Палеоантропологи обнаружили у приматов статистически значимую корреляцию между темпами пренатального роста, эндокраниальным объемом и размером моляров. Это позволило им спроецировать полученные результаты на древних гоминид. По их расчетам, темпы пренатального роста у представителей этого семейства заметно увеличились за последние шесть миллионов лет. Современных показателей у представителей рода Homo они достигли около полумиллиона лет назад. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Отногенез человека, то есть индивидуальное развитие организма, делят на три периода: пренатальный (внутриутробный) — время от зачатия до появления схваток, интранатальный — от начала схваток до рождения ребенка, постнатальный (внеутробный) — время от момента рождения до смерти. При этом уже на ранних стадиях человек заметно отличается в своем развитии от других млекопитающих, включая приматов. Например, новорожденный ребенок заметно отстает от детенышей шимпанзе (Pan) и горилл (Gorilla) по уровню соматического развития, но в то же время его вес тела и объем мозга заметно выше. Это свидетельствует о том, что у людей самые высокие темпы внутриутробного роста среди всех приматов. Вместе с тем исследования эволюции этих процессов упираются в ограниченную информативность окаменелых останков древних гоминид или даже в их отсутствие. Так, для того, чтобы изучить проблему быстрого роста мозга в раннем детстве — то есть отличительную черту рода Homo, палеоантропологам требуются детские черепа представителей давно вымерших видов, которых сегодня известно весьма немного. Еще более неисследованной остается вопрос о беременности и пренатальных темпах роста у ископаемых гоминид.
Тесла Монсон (Tesla Monson) из Университета Западного Вашингтона совместно с коллегами из США решила выяснить, как у древних гоминид менялись темпы пренатального роста, которые измеряются в виде отношения веса новорожденного к длительности беременности. Ученые выдвинули гипотезы, что эти темпы можно оценить по двум показателям: объему эндокрана и отношению размеров коронок третьего и первого моляров. Свои предположения они обосновали прошлым опытом: в предыдущей работе исследователи обнаружили у игрунковых (Callitrichidae) связь между потерей третьего моляра и низкими темпами пренатального роста — первое доказательство того, что развитие зубов у приматов может напрямую отражать темпы внутриутробного роста. Кроме того, ученые рассчитали отношения размеров третьих и первых моляров у 608 узконосых обезьян (Catarrhini) из 18 родов, а также собрали из литературы опубликованные данные о гиббонах (Hylobatidae, n = 1) и живших в последние шесть миллионов лет 13 видах гоминид (Hominidae).
В результате анализа палеоантропологи обнаружили подтверждения тому, что пренатальные темпы роста можно рассчитать как по эндокраниальному объему (у игрунковых p < 0,001), так и по размерам коренных зубов (p = 0,004). Кроме того, статистически значимый результат они нашли и между размером коронок моляров и ростом мозга в процентах к его объему при рождении (p = 0,001).
Опираясь на данные о размере мозга, исследователи рассчитали, что у гоминид последние шесть миллионов лет увеличивались темпы пренатального роста, а меньше одного миллиона лет назад этот показатель стал больше похож на современных людей, нежели на других обезьян. Они отметили, что среди всех нечеловеческих приматов гориллы (Gorilla) отличаются самым высоким темпом — около 8,16 грамма в день. У современных же людей этот показатель составляет примерно 11,58 грамма в день, поэтому границу «человекоподобности» ученые провели по среднему значению в 9,87 грамма в день.
Используя полученную модель, палеоантропологи рассчитали темпы пренатального роста у разных гоминид. Так, у ардипитеков (Ardipithecus) и австралопитеков (Australopithecus) они оказались схожи с теми, что наблюдаются у современных нечеловеческих приматов. Но уже около 2–1,5 миллиона лет назад темпы пренатального роста у людей умелых (H. habilis) и людей работающих (H. ergaster) превысили показатели современных нечеловеческих приматов. У людей прямоходящих (H. erectus) темпы достигали примерно 9,83 грамма в день, а у более поздних Homo – между 0,75 и 0,25 миллиона лет назад – они превысили барьер «человекоподобности». По оценкам исследователей, у ископаемых людей разумных (H. sapiens) и неандертальцев (H. neanderthalensis) темпы пренатального роста достигали современных показателей.
Стоматологическая модель показала, что у ардипитеков, австралопитеков и ранних Homo были низкие темпы пренатального роста, схожие с теми, что наблюдаются у современных мартышек (Cercopithecus) и нечеловеческих приматов. Люди прямоходящие обогнали по этому показателю последних около 1,5–1 миллиона лет назад. Еще большие значения наблюдались у поздних людей гейдельбергских (H. heidelbergensis), неандертальцев и ископаемых людей разумных.
Тем самым обе модели, по словам исследователей, указывают на заметное увеличение темпов пренатального роста у гоминид на протяжении всего терминального миоцена и плио-плейстоцена, то есть за последние шесть миллионов лет. Ученые подчеркнули, что их работа демонстрирует возможности реконструкции темпов пренатального роста у древних гоминид с помощью анализа окаменелых черепов и зубов.
Палеоантропологи отметили, что темпы существенно выросли в раннем плейстоцене, когда эволюционировали люди прямоходящие. Это происходило одновременно с ростом размера мозга у этих гоминид, а также с некоторыми другими биологическими и культурными изменениями. Кроме того, исследователи считают, что полученные выводы подтверждаются строением костей таза у эректусов. Примечательно, что рассчитанные темпы пренатального роста у H. naledi оказались между ардипитеками / австралопитеками и ранними Homo, то есть самыми низкими среди всех представителей нашего рода, хотя индивиды этого вида жили гораздо позже.
Ранее на N + 1 рассказывали об исследовании бедренной и локтевых костей сахелантропа (Sahelanthropus tchadensis), найденных больше 20 лет назад в Чаде. Ученые подтвердили, что эта особь, жившая около семи миллионов лет назад, могла передвигаться по земле на двух ногах, но также лазила по деревьям.
Михаил Подрезов
Где генетики нашли предков мадьяр
Мало кто сомневается, что предки венгров пришли на Дунай откуда-то из Приуралья — на это уже давно указывали и лингвисты, и историки. Проблема в том, что по одним только культуре и языку нельзя понять, какие конкретно группы и когда именно ушли на запад.