какое самое горячее место у человека
Ученые назвали самую горячую точку в теле человека
МОСКВА, 26 янв — РИА Новости. Самыми горячими в человеческом теле оказались митохондрии — миниатюрные «энергостанции» клеток. Их температура поднимается до рекордных 50 градусов Цельсия, что раньше считалось невозможным, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.
Как объясняют Доминик Кретьен (Dominique Cretien) и его коллеги из Парижского университета, главный источник тепла в человеческом организме — это митохондрии, особые тельца, которые есть во всех клетках. Они расщепляют глюкозу и другие питательные вещества, в результате чего высвобождается энергия. Чуть меньше половины ее превращается в молекулы аденозинтрифосфата, универсальной клеточной «энерговалюты», а остальные 60% сбегают из митохондрии в виде тепла.
Эта мысль натолкнула Кретьена и его коллег на идею проверить, как много тепла производят митохондрии и как нарушения в их работе, в том числе связанные с развитием различных наследственных болезней, влияют на этот процесс.
Выяснить это оказалось не так просто, поскольку митохондрии нормально работают только в живых клетках, а размеры их слишком малы, чтобы температуру можно было измерить напрямую. Поэтому ученым пришлось создать специальную молекулу-«термометр», яркость свечения которой падала примерно на 3% при повышении температуры на один градус.
Эта молекула, по словам Кретьена, так устроена, что цепляется за выросты на поверхности мембран митохондрии. Это помогло ученым не только измерить температуру всей митохондрии, но и ее различных участков.
Первые замеры оказались неожиданными — выяснилось, что митохондрии как минимум на 10 градусов теплее, чем окружающая их клеточная среда, а внутри органелл температуры достигали фантастической отметки в 50 градусов.
Изначально биологи не поверили сами себе: нагрев клеток до таких температур обычно завершается их смертью, поскольку многие белковые молекулы разрушатся при нагреве до 45 и более градусов. Что самое интересное, высокая температура митохондрий почти никак не влияла на нагрев самих клеток. Это говорит о том, что в них есть некая «термоизоляция», предотвращающая утечку тепла.
Для проверки ученые провели еще один эксперимент: временно заблокировали или замедлили работу митохондрий при помощи цианида калия и других веществ, воздействующих на поры в «энергостанциях» клетки. Эта операция заставляла молекулы-«градусники» светиться ярче. Это подтвердило, что митохондрии действительно работают при гораздо более высоких температурах, чем остальные части клеток и тела.
«Вне зависимости от того, подтвердятся ли данные выводы в будущем, нам нужно серьезнее относиться к любым попыткам изучения того, как распределено тепло по клетке и в каких ее точках оно вырабатывается. Даже небольшие различия в температуре митохондрий, в том числе и между мужчинами и женщинами, могут объяснять, почему определенные болезни и виды рака поражают только представителей одного пола, и влиять на скорость старения нашего тела», — комментирует открытие Ник Лэйн (Nick Lane), генетик из университетского колледжа Лондона (Великобритания).
Какие самые горячие точки на теле человека
Хотя температура тела любого человека непостоянна и колеблется в течение суток, существуют особые точки, температура которых всегда повышена. Они названы самыми горячими. У мужчин и женщин эти точки разные.
Однако есть и такие, которые есть у каждого человека, независимо от пола и возраста. Где они находятся?
Такие маленькие и такие горячие
Исследователи из Парижского университета обратили внимание на мельчайшие компоненты клетки, называемые митохондриями. Они выполняют важнейшие функции, в том числе генерируют энергию из питательных веществ, поступающих в организм.
Обычно клетка содержит около 2000 этих органелл, что является от ее общего объема. Размер митохондрий равен 12 мкм – что также соответствует величине обычной бактерии. Несмотря на это, именно они главным образом снабжают организм теплом.
Около 40% энергии, которая вырабатывается митохондриями, преобразуется в АТФ – он необходим для беспрерывного протекания многих жизненно важных процессов в организме, как например, сокращения мышц, мозговая активность. А остальные 60% используются для поддержания нормальной температуры тела.
В связи с такой функцией, ученые заинтересовались температурой самих митохондрий. Однако получить данную информацию оказалось совсем не просто. Так как эти органеллы функционируют в обычном режиме лишь в том случае, если клетка живая.
Иначе данные были бы неверны. К тому же, сами эти тельца имеют микроскопические размеры, потому определить их температуру напрямую не представлялось возможным. Но ученые все же нашли выход.
Они создали специальную молекулу, которая и выполняла роль термометра. Она ярко светилась, но при повышении температуры на 1°C, ее свечение уменьшалось на 3%. Данная молекула цеплялась за неровности мембраны.
Поэтому ученым удалось измерить температуру всей органеллы и разных ее участков. Результаты впечатлили исследователей. Оказалось, что температура на поверхности митохондрий на 10°С выше температуры клеточной среды.
Электронно-микроскопическая фотография, показывающая митохондрии в поперечном сечении. 
А вот внутри органелл «молекулярный термометр» зафиксировал все 50°С. Это очень удивило ученых, поскольку при таком нагреве структура любой клетки распадается, и она погибает. Однако митохондрии, судя по всему, имеют некую систему, не позволяющую теплу выходить наружу.
Поэтому клетка не нагревается и остается жизнеспособной. Таким образом, самой горячей и самой маленькой точкой в теле любого человека можно по праву назвать митохондрию.
