Антропологи объяснили, почему люди так медленно взрослеют

Как знает родитель любого подростка, людям нужно много времени, чтобы вырасти: нам требуется примерно в два раза больше времени, чем шимпанзе, чтобы достичь зрелости . Антропологи предполагают, что наше долгое детство и юность позволяют нам сформировать сравнительно более крупный мозг или освоить навыки, которые помогают нам выживать и размножаться. Теперь исследование зубов древнего юноши предполагает, что медленная модель роста появилась по крайней мере 1,8 миллиона лет назад, на полмиллиона лет раньше, чем любые предыдущие свидетельства задержки развития зубов.

Исследователи использовали самые современные методы рентгеновской визуализации для подсчета линий роста в коренных зубах представителя нашего рода Homo , который жил 1,77 миллиона лет назад в месте, которое сегодня называется Дманиси, Грузия. Хотя этот юноша развивался гораздо быстрее, чем современные дети, его моляры росли так же медленно, как у современного человека в течение первых 5 лет жизни, сообщают исследователи в новой статье в Nature. Открытие, сделанное в группе, мозг которой едва ли больше мозга шимпанзе, может дать ключ к разгадке того, почему у людей развилось такое долгое детство.

«Один из главных вопросов палеоантропологии — понять, когда эта модель медленного развития эволюционирует в нашем роде Homo», — говорит Алессия Нава, биоархеолог из Римского университета Ла Сапиенца, которая не принимает участия в исследовании. «Теперь у нас есть важная подсказка».

Другие предупреждают, что, хотя зубы у этого детеныша росли медленно, у других особей, включая наших прямых предков, они могли развиваться быстрее.

Исследователи знали с 1930-х годов, что люди остаются незрелыми дольше, чем другие обезьяны. Некоторые постулируют, что у наших предков развился медленный рост, чтобы иметь больше времени и энергии для формирования большего мозга или чтобы научиться адаптироваться к сложным социальным взаимодействиям и окружающей среде до того, как у них появятся дети. Чтобы определить, когда возникла эта медленная модель роста, исследователи часто обращаются к зубам, особенно постоянным молярам, потому что они сохраняются в палеонтологической летописи и содержат линии роста, как годичные кольца. Более того, скорость роста зубов у людей и других приматов коррелирует с развитием мозга и тела.

Самые ранние предки человека росли быстро, как обезьяны: зубы малыша Australopithecus afarensis (того же вида, что и знаменитый скелет Люси), который жил 2,4 миллиона лет назад в месте, которое сегодня называется Дикика, Эфиопия, развивались с той же скоростью, что и у шимпанзе. Но 1,2 миллиона лет назад Homo antecessor из Испании показал признаки более медленного развития, длиннее обезьян, но короче нашего вида, H. sapiens.

Юноша из Дманиси был найден в 2001 году с черепом, челюстью и множеством хорошо сохранившихся зубов . Палеоантропологи Кристоф Цолликофер и Марсия Понсе де Леон из Цюрихского университета и палеонтолог Пол Таффоро из Европейского центра синхротронного излучения использовали мощность синхротрона для получения рентгеновских снимков линий роста в зубах окаменелости с высоким разрешением. Такие линии, образованные путем накопления слоев дентина, откладываются примерно каждые 8 дней у современных людей. У особи из Дманиси исследователи подсчитали линии и пришли к выводу, что юноше было около 11,4 лет, когда он умер.

Затем исследователи использовали темные линии напряжения, вызванные болезнью или плохим питанием, которые повлияли на все растущие зубы, чтобы выровнять их. Сопоставляя стрессовые события по всем зубам, они могли видеть, как различные зубы формировались и прорезывались относительно друг друга. Затем они создали виртуальное видео того, как зубы росли во рту этого древнего ребенка с интервалом в 6 месяцев. «Вы можете увидеть, как каждый зуб развивался в течение жизни человека», — говорит Понсе де Леон.

Наконец, исследователи сравнили траектории роста зубов Дманиси с траекториями людей, шимпанзе и других обезьян. В течение первых 5 лет жизни детеныша Дманиси его коренные зубы развивались медленно, так что он дольше сохранял молочные зубы и развивался больше как современный человек, чем шимпанзе. Затем, с 6 до 11 лет, его зубы развивались и прорезывались быстрее, как у шимпанзе. В целом, детеныши взрослели быстрее, чем современный человек, но раннее замедление роста является самым древним известным примером такой модели и может быть первым шагом к нашему собственному замедленному развитию.

По словам Понсе де Леона, детеныш Дманиси, вероятно, зависел от взрослых в плане еды и ухода еще долгое время после отлучения от груди. Предыдущие находки указывают на то, что взрослые Дманиси использовали каменные орудия, разделывали мясо и заботились об одной беззубой пожилой особи, что позволяет предположить, что они заботились как о молодых, так и о старых.

Эти предки делали все это с мозгом, который был лишь немного больше, чем у шимпанзе. Авторы предполагают, что развитие зубов у наших предков замедлилось до того, как увеличился мозг, возможно, из-за использования орудий, употребления мяса и изменений в социальной структуре, что позволило детям дольше оставаться зависимыми от взрослых.

Результаты «крайне захватывающие», говорит палеоантрополог Дебби Гуателли-Стайнберг из Университета штата Огайо: «Для меня главным выводом является то, что мы начинаем наблюдать это замедление до существенного увеличения размера мозга». Это говорит о том, что у людей, возможно, развилось длительное детство для социального обучения, даже до того, как их мозг увеличился.

Однако даже если этот конкретный юноша рос медленно в раннем детстве, его вид мог бы этого не делать, учитывая, что темпы роста различаются у разных особей приматов и, возможно, даже в течение жизни особи, говорит палеоантрополог Леслеа Хлуско из Национального исследовательского центра эволюции человека в Испании. Она хотела бы увидеть больше данных о том, как меняется рост зубов у отдельных обезьян и людей в течение жизни.

Другие исследователи предупреждают, что неясно, связана ли популяция Дманиси напрямую с людьми, живущими сегодня. «Похоже, что у этой особи замедление в каком-то аспекте развития зубов», — говорит палеоантрополог Кевин Куйкендалл из Шеффилдского университета. «Но является ли это тем же замедлением, которое привело к длительному развитию и долгому детству у современных людей, я не думаю, что у нас пока есть доказательства».