В рамках Московского фестиваля науки лекцию в актовом зале Фундаментальной библиотеки МГУ прочел доктор биологических наук Александр Марков. Она называлась "Зачем человеку такой большой мозг?". Еще на стадии охотников-собирателей у человека развился огромный мозг. Для чего это было нужно людям, не занимавшимся умственным трудом? Об этом шла речь в лекции, конспект которой вы можете прочитать ниже.
О том, что мозг развивался постепенно и много-много лет
Из палеонтологической летописи известно, что у homo мозг развивался постепенно, прежде всего, немного менялись пропорции разных отделов коры.
О том, есть ли общее у человеческого и обезьяньего мозга
В XIX веке противники Дарвина пытались найти в мозге человека анатомические структуры, которых нет ни у одной обезьяны. Не нашли. Но было зафиксировано увеличение мозга: в первую очередь, коры больших полушарий.
О пользе мутаций для развития мозга
Для того чтобы увеличить мозг в ходе эволюции, достаточно небольшого количества мутаций.
О том, что увеличивает объем мозга
Увеличение мозга – это адаптация, помогающая решать разнообразные новые задачи.
О том, для чего нужен большой мозг
У крупного мозга большой объем памяти. Память записывает данные в структуре межнейронных связей, контактов между нейронами. Чем больше нейронов, тем больше информации, которая может быть записана в память. Информация позволяет решать задачи разной сложности.
О задачах, которые стояли перед древними
Интеллектуальные задачи, которые стояли перед древними охотниками-собирателями были принципиально проще, чем задачи перед современными людьми.
О выживании в непредсказуемой среде
Жизнь всех живых организмов протекает в переменчивой, непредсказуемой среде. Нельзя рассчитывать на то, что всегда будет все хорошо, идеально и удобно. Всегда буду возникать непредвиденные проблемы и заботы. Поэтому неустойчивые организмы, которые могут жить только в узком диапазоне условий, оставляют в среднем меньше потомства. Их генов становится меньше. Толерантные, устойчивые к помехам представители того или иного вида размножаются больше. Их гены преобладают в генофонде.
О хитром взаимодействии генов
Развития эмбриона контролируется определенными генами, которые очень хитрым образом взаимодействуют между собой. Все это вместе представляет собой нечто, похожее на компьютерную программу самосборки, которая управляет поведением каждой клетки. Сейчас биологи прилагают огромные усилия, чтобы понять, из каких генов и межгенных взаимодействий сделана программа развития многоклеточного организма.
О помехоустойчивости
Многие простые операция, например, разделение эмбриона на спинную и брюшную сторону, запрограммированы как-то очень избыточно. То есть в этом участвует очень много веществ. Казалось бы, можно обойтись двумя сигнальными веществами, одно из которых будет маркировать брюшную сторону, другое – спинную. Но кроме них в этом процессе участвуют различные дополнительные вещества, которые дублируют друг друга. Это механизм поддержания помехоустойчивости.
Если нашего вентрализующего вещества, которое делает данную сторону эмбриона брюшной, по каким-то причинам (изменение среды, мутация) недостаточно, то через систему этих отрицательных обратных связей происходит саморегуляция. Синтез вещества, которого не хватает, увеличивается. Спинно-брюшной градиент остается стабильным. Он остается стабильным, даже если выбить из игры 1-2-3 ключевых гена.
О том, для чего нужен большой мозг
У крупного мозга большой объем памяти. Память записывает данные в структуре межнейронных связей, контактов между нейронами. Чем больше нейронов, тем больше информации, которая может быть записана в память. Информация позволяет решать задачи разной сложности.
О конкуренции между полами
Половой отбор – это механизм, который очень часто порождает избыточные признаки: гигантские рога у оленя или пышное оперение у павлина. Мы при выборе брачного партнера ценим качества, связанные с хорошо работающим, развитым мозгом: интеллект, чувство юмора, творческие способности, красноречие.
О том, когда "бракованные" гены дают о себе знать
Чтобы нормально развился мозг, должны правильно работать сотни и даже тысячи генов. Вредные мутации, возникающие во множестве генов, проявятся в нашем интеллекте и поведении.
О естественной конкуренции
Не приспособление к холоду, не умение колоть орехи, а конкуренция с сородичами способствует развитию организма. Эволюция основана на том, что одни особи справляются с определенными задачами лучше, а другие хуже. Те, кто слабее оставляют меньше потомства.