Эти открытия были сделаны для того, чтобы выяснить, как распределяется тепло по клетке и всему организму. Возможно, температуры митохондрий разнятся в зависимости от половой принадлежности. Тогда это поможет выяснить, почему мужчины или женщины страдают определенными заболеваниями.
Ведь на теле человека тоже присутствуют наиболее теплые точки. И их локализация у мужчин и женщин различается.
Самые теплые места у разных полов
Устройство женского организма необычайно сложно. Ведь именно для женщины уготована роль матери. Поэтому самым теплым местом на теле женщины является живот.
Так как брюшная полость оберегает детородные органы представительниц слабого пола. По этой причине живот женщины намного теплее остальных частей тела.
У мужчины же самым теплым местом на теле является паховая область. Там расположены крупные кровеносные сосуды. Данный механизм также предусмотрен для защиты жизненно необходимых и детородных органов.
Интересности 16 декабря, 2020 456 просмотров
Ученые назвали самую горячую точку в теле человека
МОСКВА, 26 янв — РИА Новости. Самыми горячими в человеческом теле оказались митохондрии — миниатюрные «энергостанции» клеток. Их температура поднимается до рекордных 50 градусов Цельсия, что раньше считалось невозможным, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.
Человек, как и все млекопитающие, поддерживает температуру тела на одном и том же уровне, постоянно сжигая питательные вещества в мускулах, клетках печени, мозга и других внутренних органов. Как правило, все органы разогреваются примерно одинаково, но есть и исключения: например, температура мошонки у мужчин составляет около 34 градусов.
Как объясняют Доминик Кретьен (Dominique Cretien) и его коллеги из Парижского университета, главный источник тепла в человеческом организме — это митохондрии, особые тельца, которые есть во всех клетках. Они расщепляют глюкозу и другие питательные вещества, в результате чего высвобождается энергия. Чуть меньше половины ее превращается в молекулы аденозинтрифосфата, универсальной клеточной «энерговалюты», а остальные 60% сбегают из митохондрии в виде тепла.
Эта мысль натолкнула Кретьена и его коллег на идею проверить, как много тепла производят митохондрии и как нарушения в их работе, в том числе связанные с развитием различных наследственных болезней, влияют на этот процесс.
Выяснить это оказалось не так просто, поскольку митохондрии нормально работают только в живых клетках, а размеры их слишком малы, чтобы температуру можно было измерить напрямую. Поэтому ученым пришлось создать специальную молекулу-«термометр», яркость свечения которой падала примерно на 3% при повышении температуры на один градус.
Эта молекула, по словам Кретьена, так устроена, что цепляется за выросты на поверхности мембран митохондрии. Это помогло ученым не только измерить температуру всей митохондрии, но и ее различных участков.
Первые замеры оказались неожиданными — выяснилось, что митохондрии как минимум на 10 градусов теплее, чем окружающая их клеточная среда, а внутри органелл температуры достигали фантастической отметки в 50 градусов.
Изначально биологи не поверили сами себе: нагрев клеток до таких температур обычно завершается их смертью, поскольку многие белковые молекулы разрушатся при нагреве до 45 и более градусов. Что самое интересное, высокая температура митохондрий почти никак не влияла на нагрев самих клеток. Это говорит о том, что в них есть некая «термоизоляция», предотвращающая утечку тепла.
Для проверки ученые провели еще один эксперимент: временно заблокировали или замедлили работу митохондрий при помощи цианида калия и других веществ, воздействующих на поры в «энергостанциях» клетки. Эта операция заставляла молекулы-«градусники» светиться ярче. Это подтвердило, что митохондрии действительно работают при гораздо более высоких температурах, чем остальные части клеток и тела.
«Вне зависимости от того, подтвердятся ли данные выводы в будущем, нам нужно серьезнее относиться к любым попыткам изучения того, как распределено тепло по клетке и в каких ее точках оно вырабатывается. Даже небольшие различия в температуре митохондрий, в том числе и между мужчинами и женщинами, могут объяснять, почему определенные болезни и виды рака поражают только представителей одного пола, и влиять на скорость старения нашего тела», — комментирует открытие Ник Лэйн (Nick Lane), генетик из университетского колледжа Лондона (Великобритания).
температура мошонки у мужчин составляет около 34 градусов
Можно предлагать девушкам погреть руки, если холодно
Для проверки ученые провели еще один эксперимент: временно заблокировали или замедлили работу митохондрий при помощи цианида калия
И всё тут же стало остывать
Заголовок конечно. Сейчас бы называть самой горячей точкой в человеческом теле миллиарды митохондрий, расположенных по 1-2 тысячи в каждой клетке организма.
Умный мозг не только большой, но и жаждущий крови
Мозгу нужно много крови, чтобы быть умным.
Нынешняя парадигма состоит в том, что человеческий интеллект становился все более сложным, когда наш мозг становился больше. Однако австралийские и южноафриканские исследователи утверждают, что это только одна сторона медали. Их исследование показало, что увеличение притока крови к мозгу может быть связано с улучшением когнитивных функций.
Используя размеры двух отверстий в основании черепа, которые позволяют артериям проходить к мозгу, исследователи смогли подсчитать, сколько крови использовалось для прохождения через мозг у 11 видов предков гоминида, от австралопитеков до архаичных Homo sapiens. Это охватывает последние 3,5 миллиона лет.
Они обнаружили, что приток крови к мозгу непропорционально увеличивается с объемом мозга. Они выяснили, что показатель притока крови к объему мозга составляет 1.4, как сообщается в исследовании, опубликованном в Royal Society Open Science.
