mózg rośnie!

My, ludzie, jesteśmy z całą pewnością niesamowici i jedyni w swoim rodzaju. Jako jedyny gatunek chodzimy w pozycji wyprostowanej, stworzyliśmy zaawansowaną cywilizację i podporządkowaliśmy sobie cały świat. Ba, udało nam się nawet opuścić planetę, na której wyewoluowaliśmy, i udać się w przestrzeń kosmiczną. Co sprawiło, że byliśmy w stanie dokonać tego wszystkiego, istniejąc – jako gatunek – zaledwie 200 tys. lat? Niewątpliwie wszystkie nasze osiągnięcia zawdzięczamy temu, co najbardziej odróżnia nas od pozostałych zwierząt – wielkiemu, potężnemu mózgowi. Pod tym względem, jak pod żadnym innym, przewyższamy naszych najbliższych krewnych: szympansy i goryle. Jak to się jednak stało, że przebyliśmy drogę od wspólnego z małpami przodka o mózgu wielkości nie różniącej się zapewne od szympansiego, do Homo sapiens dysponującego dzisiaj tak wspaniałym narzędziem?

Dzięki analizom objętości puszki mózgowej kopalnych hominidów wiadomo, że najstarsze człowiekowate – żyjące 4 mln lat temu australopiteki – miały mózgi niewiele większe od szympansich – ich objętość wynosiła ok. 480 cm3. U najwcześniejszych przedstawicieli rodzaju Homo (H. ergaster), pojawiających się ok. 2 mln lat temu, mózg był większy i miał już pojemność 760 cm3. Po kolejnym milionie lat pojawił się Homo erectus z mózgiem o objętości 930 cm3, a wkrótce potem (600 – 500 tys. lat temu) Homo heidelbergensis, którego mózg był już niewiele mniejszy od naszego – 1170 cm3. Wielkość mózgu człowieka anatomicznie współczesnego, Homo sapiens, to już 1370 cm3, a jego bliskiego kuzyna, neandertalczyka – 1320 cm3, choć niektórzy uważają, że ten gatunek miewał mózgi nawet większe od Homo sapiens.

Co sprawia, że mózg rośnie?

Wydaje się, że mózgi rosną w warunkach dużej niestabilności klimatu. Niestabilność taka nastąpiła właśnie w czasie pojawiania się pierwszych Homo w postaci zlodowaceń zmieniających klimat na całej planecie, a już na pewno w afrykańskiej kolebce hominidów. Potrzeba dostosowywania się do szybko zmieniających się warunków sprawiła, że pojawiła się silna presja ewolucyjna, promująca osobniki najbardziej zaradne. Najprościej rzecz ujmując – zrobiło się zimno tak szybko, że liczenie na ewolucję i powrót pełnego owłosienia oznaczało śmierć z wychłodzenia. Trzeba było wymyślić ubrania. Szybko! I rzeczywiście – czas najwyraźniejszego rozwoju naszego mózgu był niezwykle krótki.

Mózg na diecie

Przyrost objętości mózgu – od poziomu H. ergaster do współczesnej – nastąpił w ciągu zaledwie 300 tys. lat i wskazuje na silny nacisk selekcyjny – dobór naturalny z jakiegoś powodu preferował tę cechę. Jednak wielki mózg ma wielkie wymagania. Mimo, że stanowi jedynie 2% masy naszego ciała, pochłania aż 20% wytwarzanej przez nie energii i jest to ilość umożliwiająca zaledwie utrzymanie go przy życiu, nie uwzględniając zużycia energii związanego z procesami myślowymi. Wydaje się prawdopodobnym, że rozwój większych mózgów umożliwiło rodzajowi Homo odejście od wegetariańskiej diety ich przodków i przerzucenie się na jadłospis obfitujący w mięso. Poza tym, że dostarcza ono organizmowi więcej kalorii, a więc więcej energii, mięso zawiera także bardzo cenne z punktu widzenia rozwoju i funkcjonowania mózgu (i w ogóle układu nerwowego): żelazo, cynk, witaminę B12 oraz kwasy tłuszczowe, w tym cholesterol i kwasy omega-3. Z drugiej jednak strony, aby zdobyć mięso potrzebny jest większy mózg, więc relacja pomiędzy zmianami w diecie a coraz większym mózgiem jest ewidentnie dwustronna.