О человекообразных обезьянах
Миллион лет назад в Африке жила группа двуногих человекообразных обезьян, которые передвигались на задних конечностях. Эти двуногие обезьяны по размеру мозга не отличались от шимпанзе и, скорее всего, не превосходили их по своим умственным способностям.
О тех обезьянах, от которых произошел род homo
У австралопитеков мозг был обезьяньего размера, хотя ходили они почти по-человечески. Они не делали ничего такого, чего не делали бы современные шимпанзе. Недавно были обнаружены прямые признаки того, что уже 3,4 миллиона лет назад австралопитеки пользовались острыми камнями для очистки костей животных от мяса. Может быть, австралопитеки не умели сами делать орудия, но были в состоянии найти подходящий камень с острым краем.
О большеголовых и малоголовых потомках австралопитеков
От австралопитеков стали эволюционировать две линии их потомков. Одна линия – это парантропы, которые пошли по пути адаптации к грубой растительной пище. Они тоже адаптировались к жизни в открытой местности в саванне, но у них стали развиваться мощные челюсти и зубы, чтобы жевать жесткие корни саванной растительности. Мозг у них увеличиваться так и не начал. А вторая линия потомков австралопитеков стала больше питаться мясом. У них начинается увеличение объемы мозга, а челюсти и зубы начинают уменьшаться. И эта линия как раз и есть род homo, род людей.
Первые представители рода homo – homo habilis. У этого вида впервые средний объем мозга стал больше, чем у современных шимпанзе и австралопитеков.
О мозге современников
У современных людей объем мозга варьируется. Есть люди с мозгом в 1000 кубических сантиметров и люди с мозгом 2000 кубических сантиметров. И те, и другие могут быть совершенно нормальными в интеллектуальном и психическом плане.
О том, почему именно у homo habilis начал расти мозг
Они стали делать, как минимум, две вещи, которые их предки не делали и современные шимпанзе не делают. Первое – это систематическое употребление в пищу мяса крупных животных. Скорее всего, они были падальщиками. И вторая особенность – это производство каменных орудий.
О том, как труд сделал из обезьяны человека
Трудовая гипотеза имеет право на существование. Можно предположить, что изготовление каменных орудий было существенных фактором в развитии мозга.
О том, что нужно объединяться
Другая возможная причина роста мозга – развитие кооперации. Для добычи падали была необходима сплоченность коллектива.
О моторном центре речи у homo habilis
Некоторые авторы указывают на пропорциональное увеличение у homo habilis заднего участка лобной доли, в котором у современных людей находится моторный центр речи, так называемая зона Брока. Это участок премоторной коры, который контролирует сложные движения рта, языка, гортани, а также кистей рук, хватание. Не обязательно увеличение этого отдела говорит о том, что homo habilis уже умели разговаривать.
О моторном центре речи у homo habilis
Некоторые авторы указывают на пропорциональное увеличение у homo habilis заднего участка лобной доли, в котором у современных людей находится моторный центр речи, так называемая зона Брока. Это участок премоторной коры, который контролирует сложные движения рта, языка, гортани, а также кистей рук, хватание. Не обязательно увеличение этого отдела говорит о том, что homo habilis уже умели разговаривать.
О технологических усовершенствованиях в жизни эректусов и homo habilis
У них появилась новая технология изготовления орудий – ашельская. Впервые стали придавать орудиям форму, потому что олдувайские орудия – это любой обломок, был бы острый край у него. Ашельское типичное изделие – двустороннее типичное рубило с двумя режущими краями и рукояткой. Это вещь симметричная и красивая, напоминающая по форме клык зверя. Изготовить такое рубило гораздо труднее, чем олдувайское. Изменение орудийного поведения происходит около 1,7 миллиона лет назад в Африке у африканских эректусов, где и зародилось человечество. Чтобы сделать ашельское орудие, нужно запланировать наперед сложную последовательность действий.
О пище для мозга
Кроме трудовых гипотез есть пищевые гипотезы, связывающие рост мозга с тем, что эректусы стали готовить пищу на огне, и это обеспечило больше калорий.
Об энергии
Мозг потребляет очень много энергии особенно во время развития ребенка. Когда ребенок растет, ему нужно гораздо больше калорий.
О том, как связан рост мозга с развитием общественных отношений
Взаимодействие с сородичами – это самая сложная интеллектуальная задача, которая может стоять перед живым существом. Для социального примата очень важно то, насколько хорошо он понимает чувства, настроение, мотивацию своих сородичей.