«Размер мозга увеличился примерно на 350% на протяжении эволюции человека, но мы обнаружили, что приток крови к мозгу увеличился на удивительные 600%», – говорит руководитель исследования, профессор Роджер Сеймур из Университета Аделаиды. «Мы полагаем, что это, возможно, связано с потребностью мозга удовлетворять все более энергичные связи между нервными клетками, которые способствовали эволюции сложного мышления и обучения. Чтобы наш мозг был таким умным, он должен постоянно получать кислород и питательные вещества из крови».
Конечно, чем более метаболически активен мозг, тем больше крови требуется, но новое исследование показывает, что кровоток и объем мозга не увеличиваются согласованно. Опять же, человеческий мозг несколько особенный в том смысле, что он также очень хорошо упакован. А именно, мозг складывается в привычной морщинистой форме ореха, что позволяет формировать больше нервных связей в меньшем объеме. Это может объяснить, почему артерии, направляющие кровь в мозг, увеличиваются в размерах непропорционально размеру мозга.
Используя отверстия в черепе, исследователи определили интенсивность мозговой активности у предков, которые жили миллионы лет назад.
«На протяжении всей эволюции развитие функции нашего мозга, по-видимому, связано с тем, что нам требуется больше времени, чтобы вырасти из детства. Это также связано с семейным сотрудничеством в охоте, защите территории и уходе за молодыми», – сказал соавтор Ваня Бозиочич. «Появление этих признаков, похоже, хорошо следует за увеличением потребности мозга в крови и энергии».
Больше околонаучного у нас на канале t.me/everScience.
Клетки-зомби, оживающие в мозге человека после смерти
Что происходит с организмом человека, когда он умирает?
Мы представляем себе, что всё перестает работать: без кровообращения и дыхания системы и органы просто не смогут функционировать. Однако вот ведь какое странное дело, причуда природы: оказывается, внутри нас существует «живые мертвецы» — это клетки, продолжающие жить внутри неживого тела. И они не просто живут, их активность даже увеличивается.
Итак, некоторые клетки человеческого мозга становятся гораздо активнее после нашей смерти. Такие «клетки-зомби» увеличивают экспрессию генов и героически пытаются выполнять свои задачи. Похоже, кто-то забыл им сказать, что в их услугах больше не нуждаются.
Именно невролог Джеффри Лоуб из Университета Иллинойса и его коллеги заметили, что подобные клетки отращивают длинные придатки и продолжают увлеченно заниматься своими обычными делами в течение еще нескольких часов после смерти.
«Большинство исследований предполагают, что работа мозга полностью останавливается, когда перестает биться сердце, но это не так, — отмечает Лоуб, — Наши находки необходимы для интерпретации данных о тканях человеческого мозга. Пока еще мы не успели дать оценку обнаруженной информации как следует».
Большая часть сведений о расстройствах мозга, таких как аутизм, болезнь Альцгеймера и шизофрения, получена в результате экспериментов, проводимых на тканях мозга после смерти человека. Именно такой подход имеет огромное значение для поиска методов или средств лечения. Исследование мозга с участием подопытных животных часто не показывает истинной картины; сложно проводить аналогию между животными и человеком из-за фундаментальных различий в строении мозга и его особенностей.
Обычно исследования проводятся на тканях людей, умерших более 12 часов назад. Сравнивая экспрессию генов в свежих тканях мозга (удаленных в ходе операции у 20 пациентов, страдающих эпилепсией) с вышеупомянутыми образцами мозга умерших людей, Лоуб и его команда обнаружили поразительные различия, которые не зависели ни от возраста, ни от заболевания.
Ученые изучили результаты гистологии мозговой ткани и заметили, что клеточно-специфическая активность изменяется после смерти человека с течением времени при комнатной температуре.
Исследователи отмечают, что большая часть генов сохраняла активность и оставалась относительно стабильной в течение 24 часов; нейроны и активность их генов истощались довольно быстро. Однако самое примечательное здесь — глиальные клетки, которые активизировались и увеличивали экспрессию генов.
Клетки оживают после смерти человеческого мозга. Доктор Джеффри Лоуб / Университет Иллинойса в Чикаго
Сначала это кажется просто чем-то непонятным и невероятным, но, на самом деле, здесь скрыт большой смысл, учитывая, что именно глиальные клетки, такие как микроглия и астроциты призываются к действию, когда в организме что-то идёт не так. А что может случиться с организмом хуже смерти?
«Тот факт, что глиальные клетки после смерти активизируются, неудивителен, учитывая, что у них есть противовоспалительная функция, и их работа заключается в очистке головного мозга после повреждений, например, после кислородного голодания или инсульта», — говорит Лоуб.
Также команда показала, что РНК, формирующаяся в процессе экспрессии генов, сама по себе не изменяется в течение 24 часов после смерти, поэтому любые изменения в ее количестве должны быть связаны именно с продолжением биологических процессов.
«Данные об экспрессии генов в свежевыделенных образцах человеческого мозга позволяют получить беспрецедентное представление о геномной сложности человеческого мозга из-за сохранения стольких различных транскриптов, которые больше не присутствуют в тканях после смерти», — написали исследователи в своей статье.
Открытие команды имеет огромное значение как для прошлых, так и для текущих исследований с использованием тканей мозга, чтобы лучше понимать развитие и природу заболеваний, вызывающих иммунные реакции.
При этом через 24 часа эти клетки все-таки умерли, и их уже нельзя было отличить от окружающей их разрушающейся ткани.
