Марсело Санчес - Эмбрионы в глубинах времени

Маленькое лицо и большая черепная коробка, характерные для черепа взрослого человека, являются результатом замедленного развития черепа в сочетании с быстрым и длительным ростом мозга. Размеры мозгового отдела черепа у новорождённых современных людей и неандертальцев подобны таковым у взрослых шимпанзе, бонобо и Sahelanthropus , но после рождения он увеличивается примерно в четыре раза по сравнению с размером этого отдела черепа у взрослого шимпанзе. Картина роста человеческого черепа в целом должна была сложиться у последнего общего предка неандертальцев и людей, который жил по крайней мере полмиллиона лет назад. Но важные различия между этими двумя видами, возникшие после их расхождения, зафиксированы в летописи окаменелостей.

Многие данные, касающиеся постнатального онтогенеза неандертальцев, наших ближайших вымерших родственников, надёжно документированы. Ископаемые остатки большей частью фрагментарны, деформированы и разрозненны, но благодаря использованию компьютеризированных методов теперь возможно реконструировать значительную часть изменений скелета в период от рождения до взрослой жизни.

Различия между черепами человека и неандертальца присутствуют уже у новорождённых, как это происходит у шимпанзе и бонобо. У современных людей маленькое лицо и шаровидная черепная коробка, а подбородок является единственной заметной выпуклостью на лице. С другой стороны, у неандертальцев были более высокие, сильнее выступающие лица и рельефный жевательный аппарат.

После рождения у неандертальцев и людей отмечается сходный характер роста черепа, но темпы развития черепа у человека несколько ниже, и потому черепа взрослых людей больше сходны по форме с черепами подростков-неандертальцев. Работа, проведённая в Институте Макса Планка в Лейпциге, выявила различия в относительном росте некоторых областей черепа, которые у людей приводят к появлению выпуклостей на вершине и на боках головы (теменная и височная области), результатом чего является шаровидная форма нашего мозга.

Важным маркером картины роста и событий истории жизни является время прорезывания зубов. [96] Последовательность прорезывания зубов коррелирует с характером роста не только у приматов, но также и у других млекопитающих (Smith 1992). Эти закономерности могли бы стать продуктивной областью для исследований, если бы удалось произвести обширную выборку видов в филогенетических рамках, уделяя внимание межвидовой изменчивости и влияющим на эти процессы факторам окружающей среды. Сообщается, что относительное время слияния посткраниальных костей наступает позже, чем завершение прорезывания зубов у млекопитающих (Smith 1992), тогда как половая зрелость может наступать на любом отрезке времени относительно зрелости зубной системы и скелета. Общую картину этих процессов вывел Уген (2000: 131): «Млекопитающие, которые достигают половозрелости после наступления зрелости зубной системы и скелетной зрелости, имеют тенденцию жить быстро и умирать молодыми, тогда как млекопитающие, которые достигают половозрелости до того, как созреют зубная система и скелет, склонны жить медленно и умирать старыми». Время прорезывания первых постоянных верхних коренных зубов (M1) связано с прекращением роста мозга. У современных людей прорезывание M1 означает возрастной промежуток от 4,74 до 7,0 лет; у Homo erectus это время составляет примерно 4,5 года, что приближается к типичному значению для диких шимпанзе, у которых M1 прорезывается в возрасте примерно 4,0 лет.

Как и другие млекопитающие, люди снабжают своё потомство пищей и обеспечивают ему иммунную защиту посредством молочного вскармливания. Это явление представляет собой главный аспект материнского вклада в воспроизводство, и оно также означает задержку рождения последующего потомства. Завершение выделения молока и кормления, и вместе с этим переход на взрослый рацион называется отнятием от груди. Это увеличение возможностей обработки пищи в значительной степени совпадает с появлением более постоянной зубной системы. Прорезывание первых коренных зубов и первые постоянные зубы, появляющиеся в ротовой полости у большинства приматов, коррелируют у многих видов с отнятием от груди. Эта корреляция слабее выражена у гоминоидов, что затрудняет создание простой реконструкции процесса отнятия от груди для ископаемых видов с сохранившимися данными о прорезывании зубов.

На основе работы Адольфа Шульца (1891–1976) в Цюрихском Университете была предложена схема соотношения между порядком прорезывания коренных зубов и некоренных зубов второй смены (предкоренные, клыки, резцы), ростом и созреванием для приматов. Быстрый рост, подразумевающий раннее половое созревание и короткую продолжительность жизни, коррелирует с ранним прорезыванием коренных зубов и поздним прорезыванием предкоренных. С другой стороны, медленный рост связан с поздним прорезыванием коренных зубов и ранним прорезыванием второй смены зубов. «Правило Шульца» очень тщательно исследовалось, и было выяснено, что имеется множество исключений из него. Тем не менее, общая тенденция существует. Гоминоиды имеют более низкий уровень смертности, чем прочие обезьяны Старого Света. Последние обычно приступают к размножению в раннем возрасте, тогда как гоминоидов характеризует отсрочка начала размножения на более зрелый возраст. Это коренное различие отражено в распределении времени прорезывания зубов.

Гистологические особенности зубов также могут стать источником информации, касающейся времени наступления различных событий в истории жизни. Традиционно они изучались посредством разрезания драгоценных образцов. Сегодня для обнаружения микроскопических внутренних линий роста можно использовать изображения, полученные в ходе исследований с использованием синхротронной технологии (ускорителя частиц, использующего магнитные и электрические поля) вместо использования более традиционного и разрушительного подхода, связанного с изготовлением гистологических срезов.

Благодаря изучению линий нарастания в зубах можно точно соотнести темпы развития и распределение событий жизни во времени. Использование этого подхода показало, что у австралопитецин и ранних представителей рода Homo был короткий период роста, чем они больше напоминали шимпанзе, нежели ныне живущих людей. Главный интерес состоял в том, чтобы установить момент, когда возникло современное состояние относительно долгого детства. К этому вопросу обратились в ходе исследования ископаемого ребёнка из Марокко, который жил около 160000 лет назад, и его сравнения с другими ископаемыми и современными популяциями людей. Ископаемые остатки показали степень развития зубов, эквивалентную ныне живущим человеческим детям того же самого возраста, около восьми лет, и совокупность особенностей истории жизни современного человека, с современным состоянием продолжительного развития зубов.