēs atklājam, ka sarežģīta vide veicina cilvēka smadzeņu paplašināšanos, rodas jautājums, kāpēc cilvēki? Kāpēc ne citas sugas? Forero saka.
Daudzas sugas dzīvo sarežģītā vidē (ir pat sugas, kas pielāgotas dzīvošanai šajā teritorijā perfekta alu tumsa ), taču nekad nav attīstījušies līdz tādam līmenim, lai viņi varētu pasūtīt picu no viedtālruņa (patiesi cilvēka atjautības un evolūcijas virsotne). Varbūt šeit ir nozīme kultūrai — spējai mācīties un mācīt citus. Mums bija vieglāk izdzīvot izaicinošā vidē, kad varējām uzkrāt zināšanas par vidi.
Tas nenozīmē, ka citiem sociāliem faktoriem nebija nozīmes mūsu attīstībā. Galu galā mēs esam ļoti sabiedriski un ar grupu apsēstas radības . Un, visticamāk, evolūcija mūs ir padarījusi šādus. Pirmkārt, ir grūti domāt par to, kā dalīties ar kultūras zināšanām, neveicinot arī sociālo sadarbību.
Galīgā atbilde uz mūsu smadzeņu lielumu ir nenotverama
Secinājumi, ko mēs varam izdarīt no šī modeļa, ir patiešām ierobežoti, saka Eimija Bauernfeinda , salīdzinošais neirobiologs Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolā. Modeļi vienmēr būs realitātes vienkāršošana. Tie ir matemātisks veids, kā saprast, vai mūsu hipotēzēm par evolūciju ir jēga, taču tie nav tiešs pašas evolūcijas novērojums, tāpēc ir grūti tos izmantot, lai izdarītu konkrētus secinājumus.
Realitāte ir tāda, ka daudzus faktorus, kas izraisīja mūsu lielo smadzeņu attīstību, ir grūti atdalīt vienu no otra. Un jautājums par to, kas ir svarīgāks evolūcijai — izaicinoša vide vai rosinoša sociālā dzīve — sākumā ir nedaudz vienkāršots, e-pastā saka Metjū Rosano, kurš studē psiholoģisko evolūciju Dienvidaustrumu Luiziānas universitātē.
Visi faktori sniedz atsauksmes viens par otru, skaidro Rossano. Mācīšanās izveidot jaunu rīku [vides iekarošanai] noved pie uztura izmaiņām, kas ietekmē smadzeņu attīstību, kas ietekmē grūtniecību un dzimšanu, kam ir sociāla ietekme, kas palielina sociālo sarežģītību, kas ietekmē smadzenes, kas ļauj iegūt lielāku tehnisko inteliģenci. , kas nozīmē jaunus sarežģītākus rīkus, kas nozīmē lielākas izmaiņas uzturā, kas nozīmē kooperatīvas medības, kas ir sociālas pārmaiņas. Un tā tālāk.
Tomēr tas, ka cilvēka smadzeņu evolūciju ir tik grūti modelēt, liecina par intriģējošu faktu: smadzenes paplašinājās ļoti specifiskos evolūcijas apstākļos. Mūsu inteliģence nebija pašsaprotama, bet gan intensīvi sarežģīta procesa rezultāts, kas varēja noritēt pavisam savādāk. Izpratne par spēkiem, kas veidoja cilvēka prātu, kādu dienu varētu mums palīdzēt saprast, cik reta ir mūsu inteliģence ne tikai uz planētas Zeme, bet, iespējams, arī plašākā Visumā.
Pagaidām galīgā atbilde uz mūsu smadzeņu lielumu ir nenotverama. Bet zinātniekiem ir aizdomas, ka ir atbilde. Cilvēka smadzenes ir tik unikālas un tik blīvi sarežģītas, ka maz ticams, ka tās ir izveidojušās patiesi nejaušas nejaušības dēļ.
