Οι πρώτοι άνθρωποι είχαν ακόμα εγκέφαλους που μοιάζουν με πίθηκο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διαπίστωσε ότι οι σύγχρονοι άνθρωποι εξελίχθηκαν για να έχουν τα «προηγμένα» όργανα σκέψης σχετικά πρόσφατα, μεταξύ 1,7 εκατομμυρίων και 1,5 εκατομμυρίων ετών πριν.
Αυτό σημαίνει ότι ο μοναδικός εγκέφαλος των σύγχρονων ανθρώπων ( Homo ) αναπτύχθηκε πάνω από 1 εκατομμύριο χρόνια μετά την εμφάνιση του γένους Homo και μετά την πρώτη μετανάστευση του Homo erectus από την Αφρική, σύμφωνα με τη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό την Πέμπτη (7 Απριλίου). Επιστήμη.
Το εύρημα ανατρέπει την προηγούμενη άποψη ότι ο μετωπιαίος λοβός του ανθρώπου – το τμήμα του εγκεφάλου που επεξεργάζεται πολύπλοκες γνωστικές εργασίες, συμπεριλαμβανομένης της κοινωνικής σκέψης, της χρήσης εργαλείων και της γλώσσας – αναπτύχθηκε κατά τη μετάβαση από το Australopithecus στο Homo , που συνέβη περίπου 2,8 εκατομμύρια σε 2,5 εκατομμύρια πριν από χρόνια, δήλωσαν οι ερευνητές.
Επειδή οι εγκέφαλοι είναι κατασκευασμένοι από μαλακούς ιστούς, οι ερευνητές εξέτασαν αντ ‘αυτού απολιθωμένα ενδοκλάδια, ή την περιοχή του κρανίου που στεγάζει τον εγκέφαλο, για να προσδιορίσουν πώς άλλαξε το όργανο με την πάροδο του χρόνου.
Για να γίνει αυτό, οι επιστήμονες συνέκριναν τη δομή των «πρωτόγονων» ή «πρώιμων» εγκεφάλων με αυτήν ενός σύγχρονου ανθρώπινου εγκεφάλου, εξετάζοντας τις ενδοκλάστες των πιο στενών συγγενών του ανθρώπου, τους μεγάλους πιθήκους, συμπεριλαμβανομένων 81 χιμπατζήδων, 27 μπονόμπο, 43 γορίλλων και 32 ουραγκοτάγκους, μαζί με τους ενδοκτόνους 110 σύγχρονων ανθρώπων. Στη συνέχεια, ανέλυσαν τις ενδοκάρτες σχεδόν 40 αρχαίων ανθρώπινων κρανίων, συμπεριλαμβανομένων αυτών από το Australopithecus sediba, Homo erectus και Homo naledi , και διαπίστωσαν πόσο «πρωτόγονοι» ή προχώρησαν οι εγκέφαλοί τους ήταν συγκρίνοντάς τους με τον μεγάλο πίθηκο και τους σύγχρονους ανθρώπινους ενδοκάρτες.
Όταν οι ερευνητές συνέλαβαν αυτό το ερευνητικό έργο στα τέλη της δεκαετίας του 1990, η εργασία αισθάνθηκε ανέφικτη, επειδή δεν είχαν αντικειμενικούς τρόπους για την ερμηνεία της δομής του εγκεφάλου από ενδοκράτες, συν-επικεφαλής ερευνητής Marcia Ponce de León, παλαιοανθρωπολόγος στο Πανεπιστήμιο του Η Ζυρίχη. Αλλά στη συνέχεια, οι εξελίξεις στην υπολογιστική τομογραφία (CT) και άλλες τεχνολογίες απεικόνισης επέτρεψαν στους ερευνητές να «ποσοτικοποιήσουν τις σχέσεις εγκεφάλου-ενδοκάστ σε ζωντανά είδη», είπε. Αν ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν οι εγκεφαλικές δομές από τους ενδοκλάστες ζώντων ειδών, σίγουρα η ομάδα της θα μπορούσε να συμπεράνει εγκεφαλικές δομές σε αξονικές τομογραφίες απολιθωμένων κρανίων, σκέφτηκε.
Οι λεπτομερείς ενδοκλάστες αποκάλυψαν αποτυπώματα των gyri και sulci του μακροχρόνιου εγκεφάλου, ή πτυχώσεις και αυλάκια, καθώς και τις αγγειακές δομές που περιβάλλουν τον εγκέφαλο, διαπίστωσαν οι ερευνητές. Η ανάλυση αυτών των αποτυπωμάτων ήταν επίπονη δουλειά. “Ήταν μια δύσκολη δουλειά, η οποία χρειάστηκε πολλή εμπλοκή της”γκρίζας ύλης“, αστειεύτηκε ο συν-επικεφαλής ερευνητής Christoph Zollikofer, παλαιοανθρωπολόγος και νευροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης.
