Homo туысының эволюциясындағы негізгі анатомиялық ерекшеліктердің бірі – соңғы шамамен екі миллион жылда бас сүйек қуысының көлемінің айтарлықтай ұлғаюы болып саналады. Осы кезеңде орташа көлем шамамен үш есе артқан. Алайда жақында жүргізілген зерттеу бұл процестің дәстүрлі түрде табиғи сұрыпталудың нәтижесі деген гипотезаны күмәнға салып, бұл өзгерістердің кездейсоқ сипатта болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Ми эволюциясы туралы дәстүрлі көзқарастар

Ұзақ уақыт бойы антропологтар адам миының көлемінің – абсолютті де, денемен салыстырғанда салыстырмалы да – негізінен Дарвиндік сұрыпталу әсерінен ұлғайған деп есептеді. Ми эволюциясына қоршаған ортаның өзгерістері, тамақтану ерекшеліктері, когнитивтік қабілеттер, әлеуметтік өмірдің күрделенуі және технологиялардың дамуы әсер етті деп саналды. Үлкен ми өзгермелі жағдайларда өмір сүруге, топта әрекет етуге және білімді жеткізуге бейімделу ретінде қарастырылды.

Соңғы екі миллион жылда Homo ата-бабаларының бас сүйек қуысының көлемі австралопитектердегі 400–500 текше сантиметрден неандертальдықтар мен сапиенстерде 1300–1500 текше сантиметрге дейін ұлғайғаны белгілі. Сонымен қатар, бет құрылымында да өзгерістер болды: бет сүйектері жеңілдеді, жақ, тіс және қас доғалары кішірейді.

Жаңа зерттеу және оның әдістері

Жаңа зерттеу аясында Homo туысының 87 өкілінің бас сүйектері, оның ішінде сапиенстер, неандертальдықтар, Homo erectus, Homo habilis және басқа да ерте формалар талданды. Үш өлшемді геометриялық морфометрия әдісі арқылы бас сүйектің бет бөлігінің формасы мен ми бөлігінің көлемі салыстырылды.

Зерттеушілер тек әр кезеңдегі бас сүйек көлемін салыстырумен шектелмей, уақыт ішіндегі өзгерістердің динамикасына назар аударды. Бұл арқылы қай эволюциялық модельдер Homo-дағы бас сүйек пен бет өзгерістерін жақсырақ сипаттайтынын анықтауға тырысты.

Эволюциялық модельдерді салыстыру

Алты математикалық эволюциялық модель қарастырылды. Олардың бірі – классикалық сценарий бойынша, ми көлемінің ұлғаюы мен беттің кішіреюіне бағытталған тұрақты табиғи сұрыпталуды сипаттайды, яғни эволюция артықшылық беретін белгілерді бекітеді. Екінші модель – бейтарап эволюция, мұнда өзгерістердің нақты бағыты болмайды және олар кездейсоқ жиналуы мүмкін. Қалған модельдер тұрақтандырушы сұрыпталу мен стазис – анатомиялық белгілердің ұзақ уақыт бойы тар диапазонда сақталуын сипаттайды.

Зерттеудің негізгі қорытындылары

Нәтижелер Homo туысының өкілдерінде бас сүйек қуысының көлемі шынымен ұлғайғанын көрсетті, бірақ бұл процеске Дарвиндік сұрыпталу ықпалы аз немесе болмаған болуы мүмкін. Өзгерістер бейтарап эволюция модельдеріне көбірек сәйкес келеді. Бұл ми бөлігінің формасы мен көлемі белгілі бір мақсатқа бағытталған эволюцияның емес, кездейсоқ процестердің нәтижесі болуы мүмкін екенін білдіреді.

Бейтарап эволюция үлкен мидың артықшылықтарын жоққа шығармайды, бірақ көлемнің ұлғаюы міндетті түрде үздіксіз «суперқабілетке жарыстың» нәтижесі болмағанын көрсетеді. Яғни, әрбір ми көлемінің ұлғаюы өмір сүру мүмкіндігін арттырып, сұрыпталу арқылы бекітілді дегенге дәлел жоқ. Алынған деректер кездейсоқ процестердің маңызды рөлін көрсетеді.

Деректерде стазис белгілері де анықталды: анатомиялық белгілер ұзақ уақыт бойы белгілі бір диапазонда сақталып, айтарлықтай өзгерістер тек шектеуші факторлар әлсіреген кезде ғана пайда болған. Бұл шектеулерді қандай факторлар жеңуге мүмкіндік бергені әзірге белгісіз.

Бас сүйектің бет бөлігінің өзгерістері

Бет бөлігін талдағанда да ұқсас көрініс байқалды. Homo-ның беті көптеген ұрпақ бойы шамамен бір «үлгіні» сақтап, тек жаңа жағдайлар, мысалы, организм дамуының ерекшеліктеріне байланысты өзгерістер болғанда ғана трансформацияға ұшырады.

Зерттеудің шектеулері

Зерттеудің басты мәселелерінің бірі – палеонтологиялық деректердің шектеулілігі: бар болғаны 87 бас сүйек талданды, бұл өте аз үлгі. Антропологтар эволюцияның жүздеген мың жылын аз ғана сақталған қалдықтар арқылы қалпына келтіруге мәжбүр болды, сондықтан кейбір жылдам эволюциялық өзгерістер байқалмай қалуы мүмкін.

Сондай-ақ, бейтарап эволюция моделі деректерді жақсырақ сипаттаса да, бұл табиғи сұрыпталудың мүлде болмағанын білдірмейді. Әсіресе, сұрыпталу қысқа мерзімде немесе орта жағдайларымен бірге өзгерген болса, бейімделу процестері де болуы мүмкін. Мысалы, орта тез өзгергеннен кейін күшті сұрыпталу жүріп, кейін ұзақ тұрақтылық кезеңі басталуы ықтимал.

Зерттеу Nature Communications журналында жарияланды.