«Исследователи должны принять во внимание описанные генетические и клеточные изменения, максимально сократить посмертный временной интервал для исследований, чтобы уменьшить масштабы этих изменений», — пояснил Лоуб.
«Наше исследование несет важное сообщение для ученых. Оно заключается в том, что теперь мы знаем, какие гены и типы клеток являются стабильными, какие деградируют, а какие со временем увеличиваются. Таким образом, мы можем лучше понять результаты посмертных исследований мозга».
Поразительно, что даже после смерти мы, биологические организмы, не бываем полностью статичными и бездействующими.
Полный текст исследования был опубликован в журнале Scientific Reports.
Автор оригинала: Tessa Koumoundouros
Три руки
Бакулюм («пенисная кость») у человека?
Бакулюм — кость, образовавшаяся в соединительной ткани полового члена. Она служит для облегчения проникновения при недостаточной эрекции во время полового акта и участвует в дополнительной стимуляции самки во время совокупления (для видов, у которых оплодотворение зависит от состояния самки). Бакулюм обнаружен у 5 отрядов млекопитающих: насекомоядных, летучих мышей, грызунов, хищных и некоторых приматов. Эта кость имеется у наших ближайших родственников – шимпанзе, но почему она отсутствует у нас?
Но встречается ли бакулюм у людей? Иногда у людей встречается очень редкая патология, напоминающая «человеческий бакулюм» — окостенение полового члена. Обычно это связано с болезнью Пейрони, при которой в половом члене появляются фиброзные уплотнения. Соли кальция накапливаются в мягких тканях, в итоге формируя подобие внескелетной кости. Ничего хорошего в этом нет, потому что патология приводит к деформации полового члена и в итоге пациент просто не может совершать половой акт. В некоторых случаях требуется хирургическое вмешательство.
Очень редко половой член окостеневает по всей длине. Пациент с этим заболеванием был случайно обнаружен в 2019 году. 63-летний мужчина с алкоголизмом обратился в отделение неотложной помощи по поводу боли в колене после падения. Он шел по тротуару с тростью, когда упал на ягодицы. Осмотр не выявил никаких осложнений, за исключением боли в половом члене. Рентгенография таза, проведенная для исключения перелома, показала наличие обширной бляшкообразной кальцификация по всей длине полового члена. Был поставлен диагноз «окостенение полового члена по всему стволу полового члена».
Пациент решил уйти вопреки совету врача. Никаких лабораторных исследований, гистологического исследования или последующего наблюдения не проводилось. И если бы не травма и не рентген, пациент, возможно, так бы и не узнал о своей уникальной особенности.
Мы теряем мозг: почему выживает глупейший
Примечание. Это статья уже была опубликована на Пикабу другим человеком, однако не получила широкой известности. Считаю, что такую хорошую статью можно выложить и дважды. В случае, если статья вам понравится, плюсик можно поставить тому, кто успел раньше. Лично я выкладываю этот рерайт не ради рейтинга. И так,
Происхождение человеческого мозга относится к главным загадкам эволюции и к одной из наиболее дискуссионных тем в биологической науке. Почему в какой-то момент времени эволюция поддержала развитие мозга у одной из ветвей приматов? Почему мозг так стремительно вырос за столь короткий период? И почему в течение 30 000 лет мозг homo sapiens постоянно теряет в весе?
Чтобы ответить на эти вопросы, придется обратиться к интересным метаморфозам, происходившим с древнейшими предками человечества миллионы лет назад. До появления человека эволюция совершалась традиционным способом. «Топливо» эволюции — полиморфизм, вариабельность, изменчивость внутри одного вида. Если внешние условия обитания не изменялись, признаки вида сохранялись более-менее консервативно, если же условия претерпевали изменения, то полиморфизм позволял выжить тем существам, у которых оказывались более пригодные для изменившихся условий качества. А вот когда изменчивость признаков не перекрывала изменившихся условий, популяция вымирала. Естественный отбор — это вечное противостояние множественности признаков и давления среды. Сумели животные отыскать себе еду — хорошо, не сумели — вымерли. Есть возможность размножаться — хорошо, нет — все опять же вымерли.
Лобная доля, ставшая морфологической основой человеческого интеллекта, изначально имела задачу торможения животных инстинктов.
Только благодаря лобной доле человек способен отказаться от еды, поделившись ею с ближним и поддержав тем самым отношения внутри социума. И этому есть одно простое доказательство.
Все знают, что некоторые дамы, слишком сильно озабоченные похудением, стараются есть как можно меньше, и при достижении веса около 40 кг у них нередко начинается болезнь под названием анорексия. Больных анорексией заставить есть практически невозможно, и современная медицина бессильна помочь этим несчастным. В итоге эти женщины безвременно уходят из жизни. Зато лет 60 назад, когда медицина была не столь гуманной, больным анорексией вводили острый скальпель в нижнюю часть височной области и отсекали лобную долю. Через некоторое время у пациенток восстанавливался аппетит и менструальный цикл и они возвращались к нормальной жизни. Ну или почти нормальной. Та часть мозга, которая вопреки животным инстинктам давала нам возможность отказаться от еды, переставала работать и мысль о неприятии еды человека больше не посещала.
Лобная доля поддерживала общественные связи у древних гоминид. Кто оказывался не способен делиться едой, того съедали самого или изгоняли. Поэтому всего за несколько миллионов лет лобные области мозга очень быстро выросли и однажды стали основой разума.