Czynnikiem warunkującym dalszy rozwój mózgu była termiczna obróbka pożywienia. Ślady dawnych palenisk wskazują na to, że być może już H. erectus potrafił gotować. Jest to fakt istotny o tyle, że mięso oraz bogate w skrobię bulwy po ugotowaniu dostarczają aż o 50% więcej energii niż surowe. Na zmianę diety wskazują również zmiany kształtu szczęk i zębów kopalnych hominidów. Australopiteki miały duże szczęki i zęby trzonowe przystosowane do rozdrabniania twardego pokarmu roślinnego. Z kolei u rodzaju Homo trzonowce malały, podobnie jak szczęki. (Dzieje się tak do dzisiaj – ósemki to przecież zęby szczątkowe, które u najmłodszego pokolenia często już zupełnie nie występują.) Rosły za to mózgi i rozmiary ciała, co wskazuje na zmianę rodzaju pożywienia na zarówno miększe, jak i bogatsze w substancje odżywcze.

Większy mózg to większa inteligencja?

Wielkość mózgu wydaje się być wprost proporcjonalna do poziomu inteligencji u hominidów. Nie zawsze jednak jest to prawda. Choć neandertalczycy mogli mieć mózgi większe od naszych, nie pozostawili po sobie nic, co wskazywałoby na to, że przewyższali nas inteligencją. Wiadomo jednak, że żyli oni w Europie, a więc na szerokości geograficznej, na której dni bywają krótsze, zwłaszcza zimą, a światła słonecznego jest mniej niż w Afryce, skąd pochodzili. Zauważono, że populacje żyjące na większych szerokościach geograficznych, a więc na terenach gorzej oświetlonych, mają układ wzrokowy zbudowany z większych elementów. Większe są rozmiary zarówno gałek ocznych (a co za tym idzie oczodołów), jak i ośrodka wzroku zlokalizowanego w płacie potylicznym – tylnej części mózgu). Mimo to wszyscy ludzie, niezależnie od miejsca zamieszkania, mają taką samą ostrość wzroku. Skoro więc neandertalczyk dysponował o 20% większymi (w stosunku do H. sapiens) oczodołami, wskazuje to na to, że wielkość ich mózgów była związana raczej z przystosowaniem do życia w gorzej oświetlonych środowiskach niż z ogromną inteligencją.

Czy może… bardziej okrągły?

Mózgi ludzi współczesnych urosły jeszcze zanim opuścili oni Afrykę, a więc w dobrych warunkach oświetleniowych. Odbyło się to przy równoczesnej zmianie kształtu mózgu na bardziej kulisty w porównaniu do naszych przodków. Odpowiada za to głównie przyrost objętości płatów: czołowego, ciemieniowego i skroniowych. Rozwój tych właśnie części mózgu prawdopodobnie uczynił z nas 200 tys. lat temu „prawdziwych” ludzi – inteligentnych, zręcznych i uspołecznionych. W płacie ciemieniowym znajdują się ośrodki odpowiedzialne między innymi za integrację wzrokowo–przestrzenną, komunikację społeczną oraz kontrolę precyzyjnych ruchów dłoni i palców, niezbędną przy wytwarzaniu zaawansowanych, a nierzadko bogato zdobionych narzędzi. Płat czołowy zaś i płaty skroniowe związane są z naszymi kompetencjami w dziedzinie zjawisk społecznych. To w płacie czołowym znajdują się dwa elementy odpowiedzialne za wytwarzanie i rozumienie mowy, zwane – od nazwisk ich odkrywców – ośrodkiem Broki i ośrodkiem Wernickego. Najprawdopodobniej były one kluczowe w procesie powstania języka, który umożliwiłby nie tylko opis istniejących zjawisk, ale również pojęć symbolicznych, co z kolei pozwoliło na powstanie pisma, wysublimowanej sztuki i religii.

