Объем эндокрана и размер моляров связали с темпами внутриутробного роста гоминид

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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Генетики разобрались в родственных связях чулымцев

В их генофонде нашли много общего с самодийскими народами