Человек — естественная часть природы, и долгое время эволюция человеческого мозга шла по тем же биологическим законам. Шла она не то чтобы очень быстро, да и само появление приматов (около 65 млн лет назад) нельзя считать какой-то вершиной эволюции — это не что иное, как приспособление млекопитающих к жизни на деревьях. Настоящая человеческая история в обезьяньем мире началась в тот момент, когда возникли необычные условия, то есть та самая переходная среда, которая в корне изменила характер эволюции человеческого мозга. Понятно, что ни с того ни с сего столь серьезные перемены, приведшие в конечном итоге к появлению homo sapiens, произойти не могли. Чтобы объяснить причину этих революционных преобразований, масса теоретиков склоняется к разным формам так называемой речесоциально-трудовой теории. Дескать, человек стал общаться, стал трудиться, и тогда мозг начал радикальным образом меняться. Однако эта теория не выдерживает даже поверхностной критики. Сейчас известно много видов животных, использующих орудия, системы сложных коммуникаций и развитую структуру сообществ, но это так и не привело к появлению крупного мозга. Так что же произошло?
Рай находился в Африке
Судя по всему, архетип человеческого мозга сформировался в определенной уникальной среде в результате длительного биологического процесса. В какой-то момент времени, примерно 15 млн лет назад, на востоке Африки сложились очень благоприятные условия для жизни любых млекопитающих. Тогда в субтропиках или в тропиках, в полузатопленных местах, в неглубоких проточных водоемах в огромных количествах размножались какие-то вкусные и питательные животные — беспозвоночные или рыбы. На этих существах паразитировало огромное количество птиц и других животных. Среди последних и оказались наши далекие предки — тогда они были чуть поменьше современных шимпанзе. И в наши дни в Норвегии можно увидеть, как во время нереста сельди медведи заходят на задних лапах вводу и, стоя там по грудь, черпают лапами икру и едят ее, пока не насытятся. Вот и нашим предкам достаточно было войти в воду и слегка почерпать лапками, чтобы наесться.
Такой полуводный образ жизни, кстати, хорошо объясняет происхождение двуногости. Понятно, что чем дальше животное может зайти в воду, тем больше оно сможет собрать там пищи. Но заходить на глубину на четвереньках неудобно, поэтому и норвежские медведи, и многие современные приматы вступают в воду, стоя на двух ногах. При этом передвижение на двух ногах освободило передние конечности, которые тоже пригодились. Поскольку, как уже говорилось, водные животные стали обильной пищей птицам, последние активно размножались, а значит, несли яйца. Чтобы доставать яйца из гнезд и употреблять в пищу, предкам человека нужны были руки.
Если фрукты для лазящих животных легкодоступны, то получение белковой пищи дается приматам с большим трудом. В погоне за мясом современные обезьяны охотятся даже на других обезьян. А вот в «африканском раю», сложившемся 15 млн лет назад, с высококачественной белковой пищей у тогдашних приматов не было никаких проблем: икра и птичьи яйца находились почти на расстоянии вытянутой руки. Все это привело к формированию группы животных, практически выпавших из системы отбора: зачем меняться, если условия среды близки к райским? Однако, как известно, при избытке пищи животных вообще ничего не интересует, кроме размножения. Обилие еды, таким образом, усилило конкуренцию при размножении и, как следствие, стало причиной гонки за доминантность.
Мысль изреченная есть ложь
Одним из последствий сложившейся ситуации стала речь, которая, по-видимому, зародилась как раз в «райский» период. Речь могла возникнуть как способ организации совместных действий, а начиналась, возможно, с простых звуков или, например, пения, как у современных гиббонов. Кстати, у гиббонов в мозге есть такие же поля, как и в мозге человека, и именно там у нас локализуется речь. Далее на этой базе уже возникла речь, используемая не как средство общения, а как средство имитации. Можно было впечатлить самку реальными успехами на охоте и обильной добычей, что добавляло самцу привлекательности, увеличивая шансы на передачу своего генома будущим поколениям. А можно было ей об этом просто рассказать и заполучить в ее глазах те же лавры победителя, не прилагая реальных усилий. В биологическом мире все поддерживается именно в такой пропорции: чем меньше действий и больше биологического результата — тем эффективней событие. Поэтому имитация действия с помощью речи стала бесценным качеством у архаичных антропоидов. Речь стала выгодным продуктом, и на нее начал действовать интенсивный отбор, поскольку она позволяла достигать результата в размножении. По сути дела, речь возникла как форма обмана, а обман был эффективен и тогда, и в наши дни.
На схеме отчетливо видно, что мозг австралопитека, считающегося непосредственным предком человека разумного, заметно уступал по весу и объему мозгу современной гориллы. Но уже homo erectus значительно опередил по объему мозга человекообразных обезьян: 900–1200 см^3 против 600 см^3.
Итак, пока в райских условиях пищи хватало с лихвой, естественный отбор практически не действовал, работал разве что половой отбор, о котором говорил Дарвин. Все изменилось тогда, когда изменились места нереста водных животных, сформировавших эту переходную среду. И примерно 5 млн лет назад бедные антропоиды остались у разбитого корыта. Пища исчезла. Что у наших предков было в активе? Зубы, которые уже стали почти человеческими? Этими зубами даже ничего толком откусить нельзя. Они были гиперспециализированы под качественную и легко пережевываемую белковую пищу. Есть и другие объяснения возникновению человеческих зубов — некоторые антропологи считают, что они трансформировались тогда, когда антропоиды слезли с деревьев и ушли в полубуш, чтобы вырывать из земли и поедать корешки. Но мало того что на зубах человека нет никаких следов их якобы использования для перетирания корешков — не понятно и то, зачем было слезать с деревьев и отказываться от плодов в пользу корнеплодов.