W grupie siła

Gatunki zwierząt żyjące w społecznościach mają generalnie większe mózgi niż te, które są samotnikami. Dotyczy to nie tylko naczelnych (do których należą ludzie), ale i wszystkich ssaków, a także ptaków, ryb oraz owadów. Im większy jest mózg, w tym płat czołowy, tym więcej kontaktów może utrzymać i tym większe są owe społeczności. Rozwój części mózgu odpowiedzialnych za interakcje społeczne trwa dłużej niż rozwój pozostałych części mózgu. Stąd też typowy dla naszego gatunku długi okres dzieciństwa – okres między odstawieniem od piersi a osiągnięciem dojrzałości płciowej to przecież kilkanaście lat! Ten czas wykorzystywany jest na tzw. socjalizację – młody osobnik uczy się wówczas funkcjonowania w społeczeństwie. Neandertalczycy nie posiadali tak rozwiniętych ani relacji społecznych, ani części mózgu za nie odpowiedzialnych jak my, w związku z czym żyli w mniejszych grupach. Okres ich dzieciństwa był więc zapewne te wyraźnie krótszy.

Śmiej się i tańcz… by stworzyć cywilizację

Tworzenie większych grup społecznych wymagało pojawienia się dodatkowych czynników, podtrzymujących więzi pomiędzy członkami grupy. Trudno coraz bardziej zawiłe relacje społeczne oprzeć wyłącznie na wzajemnym iskaniu. Co więc spajało pierwotne społeczności? Dobrym kandydatem wydaje się śmiech, czyli szybkie, głębokie wdechy i wydechy. Wiemy, że śmieją się szympansy, choć w nieco odmienny od naszego sposób. Ponieważ śmiech jest „zaraźliwy”, angażuje większą liczbę osobników niż wykonywane w parach iskanie. Jeszcze lepszym narzędziem wydaje się śpiew, który wymaga jednak kontroli aparatu mowy: warg, języka, jamy ustnej oraz mięśni odpowiedzialnych za oddychanie. Równie skuteczny jest taniec oraz gra na prostych instrumentach, które licznie znajdowano na obszarach zamieszkiwanych przez dawne hominidy. Czynności wykonywane synchronicznie powodują wzrost poziomu endorfin, co w efekcie zacieśnia więzy między członkami grupy.

Pojawia się język

Aktywności związane z wydawaniem dźwięków sprawiły też, że pojawił się wyspecjalizowany anatomicznie aparat mowy. Wykształciła się kość gnykowa, większy otwór dla nerwu podjęzykowego (unerwiającego język i jamę ustną) oraz poszerzony rdzeń kręgowy w odcinku piersiowym, skąd wychodzą nerwy unerwiające przeponę i mięśnie klatki piersiowej. Wszystko to stanowi anatomiczną podstawę pojawienia się języka. Takie cechy budowy  posiadali już neandertalczycy, a także nasz wspólny przodek – H. heidelbergensis. Niektórzy twierdzą, że wcześniejszy H. erectus mógł mówić, a pewne cechy czaszek wcześniejszych hominidów wskazują na to, że proces przygotowywania rodzaju ludzkiego do wypowiedzenia pierwszego słowa zaczął się bardzo wcześnie. Rozwój mowy wiąże się z rozwojem grup społecznych, w których funkcjonują człowiekowate. Dane anatomiczne wskazują, że kontrola nad artykulacją dźwięków pojawiła w tym samym czasie, kiedy potrzeba poświęcania czasu na interakcje społeczne znacząco wzrosła. Jednakże do wytworzenia języka niezbędny jest rozwój mentalizacji – zdolności rozumienia zachowań, emocji i intencji innych osób. U naczelnych zdolność ta łączy się z objętością płata czołowego i choć pojawiła się już u australopiteków, to najsilniej rozwinięta jest u H. sapiens. Tak więc, mimo posiadania wszystkich niezbędnych elementów aparatu mowy, neandertalczycy nie byli w stanie rozwinąć języka tak zaawansowanego jak nasz. Wystarczył on wprawdzie do organizacji polowań na duże zwierzęta, ale nie nadawał się do snucia opowieści przy ognisku.

