Kształt naszego mózgu jest efektem zupełnie niedawnej ewolucji

Dzięki skamieniałym szczątkom gatunku Homo sapiens naukowcom udało się odtworzyć ewolucyjne zmiany ludzkiego mózgu prowadzące do współczesnego, kolistego kształtu. Analizy oparte na zmianach wielkości i kształtu przestrzeni wewnątrzczaszkowej pokazują, że organizacja mózgu, a więc jego przypuszczalna funkcjonalność, rozwijała się stopniowo i dopiero niedawno osiągnęła współczesny kształt.

02.02.2018Aktualizacja: 15.02.2018Opublikował: RK

Historia ewolucyjna naszego gatunku może być śledzona począwszy od skamielin znalezionych w Jebel Ihroud w Maroko, pochodzących sprzed około 300 tysięcy lat. Zeszłoroczne odkrycie tych szczątków przez badaczy z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka okazało się jedną z najgłośniejszych historii naukowych 2017 roku. Wraz ze szczątkami sprzed 260 tysięcy lat, znalezionymi w Florisbad w Afryce Południowej i z pochodzącymi z Omo Kibish w Etiopii pozostałościami sprzed 195 tysięcy lat znalezisko z Jebel Irhoud jest jedynym świadectwem wczesnej fazy rozwoju Homo sapiens na kontynencie afrykańskim.

Ich twarze i zęby wyglądają całkiem współcześnie. Jednak ich wydłużone mózgoczaszki przypominają raczej neandertalczyka i wcześniejsze gatunki człowieka, podczas gdy współcześnie żyjącego człowieka charakteryzuje mózgoczaszka bardziej kulista, a równocześnie podobnie niewielka i szczupła twarz.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Science Advances” członkowie tego samego zespołu badawczego, który opisał znalezisko w Jebel Ihroud, przedstawili nam kolejne niespodziewane odkrycie dotyczące ewolucji mózgu Homo sapiens. Trzech paleontoantropologów – Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin i Philipp Gunz – posłużyło się obrazami z tomografii komputerowej, żeby stworzyć wirtualny odlew wnętrza mózgoczaszki, dzięki któremu możliwe jest oszacowanie wielkości i kształtu mózgu. W oparciu o dostępne dane badacze przeanalizowali kształt i wielkość wnętrza czaszek dawnych i współczesnych ludzi.

Ewolucja płata ciemieniowego i móżdżka

Zespół badaczy udokumentował w ten sposób stopniowe przejście u Homo sapiens od wydłużonego do bardziej kolistego kształtu czaszki. Bardzo wyraźne w tym procesie jest pęcznienie części ciemieniowej i móżdżka. Płat ciemieniowy jest odpowiedzialny za wiele ważnych funkcji mózgu: orientację, uwagę, percepcję bodźców, planowanie czuciowo-ruchowe, integrację postrzegania przestrzennego, wyobraźnię, samoświadomość, pamięć roboczą i długotrwałą, przetwarzanie liczb i używanie narzędzi. Móżdżek natomiast jest odpowiedzialny za funkcje motoryczne, takie jak koordynacja i równowaga, a także orientacja w przestrzeni, pamięć robocza, język, społeczne procesy poznawcze i afektywne.

Kształt mózgu podobny do tego, jakim dysponuje człowiek współczesny, znaleziono u stosunkowo niedawnych przedstawicieli Homo sapiens – nie starszych niż sprzed 35 tysięcy lat. Świadczy to o tym, że dopiero wtedy mózg przybrał kształt zbliżony współczesnemu. Należy przy tym podkreślić, że zmiany te zachodziły niezależnie od ogólnej wielkości mózgu – już u najstarszych przedstawicieli naszego gatunku przestrzeń wewnętrzna czaszki przeznaczona na mózg na pojemność około 1400 mililitrów.

– Mózg jest bez wątpienia najważniejszym organem dla czynności, które czynią z nas ludzi – wyjaśnia Simon Neubauer. – Widzieliśmy już wcześniej, że mózg ewoluował jeszcze w obrębie naszego gatunku, ale nie spodziewaliśmy się, że działo się to tak niedawno.

Zmiany ewolucyjne we wczesnym rozwoju mózgu

U współczesnego człowieka mózgoczaszka przybiera charakterystyczny, globularny kształt w pierwszych miesiącach od narodzin – w czasie bardzo intensywnego rozwoju neuronalnego i poznawczego. Badacze uważają, że te zmiany miały kluczowy charakter dla ukształtowania się naszej postawy poznawczej. Najlepiej świadczy o tym to, że te ewolucyjne zmiany idą w parze z pojawieniem się postaw i zachowań charakterystycznych dla współczesnego człowieka.

Najnowsze odkrycia badaczy z Instytutu Maxa Plancka są zgodne ze stanem wiedzy z zakresu genetyki. Od czasu rozdzielenia się lineażu człowieka rozumnego i neandertalczyka dochodziło do wymiany genów odpowiedzialnych za rozwój mózgu. To kolejny dowód na to, że Homo sapiens jest ewoluującym gatunkiem, którego korzenie sięgają Afryki, ale zmiany w zachowaniu oraz budowie i funkcjonowaniu mózgu zachodzą także współcześnie.

Badania opublikowano w czasopiśmie „Science Advances”: Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz: „The evolution of modern human brain shape". „Science Advances”; 24 January, 2018 (DOI: 10.1126/sciadv.aao5961)

Opracowano na podstawie artykułu „Modern human brain organization emerged only recently" opublikowanego na stronie Instytutu Maxa Plancka