Еволюція людини могла відбуватися не так, як вважали десятиліттями: нове дослідження ставить під сумнів роль природного добору
Упродовж багатьох років науковці пояснювали збільшення мозку та зменшення обличчя у предків сучасної людини дією природного добору. Вважалося, що більший мозок забезпечував кращі когнітивні здібності, а компактніше обличчя потребувало менше енергії для розвитку та підтримки. Однак нове дослідження пропонує зовсім іншу версію розвитку подій.
Дослідники дійшли висновку, що ключові зміни у будові черепа роду Homo могли виникнути не через постійний еволюційний відбір, а завдяки випадковим генетичним змінам і поступовому зникненню біологічних обмежень, які раніше стримували ці процеси.
Традиційна теорія під питанням
Рід Homo з’явився приблизно 2,5–3 мільйони років тому. Відтоді об’єм мозку наших предків збільшився майже утричі, тоді як обличчя стало більш пласким, а щелепи та зуби — меншими.
Класична теорія пояснювала це досить просто: природний добір віддавав перевагу особинам із більшим мозком, адже вони мали кращі розумові здібності. Водночас розвиток знарядь праці та приготування їжі зменшив навантаження на щелепи, тому великі м’язисті обличчя поступово втратили свою перевагу.
Однак нові результати свідчать, що ця картина може бути значно складнішою.
Аналіз десятків викопних черепів
Автори роботи проаналізували 63 викопні черепи представників роду Homo, серед яких були Homo erectus, неандертальці та сучасні люди.
На кожному черепі вчені визначили десятки анатомічних орієнтирів, що дозволило простежити, як змінювалися форма мозкової коробки та обличчя протягом еволюції. Зразки розподілили за часовими етапами та побудували дві можливі еволюційні гілки — одну до сучасної людини, іншу до неандертальців.
Після цього дослідники перевірили шість математичних моделей еволюційних змін. Одні з них передбачали поступовий вплив природного добору, інші — випадкові зміни або тривалі періоди стабільності.
Випадковість може пояснювати еволюцію не гірше
Результати виявилися несподіваними. Дані краще узгоджувалися саме зі сценаріями випадкових змін та поступового зняття біологічних обмежень, ніж із моделлю постійного природного добору.
Іншими словами, збільшення мозку й зменшення обличчя могли відбуватися без безперервного еволюційного «тиску», який десятиліттями вважався головною рушійною силою цих змін.
Культура могла змінити правила гри
На думку авторів дослідження, важливу роль у цьому процесі відіграв розвиток культури.
Мозок і великі жувальні м’язи є дуже енерговитратними органами. Протягом більшої частини історії людського роду саме доступність їжі могла обмежувати їхній розвиток.
Ситуація почала змінюватися після того, як предки людини навчилися обробляти м’ясо, використовувати знаряддя праці, а згодом і готувати їжу. Такі способи дозволяли отримувати більше калорій і значно зменшували навантаження на щелепи.
Лабораторні експерименти показують, що навіть просте нарізання чи відбивання сирого м’яса суттєво скорочує зусилля, необхідні для пережовування. Через це великі щелепи перестали бути життєво необхідними, а будова черепа отримала більше свободи для змін.
Неандертальці пішли іншим шляхом
Цікаво, що в еволюційній гілці неандертальців обличчя залишалося більш масивним. Це може свідчити про те, що в них біологічні обмеження зберігалися довше або діяли сильніше, ніж у предків сучасної людини.
Остаточної відповіді поки що немає
Автори наголошують, що їхнє дослідження не заперечує роль природного добору повністю. Через обмежену кількість викопних решток неможливо виключити короткі періоди інтенсивного відбору, які могли не відобразитися в статистичних моделях.
Втім, результати показують, що для пояснення довготривалих змін у будові людського черепа вже не обов’язково посилатися лише на природний добір. Випадкові еволюційні процеси та культурні нововведення, які змінили спосіб життя наших предків, також могли відіграти вирішальну роль.
Дослідження відкриває новий напрям для майбутніх робіт: замість пошуку переваг кожного збільшення мозку науковці можуть зосередитися на тому, коли саме й чому зникли обмеження, що стримували ці зміни. Саме ці моменти, можливо, і стали справжніми поворотними точками в історії еволюції людини. Дослідження опубліковане в журналі Nature Communications.