Реконструкция показала критическую стадию в развитии мозга, которая отличает неандертальца от современного человека. В процессе экспериментов авторам работы пришлось сделать черепам компьютерную томограмму.
Известно, что неандертальцы имели большой мозг – не меньший, а иногда и больший, чем у современного человека. Это порождает среди ученых спекуляции относительно того, насколько хорошо была у неандертальцев развита высшая нервная деятельность. Находки же неандертальцев-детей дают возможность проследить, как развивался их большой мозг -- его размер и форму с достаточной степенью точности можно определить по размеру черепной коробки. Поэтому Филипп Ганц (Philipp Gunz) и его группа из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology) в Лейпциге вместе с французскими коллегами сделали реконструкцию сравнительного развития мозга неантертальца и Homo sapiens.
Сначала ученые провели компьютерную томографию черепа 58 современным людям. А затем сделали то же самое, положив в томограф черепа 9 неантертальцев разного возраста. Среди них были черепа новорожденного неандертальского ребенка из пещеры Ле-Мустье (Le Moustier ), двухлетнего неандертальца из пещеры Пеш-де-л'Азе (Pech de l’Azй) во Франции, а также черепа нескольких подростков и взрослых Homo neanderthalensis. Возраст определяли по тому, насколько к моменту смерти у неандертальцев прорезались зубы. По этому признаку выделили шесть стадий возраста – от новорожденного до взрослого.
Форма тоже имеет значение
Хотя по размеру череп неантертальца не меньше нашего, по форме они существенно различаются. У неандертальца больше лицевая часть черепа (в том числе нижняя челюсть, к которой крепятся жевательные мышцы), а мозговая часть (или мозговая коробка) имеет заметно более вытянутую форму. Исследование ископаемых остатков показало, что различия в лицевой части черепа возникают еще до рождения. Команда Филиппа Ганца изучила, на каком этапе появляются различия в мозговой коробке.
У новорожденных обоих видов мозговая коробка по форме почти не отличается – у неандертальского младенца она совсем чуть-чуть более вытянута. Но дальше пути развития расходятся. У современного человека в период от 1-го до 2-го «зубного возраста» (то есть, от отсутствия зубов до неполного набора резцов) меняется не только размер, но и форма мозговой коробки – она становится более шарообразной. А затем увеличивается только в размере, а по форме почти не меняется. Биологи решили, что это ключевой процесс мозгового формообразования, который отсутствует у неандертальцев. Форма черепа их новорожденных, подростков и взрослых почти не различается.
Мозг неандертальца вырос виртуально
Исследователи подчеркивают, что мозг человека разумного становится шарообразным именно в период до появления полного комплекта млочных резцов (в среднем, это происходит до года). А в дальнейшем наш мозг развивается по той же схеме, что и у неандертальцев. Разница – в одной критической стадии сразу после рождения. Чтобы проверить это предположение, ученые провели виртуальный эксперимент. Из компьютерной модели развития черепа Homo sapiens они исключили стадию «формирования шара». И получили взрослые черепа, неотличимые от черепа неандертальца.
Причина того, что современный мозг приобретает шарообразность после рождения, проста – если бы это происходило еще в матке, новорожденному было бы очень трудно проходить по родовым путям. А после рождения череп изменяет форму, пока кости еще тонки и не срослись между собой. Вероятно, считают ученые, такое заметное изменение формы сопровождается преобразованием внутреннего строения мозга и развитием нейронной сети, что создает условия для развития интеллекта. Поскольку генетики располагают картой генома неантертальца, теперь можно постараться понять, какие именно гены в раннем возрасте направляют мозговое формообразование по разным путям.
Статью о развитии мозга разных видов человека ученые опубликовали в журнале Current Biology.