«Халява» как наркотик
Что там зубы — у вышедших из «рая» предков человека не было ни когтей, ни быстрых ловких ног, ни шерсти, которая исчезла, видимо, благодаря полуводной среде обитания. С таким печальным наследством большая часть антропоидов, конечно же, вымерла, но остальные стали использовать единственный свой ресурс, на который не действовал отбор, — мозг. Тут-то и началась биологическая эволюция человека.
Ишь ты какой умник!
И она пошла по очень интересному пути. Когда разные группы австралопитеков занялись поиском пищи, на них впервые стал действовать биологический отбор. И тогда они стали объединяться в большие группы и утрачивать те биологические качества, которые позволяют выживать отдельным животным. Теперь отбор благоприятствовал лишь тем, кто мог существовать в группе. Они-то и выживали, размножались и переносили геном в следующие поколения. А кто не мог — из такой группы элиминировался. Мы и сейчас видим это на примерах человеческих общностей, которые ради сохранения среднего уровня отношений отбрасывают как «корешки», так и «вершки», то есть избавляются как от социопатов, так и от самых способных и талантливых. В общностях австралопитеков этот процесс шел полным ходом, и принудительная элиминация самых буйных и самых умных привела к миграциям с прародины человечества — Африки.
Если разложить по этапам историю миграции человека из Африки, то получается следующая картинка: асоциальные и наиболее интеллектуальные особи мигрировали, создавали новую оседлую группу, и в этой оседлой группе мозг оказывался в среднем больше, чем у членов исходной группы. Затем новая группа становилась более социально стабильной, а всех, кто разрушал стабильность, — опять «вышибали», они опять мигрировали и образовывали за счет высокого полиморфизма новую группу. И при каждой следующей миграции мозг чуть-чуть увеличивался. Сначала группы «изгоев» путешествовали по Африке. Представители homo erectus уже заселили Евразию. Все это время мозг продолжал расти. Если мы посмотрим на антропогенез в той его части, где он хорошо палеонтологически и археологически представлен, то окажется, что на протяжении эволюции каждого вида гоминид мозг непрерывно увеличивался. В частности, у homo erectus он первоначально весил около 900 г, но постепенно вырос до 1200 г.
Получается, что в стабильной социальной группе любых ранних и поздних гоминид действовал непреложный закон искусственного отбора. И именно в этом заключена квинтэссенция эволюции мозга человека.
Никакой эволюции и естественного отбора не хватило бы, чтобы всего за 4,5 млн лет наш мозг проделал путь от мозга шимпанзе к мозгу homo sapiens. Но если происходит селекция по социальному принципу, эволюция невероятно ускоряется. Благодаря жесточайшему внутреннему искусственному отбору.
Вот вопрос: что трудно отнять даже у любимой собаки? Конечно, вкусную еду — кусок колбасы или косточку. В животном мире пищей не принято делиться — наоборот, животные стараются отнять еду друг у друга любым способом. Украл — значит, наелся, наелся — значит, получил преимущество в размножении. В человеческом же социуме едой принято делиться. И вот, как выяснилось, нижняя часть лобной области человеческого мозга потребовалась нам для того, чтобы мы могли отказаться от пищи. Иными словами, лобная область, считающаяся морфологической основой интеллекта, исторически развивалась не для того, чтобы думать о высоком или играть в шахматы. Не было в те далекие времена ни «высокого», ни шахмат. Главной задачей этой части мозга стало торможение животных инстинктов. Ибо только делясь едой, можно было поддержать взаимодействие и общение в группе.
Плод пирровой победы
Человечество расселялось по планете, наращивая объем мозга, и наконец на историческую сцену вышли две крупные группы — неандертальцы и кроманьонцы. У представителей обеих групп мозг достиг огромного размера — 1560−1600 г. Однако при том что мозг по массе был одинаков, стратегия поведения и результаты отбора оказались разные. Неандертальцы были мощными, сильными, умными существами, которые селились очень маленькими семьями. Они придумывали орудия и вообще, возможно, были более интеллектуальными, чем homo sapiens sapiens. Но отбор, связанный с поддержанием бесконфликтных ситуаций в группах, на них не действовал. А кроманьонцы, похоже, были туповатыми, ограниченными, но их мозг прошел больший путь социализации. Жестокий отбор приспособил их к общественному образу жизни. Каков же оказался результат конкуренции? Когда на трех жуков нападает банда муравьев, она их уничтожает. Примерно так же кроманьонцы расправились с неандертальцами. И дальше мы, сапиенсы, пожали печальные плоды своей победы. 30 000 лет назад социальный отбор, который тогда, в условиях конкуренции, требовал колоссальных усилий со стороны сапиенсов, прекратился. И ситуация вернулась в каком-то смысле к началу пути: ускорился отбор людей по социальной адаптированности, только теперь отдельные слишком умные «изгои» не могли повлиять на ситуацию — общество стало слишком большим. А безынициативные особи с посредственными данными, способные к плодотворному общению и коллективным действиям, получали преимущество. Кто мог выполнять правила игры в группе, какими бы они ни были идиотскими, получал возможность размножиться и перенести геном в следующее поколение. Кто нарушал правила — тот не размножался. Так мозг постепенно и уменьшился с 1600 до 1300 г. и надо сказать, что подобный регресс не наблюдался ни у одного вида за всю историю гоминид.