Καθώς η ομάδα σιγά-σιγά έφτασε στα απολιθώματα, είδαν τις εξελικτικές μεταβολές να ξεδιπλώνονται, όπως μια περιοχή που πλησιάζει περισσότερο προς το πίσω μέρος του εγκεφάλου με την πάροδο του χρόνου. “Για παράδειγμα, μια οπισθοδρομική μετατόπιση του προκεντρικού sulcus σε σχέση με τον εξελικτικό χρόνο δείχνει αξιόπιστα ότι η περιοχή Broca μπροστά της επεκτάθηκε κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης εξέλιξης”, δήλωσε ο Zollikofer. “Αυτή η περιοχή και τα περίχωρά της είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον γιατί, στους σύγχρονους ανθρώπους, ασχολούνται με την παραγωγή λόγου και άλλες υψηλότερες γνωστικές ικανότητες.”
Μετά τη σύγκριση των απολιθωμένων ενδοκτόνων με εκείνους των μεγάλων πιθήκων και των σύγχρονων ανθρώπων, οι αναλύσεις της ομάδας αποκάλυψαν ότι τα πρώτα μέλη του Homo είχαν έναν εγκέφαλο με έναν υπέροχο μετωπιαίο λοβό.
“Οι πρώτοι πληθυσμοί του γένους μας Homo είχαν αρκετά πρωτόγονους εγκεφάλους που μοιάζουν με πίθηκο, όπως οι πρόγονοί τους, οι αυστραλοπιθήκες”, δήλωσε ο Ponce de León. Αυτό περιλαμβάνει απολιθώματα που σχετίζονται με τον Homo habilis και τον πρώιμο Homo erectus, ανέφεραν οι ερευνητές .
Πότε έγιναν «σύγχρονοι» οι εγκέφαλοι του Homo;
Το παλαιότερο Homo παραμένει καταγεγραμμένο, απολιθώματα από το Ledi-Geraru στην Αιθιοπία, που χρονολογούνται πριν από 2,8 εκατομμύρια χρόνια, αλλά δεν έχουν διατηρημένες εγκεφαλικές θήκες. Για τα επόμενα 1 εκατομμύριο χρόνια μετά, δεν υπάρχουν διατηρημένοι ενδοκτόνοι Homo , σύμφωνα με την Amélie Beaudet, παλαιοανθρωπολόγο στο Πανεπιστήμιο του Cambridge του Ηνωμένου Βασιλείου που δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Αυτό το χάσμα 1 εκατομμυρίου ετών ενέτεινε το μυστήριο του πότε αναπτύχθηκε ο προηγμένος εγκέφαλος του Homo. Ωστόσο, οι αναλύσεις των κρανίων Homo erectus βοήθησαν να ξεκλειδώσουν αυτό το εύρημα, ανέφεραν οι ερευνητές. Συγκεκριμένα, μια ομάδα πέντε κρανίων Homo erectus γνωστών ως ατόμων στο Dmanisi, που ονομάστηκε για έναν αρχαιολογικό χώρο στο Dmanisi της Γεωργίας, ήταν το κλειδί. Τα κρανία περίπου 1,8 εκατομμυρίων ετών ήταν καλά συντηρημένα και ανήκαν σε άτομα που πέθαναν μεταξύ εφηβείας και γήρατος.
“Τα απολιθώματα του Dmanisi έχουν μεγάλη σημασία, γιατί μας δείχνουν ότι, περίπου 1,8 εκατομμύρια χρόνια πριν, ο πρώτος Homo είχε έναν πρωτόγονο εγκέφαλο, παρόμοιο με αυτόν του Australopithecus και των μεγάλων πιθήκων.
Όμως, έχοντας έναν μετωπιαίο λοβό που μοιάζει με πίθηκο, δεν εμπόδισε το Homo erectus να έχει μια εξαιρετική ύπαρξη. “Αυτοί οι πρωτόγονοι εγκέφαλοι μπόρεσαν να φύγουν από την Αφρική, να αντιμετωπίσουν τις σκληρές κλιματολογικές συνθήκες της Ευρασίας, να παράγουν μια ποικιλία εργαλείων, να συμμετέχουν στην προμήθεια κρέατος και να παρέχουν υποστήριξη σε ηλικιωμένα μέλη της ομάδας”, δήλωσε ο Ζόλικοφερ.