Praworęczny mózg

Warto w tym momencie wspomnieć o jeszcze jednej właściwości mózgu, charakterystycznej dla rodzaju Homo. Jest to lateralizacja, czyli nierównomierny podział zadań pomiędzy dwoma półkulami mózgu. Prawa półkula odpowiada za zdolności artystyczne i muzyczne, orientację przestrzenną, rozpoznawanie kształtów i twarzy oraz za ruchy wykonywane przez lewą część ciała. Lewa natomiast kontroluje zdolność logicznego myślenia, czynności wykonywane sekwencyjnie, umiejętność czytania i pisania, a także mowy i ruchów prawej połowy ciała. Asymetria ta ma więc związek z prawo- lub leworęcznością – cechą zarejestrowaną dotąd tylko u ludzi. Wydaje się, że asymetryczne mózgi mogły mieć hominidy pojawiające się już 2 mln lat temu. Co więcej, kamienne narzędzia z tego okresu wskazują, że były one – podobnie jak znakomita większość dzisiejszych ludzi – praworęczne. Im późniejszy był okres, z którego pochodziły znaleziska, tym wyraźniejsza wydawała się owa asymetria. Nasz najbliższy kuzyn, neandertalczyk, miał już mózg zorganizowany analogicznie do naszego.

Dokąd zmierzamy?

Mózg jest jednym z najciekawszych i zarazem najbardziej tajemniczych narządów, jakie posiadamy. Wynika to nie tylko z wciąż jeszcze słabego poznania jego funkcjonowania, ale również z tego, że – jako tkanka miękka – nie zachowuje się w postaci skamieliny, jak kości. W przypadku okazów kopalnych możemy o jego budowie jedynie wnioskować na podstawie śladów, jakie zostawił na wewnętrznej stronie czaszki. Wiemy jednak, że przebył on długą serię zmian, które ukształtowały go z tworu podobnego do mózgu szympansa, dając nam w efekcie niesamowite możliwości, niedostępne innym gatunkom. Jak nasz mózg będzie się zmieniał? Jak będziemy funkcjonować za kolejne 200 tys. lat? Jeśli tylko nie wymrzemy na skutek drastycznych zmian klimatu, nie zniszczy nas – jak dinozaury – gwałtowny kataklizm, ani nie wykończą nas własne skłonności do niszczenia środowiska i prowadzenia wyniszczających wojen, na pewno się o tym przekonamy.

 

Autor:

Agnieszka Markowska - Jędra

Źródła:

Allen, J.S. „Życie mózgu: ewolucja człowieka i umysłu”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2011 
 Calvin W.H. „Świt ludzkiej inteligencji” Świat Nauki nr 1(7) 2006, str. 86-94  
Dunbar R. „Człowiek: biografia”, Copernicus Center Press, Kraków 2016  
Oppenheimer S. „Pożegnanie z Afryką. Jak człowiek zaludnił świat”, Prószyński Media Sp. z o.o., Warszawa 2013  
Tattersal I. „Dlaczego staliśmy się ludźmi” Świat Nauki nr 1(7) 2006, str. 68-75  
Tattersal I. „I stał się człowiek [ewolucja i wyjątkowość człowieka]”, Wydawnictwo CiS, Wydawnictwo W.A.B., Warszawa 2001  
Wong K. „Kiedy człowiek nauczył się myśleć” Świat Nauki nr 1(7) 2006, str. 76-85

PRZECZYTAJ TEŻ:


Skomentuj

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.