Есть ли у мозга шансы на биологический прогресс? Скорее всего нет, по крайней мере до тех пор, пока действие биологического отбора будет подменяться искусственным социальным отбором. Преференции получают наиболее общественно адаптированные люди, а наличие маленького мозга в большинстве случаев им не мешает.
Автор — доктор биологических наук, профессор, руководитель отдела эмбриологии НИИ морфологии человека РАМН
Мы теряем мозг: почему выживает глупейший
Происхождение человеческого мозга относится к главным загадкам эволюции и к одной из наиболее дискуссионных тем в биологической науке. Почему в какой-то момент времени эволюция поддержала развитие мозга у одной из ветвей приматов? Почему мозг так стремительно вырос за столь короткий период? И почему в течение 30 000 лет мозг homo sapiens постоянно теряет в весе?
Чтобы ответить на эти вопросы, придется обратиться к интересным метаморфозам, происходившим с древнейшими предками человечества миллионы лет назад. До появления человека эволюция совершалась традиционным способом. «Топливо» эволюции — полиморфизм, вариабельность, изменчивость внутри одного вида. Если внешние условия обитания не изменялись, признаки вида сохранялись более-менее консервативно, если же условия претерпевали изменения, то полиморфизм позволял выжить тем существам, у которых оказывались более пригодные для изменившихся условий качества. А вот когда изменчивость признаков не перекрывала изменившихся условий, популяция вымирала. Естественный отбор — это вечное противостояние множественности признаков и давления среды. Сумели животные отыскать себе еду — хорошо, не сумели — вымерли. Есть возможность размножаться — хорошо, нет — все опять же вымерли.
Лобная доля, ставшая морфологической основой человеческого интеллекта, изначально имела задачу торможения животных инстинктов.
Только благодаря любной доле человек способен отказаться от еды, поделившись ею с ближним и поддержав тем самым отношения внутри социума. И этому есть одно простое доказательство.
Все знают, что некоторые дамы, слишком сильно озабоченные похудением, стараются есть как можно меньше, и при достижении веса около 40 кг у них нередко начинается болезнь под названием анорексия. Больных анорексией заставить есть практически невозможно, и современная медицина бессильна помочь этим несчастным. В итоге эти женщины безвременно уходят из жизни. Зато лет 60 назад, когда медицина была не столь гуманной, больным анорексией вводили острый скальпель в нижнюю часть височной области и отсекали лобную долю. Через некоторое время у пациенток восстанавливался аппетит и менструальный цикл и они возвращались к нормальной жизни. Ну или почти нормальной. Та часть мозга, которая вопреки животным инстинктам давала нам возможность отказаться от еды, переставала работать и мысль о неприятии еды человека больше не посещала.
Лобная доля поддерживала общественные связи у древних гоминид. Кто оказывался не способен делиться едой, того съедали самого или изгоняли. Поэтому всего за несколько миллионов лет лобные области мозга очень быстро выросли и однажды стали основой разума.
Человек — естественная часть природы, и долгое время эволюция человеческого мозга шла по тем же биологическим законам. Шла она не то чтобы очень быстро, да и само появление приматов (около 65 млн лет назад) нельзя считать какой-то вершиной эволюции — это не что иное, как приспособление млекопитающих к жизни на деревьях. Настоящая человеческая история в обезьяньем мире началась в тот момент, когда возникли необычные условия, то есть та самая переходная среда, которая в корне изменила характер эволюции человеческого мозга. Понятно, что ни с того ни с сего столь серьезные перемены, приведшие в конечном итоге к появлению homo sapiens, произойти не могли. Чтобы объяснить причину этих революционных преобразований, масса теоретиков склоняется к разным формам так называемой речесоциально-трудовой теории. Дескать, человек стал общаться, стал трудиться, и тогда мозг начал радикальным образом меняться. Однако эта теория не выдерживает даже поверхностной критики. Сейчас известно много видов животных, использующих орудия, системы сложных коммуникаций и развитую структуру сообществ, но это так и не привело к появлению крупного мозга. Так что же произошло?
РАЙ НАХОДИЛСЯ В АФРИКЕ.
Судя по всему, архетип человеческого мозга сформировался в определенной уникальной среде в результате длительного биологического процесса. В какой-то момент времени, примерно 15 млн лет назад, на востоке Африки сложились очень благоприятные условия для жизни любых млекопитающих. Тогда в субтропиках или в тропиках, в полузатопленных местах, в неглубоких проточных водоемах в огромных количествах размножались какие-то вкусные и питательные животные — беспозвоночные или рыбы. На этих существах паразитировало огромное количество птиц и других животных. Среди последних и оказались наши далекие предки — тогда они были чуть поменьше современных шимпанзе. И в наши дни в Норвегии можно увидеть, как во время нереста сельди медведи заходят на задних лапах вводу и, стоя там по грудь, черпают лапами икру и едят ее, пока не насытятся. Вот и нашим предкам достаточно было войти в воду и слегка почерпать лапками, чтобы наесться.
Такой полуводный образ жизни, кстати, хорошо объясняет происхождение двуногости. Понятно, что чем дальше животное может зайти в воду, тем больше оно сможет собрать там пищи. Но заходить на глубину на четвереньках неудобно, поэтому и норвежские медведи, и многие современные приматы вступают в воду, стоя на двух ногах. При этом передвижение на двух ногах освободило передние конечности, которые тоже пригодились. Поскольку, как уже говорилось, водные животные стали обильной пищей птицам, последние активно размножались, а значит, несли яйца. Чтобы доставать яйца из гнезд и употреблять в пищу, предкам человека нужны были руки.