Τα άτομα στο Dmanisi πιστεύεται ότι είναι μεταξύ των πρώτων πληθυσμών του Homo που έφυγαν από την Αφρική. Μόλις πριν από περίπου 1,7 εκατομμύρια χρόνια, στην Αφρική, άρχισε να σχηματίζεται ο περίπλοκος μετωπικός λοβός του Homo , σύμφωνα με τους ερευνητές, οι οποίοι βρήκαν στοιχεία για την αναδιοργανωμένη περιοχή του εγκεφάλου στα κρανία Homo από την Αφρική και τη Νοτιοανατολική Ασία που χρονολογούνται Πριν από 1,5 εκατομμύρια χρόνια και νεότερους. Για παράδειγμα, τα άτομα του Homo erectus που έζησαν πριν από λιγότερο από 1,5 εκατομμύριο χρόνια, των οποίων τα λείψανα βρέθηκαν στη Νοτιοανατολική Ασία, είχαν ενδοκάρτες ενδεικτικά των σύγχρονων μετωπιαίων λοβών Homo, ανέφεραν οι ερευνητές.
Αυτό το εύρημα δείχνει ότι ένας σύνθετος μετωπικός λοβός “κάποτε θεωρούσε σήμα κατατεθέν του πρώτου Homo στην Αφρική … εξελίχθηκε συγκριτικά αργά” και δεν ήταν απαραίτητο για την εξάλειψη των πρώιμων ανθρώπων από την Αφρική, έγραψαν οι ερευνητές στη μελέτη.
Αυτό το εύρημα “είναι ενδιαφέρον και σημαντικό, αλλά … όχι απαραίτητα αμφιλεγόμενο”, δήλωσε ο Fred Spoor, παλαιοντολόγος στο Κέντρο Έρευνας για την Ανθρώπινη Εξέλιξη στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
“Η εστίαση σε μια ισχυρή διχοτομία μεταξύ του γένους” μας ” Homo και παλαιότερων προγόνων (π.χ. Australopithecus όπως το” Lucy “από την Αιθιοπία) είναι ένα απομεινάρι από τις ημέρες που υπήρχαν λιγότερα απολιθώματα και η ανθρώπινη εξέλιξη θεωρήθηκε ως μια απλή γραμμική διαδικασία από διάφορα πρώτοι πρόγονοι για εμάς τους σύγχρονους ανθρώπους “. “Σε αυτό το πλαίσιο, η προέλευση του γένους Homo θεωρήθηκε ως μια βιολογική επανάσταση, που σχετίζεται με την κατασκευή λίθινων εργαλείων και με έναν μεγαλύτερο, πιο περίπλοκο εγκέφαλο.”
Έκτοτε, οι ερευνητές έμαθαν “ότι τα πέτρινα εργαλεία κατασκευάστηκαν ήδη 3,3 εκατομμύρια χρόνια (πολύ πριν από την αναμενόμενη προέλευση του Homo ) και ανακαλύφθηκαν είδη και δείγματα του γένους Homo με μικρότερους εγκεφάλους”, δήλωσε ο Spoor. “Η πραγματικότητα είναι ότι διάφορες πτυχές που μας χαρακτηρίζουν ως σύγχρονοι άνθρωποι εμφανίστηκαν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και όχι απαραίτητα ως τακτοποιημένο πακέτο σε μια” ιδιαίτερη στιγμή “.”
Γιατί άλλαξαν οι εγκέφαλοι του Homo;
Παραμένει ένα μυστήριο γιατί ο εγκέφαλος του Homo εξελίχθηκε με έναν εξελιγμένο μετωπιαίο λοβό, αλλά οι επιστήμονες έχουν μερικές ιδέες. Ίσως, είναι μια περίπτωση του λεγόμενου «φαινόμενου Baldwin», όταν μια ικανότητα να μάθουμε μια νέα συμπεριφορά μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στη γενετική και τον φαινότυπο ή την εμφάνιση, είπε ο Zollikofer. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι πιθανό ότι οι εγκεφαλικές δομές που είναι υπεύθυνες για τη γλώσσα και άλλα σύνθετα γνωστικά καθήκοντα αναπτύχθηκαν σε ένα περιβάλλον που καλλιέργησε και χρειάστηκε πρωτογλωσσική επικοινωνία, είπε.
” Υποθέτουμε μια θετική ανατροφοδότηση μεταξύ της πολιτιστικής καινοτομίας και της εξελικτικής αναδιοργάνωσης του εγκεφάλου”, εξήγησε ο Zollikofer. Τούτου λεχθέντος, ακόμη και αν οι δομές του εγκεφάλου για την πρώιμη γλώσσα ήταν “σε ισχύ” πριν από 1,5 εκατομμύριο χρόνια, “δεν γνωρίζουμε εάν αυτοί οι πρώτοι πληθυσμοί Homo είχαν μια σύγχρονη ανθρώπινη γλώσσα”, είπε. Αντ ‘αυτού, οι πρώτοι άνθρωποι πιθανότατα είχαν “κάποιο είδος πρωτο-γλώσσας που – υπό την έννοια της συν-εξέλιξης του εγκεφάλου-πολιτισμού – ευνόησε την εξέλιξη αυτών των εγκεφαλικών δομών και αυτές οι εγκεφαλικές δομές ευνόησαν την εξέλιξη της πρωτο-γλώσσας.”