Если фрукты для лазящих животных легкодоступны, то получение белковой пищи дается приматам с большим трудом. В погоне за мясом современные обезьяны охотятся даже на других обезьян. А вот в «африканском раю», сложившемся 15 млн лет назад, с высококачественной белковой пищей у тогдашних приматов не было никаких проблем: икра и птичьи яйца находились почти на расстоянии вытянутой руки. Все это привело к формированию группы животных, практически выпавших из системы отбора: зачем меняться, если условия среды близки к райским? Однако, как известно, при избытке пищи животных вообще ничего не интересует, кроме размножения. Обилие еды, таким образом, усилило конкуренцию при размножении и, как следствие, стало причиной гонки за доминантность.
МЫСЛЬ ИЗРЕЧЁННАЯ ЕСТЬ ЛОЖЬ
Одним из последствий сложившейся ситуации стала речь, которая, по-видимому, зародилась как раз в «райский» период. Речь могла возникнуть как способ организации совместных действий, а начиналась, возможно, с простых звуков или, например, пения, как у современных гиббонов. Кстати, у гиббонов в мозге есть такие же поля, как и в мозге человека, и именно там у нас локализуется речь. Далее на этой базе уже возникла речь, используемая не как средство общения, а как средство имитации. Можно было впечатлить самку реальными успехами на охоте и обильной добычей, что добавляло самцу привлекательности, увеличивая шансы на передачу своего генома будущим поколениям. А можно было ей об этом просто рассказать и заполучить в ее глазах те же лавры победителя, не прилагая реальных усилий. В биологическом мире все поддерживается именно в такой пропорции: чем меньше действий и больше биологического результата — тем эффективней событие. Поэтому имитация действия с помощью речи стала бесценным качеством у архаичных антропоидов. Речь стала выгодным продуктом, и на нее начал действовать интенсивный отбор, поскольку она позволяла достигать результата в размножении. По сути дела, речь возникла как форма обмана, а обман был эффективен и тогда, и в наши дни.
АЛЬТРУИСТИЧЕСКИЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Получается, что в стабильной социальной группе любых ранних и поздних гоминид действовал непреложный закон искусственного отбора. И именно в этом заключена квинтэссенция эволюции мозга человека.
Никакой эволюции и естественного отбора не хватило бы, чтобы всего за 4,5 млн лет наш мозг проделал путь от мозга шимпанзе к мозгу homo sapiens. Но если происходит селекция по социальному принципу, эволюция невероятно ускоряется. Благодаря жесточайшему внутреннему искусственному отбору.
Вот вопрос: что трудно отнять даже у любимой собаки? Конечно, вкусную еду — кусок колбасы или косточку. В животном мире пищей не принято делиться — наоборот, животные стараются отнять еду друг у друга любым способом. Украл — значит, наелся, наелся — значит, получил преимущество в размножении. В человеческом же социуме едой принято делиться. И вот, как выяснилось, нижняя часть лобной области человеческого мозга потребовалась нам для того, чтобы мы могли отказаться от пищи. Иными словами, лобная область, считающаяся морфологической основой интеллекта, исторически развивалась не для того, чтобы думать о высоком или играть в шахматы. Не было в те далекие времена ни «высокого», ни шахмат. Главной задачей этой части мозга стало торможение животных инстинктов. Ибо только делясь едой, можно было поддержать взаимодействие и общение в группе.
ПЛОД ПИРРОВОЙ ПОБЕДЫ
Человечество расселялось по планете, наращивая объем мозга, и наконец на историческую сцену вышли две крупные группы — неандертальцы и кроманьонцы. У представителей обеих групп мозг достиг огромного размера — 1560−1600 г. Однако при том что мозг по массе был одинаков, стратегия поведения и результаты отбора оказались разные. Неандертальцы были мощными, сильными, умными существами, которые селились очень маленькими семьями. Они придумывали орудия и вообще, возможно, были более интеллектуальными, чем homo sapiens sapiens. Но отбор, связанный с поддержанием бесконфликтных ситуаций в группах, на них не действовал. А кроманьонцы, похоже, были туповатыми, ограниченными, но их мозг прошел больший путь социализации. Жестокий отбор приспособил их к общественному образу жизни. Каков же оказался результат конкуренции? Когда на трех жуков нападает банда муравьев, она их уничтожает. Примерно так же кроманьонцы расправились с неандертальцами. И дальше мы, сапиенсы, пожали печальные плоды своей победы. 30 000 лет назад социальный отбор, который тогда, в условиях конкуренции, требовал колоссальных усилий со стороны сапиенсов, прекратился. И ситуация вернулась в каком-то смысле к началу пути: ускорился отбор людей по социальной адаптированности, только теперь отдельные слишком умные «изгои» не могли повлиять на ситуацию — общество стало слишком большим. А безынициативные особи с посредственными данными, способные к плодотворному общению и коллективным действиям, получали преимущество. Кто мог выполнять правила игры в группе, какими бы они ни были идиотскими, получал возможность размножиться и перенести геном в следующее поколение. Кто нарушал правила — тот не размножался. Так мозг постепенно и уменьшился с 1600 до 1300 г, и надо сказать, что подобный регресс не наблюдался ни у одного вида за всю историю гоминид.
Есть ли у мозга шансы на биологический прогресс? Скорее всего нет, по крайней мере до тех пор, пока действие биологического отбора будет подменяться искусственным социальным отбором. Преференции получают наиболее общественно адаптированные люди, а наличие маленького мозга в большинстве случаев им не мешает.