Согласно новой гипотезе, выдвинутой исследователями из Кембриджского и Оксфордского университетов, плацента и гормоны, поступающие через нее и вырабатываемые ею, могли сыграть решающую роль в эволюции человеческого мозга, а также привели к формированию поведенческих черт, которые позволили роду Homo выделиться из царства животных, виду Р. sapiens — пережить менее удачливых сородичей, а человеческому обществу — процветать и расширяться.
Доктор Алекс Цомпанидис, старший научный сотрудник Центра исследований аутизма при Кембриджском университете и ведущий автор нового исследования, отметил, что небольшие колебания пренатальных уровней стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрогены, могут определить будущую скорость социального и когнитивного обучения у младенцев и даже вероятность развития таких состояний, как аутизм. Эта взаимосвязь побудила ученых задуматься о роли материнского гормонального фона в эволюции человека и его мозга на этапе выделения вида Homo sapiens из животного мира.
Одним из объяснений эволюции человеческого мозга может быть то, как люди приспособились к социальной жизни. Давно известно, что жизнь в более крупных и сложных социальных группах прямо связана с увеличением размера мозга. Но мы до сих пор не знаем, какие механизмы могут связывать поведенческие и физиологические адаптации у людей.
В новой статье, опубликованной в журнале Evolutionary Anthropology, исследователи предполагают, что этот механизм может быть обнаружен в пренатальных половых стероидных гормонах и в том, как они влияют на развивающийся мозг и поведение человека. Используя мини-мозг — скопления нейрональных клеток человека, выращенных в чашке Петри из стволовых клеток доноров, — ученые смогли изучить влияние этих гормонов на человеческий мозг. Недавние открытия показали, что тестостерон может увеличивать размеры тканей мозга, в то время как эстрогены улучшают связь между нейронами.
Как у человека, так и у других приматов, таких как шимпанзе и гориллы, плацента связывает эндокринные системы матери и ребенка, поставляя половые гормоны в организм плода в различных количествах. Не исключено, что именно плацента регулирует продолжительность беременности и снабжение плода питательными веществами, которые оказывают ключевое влияние на развитие характерных для нашего вида органов, в том числе большого мозга. Но преимущество плаценты человека перед плацентой других приматов до сих пор было неочевидным.
Два предыдущих исследования показали, что уровень эстрогена во время беременности у женщин значительно выше, чем у других видов приматов. Вероятно, природа заранее заботится о том, чтобы мозг «человеческого детеныша» обладал максимально развитой системой синаптических связей и активно впитывал знания и навыки с момента появления на свет.
Еще одной характеристикой человека как вида является наша способность формировать и поддерживать большие социальные группы, более крупные, чем у других приматов и других вымерших видов Homo, таких как неандертальцы или гейдельбергские люди. Но чтобы быть в состоянии сделать это, Homines sapientes должны были адаптироваться таким образом, чтобы поддерживать высокий уровень плодовитости, одновременно снижая конкуренцию в больших группах за самок и ресурсы.
Пренатальные половые стероидные гормоны, такие как тестостерон и эстроген, также важны для регулирования взаимодействия и развития мужчин и женщин — процесса, известного как половая дифференциация. Например, более высокий уровень мужского гормона тестостерона по сравнению с женским эстрогеном приводит к появлению более мужеподобных черт в анатомии и в поведении (это может выразиться, например, в популярности в социуме спортивных единоборств). Не секрет, что эндокринная система человека генерирует и женские, и мужские гормоны, а их соотношение зависит от множества факторов — возраста, социальных условий, состояния здоровья и т.д.
У людей половые различия существуют, но выражены не так ярко по сравнению с нашими ближайшими родственниками-приматами и вымершими видами Homo. Анатомические особенности, характерные для человека разумного, по-видимому, больше связаны скорее с аспектами женской, а не мужской биологии, а также с воздействием эстрогенов. Последнее иллюстрирует, например, уменьшение количества волос на теле и одинаковые размеры второго и четвертого пальцев на руках.
Исследователи предполагают, что ключ к объяснению этого может снова лежать в плаценте, которая быстро превращает тестостерон в эстрогены, используя фермент под названием ароматаза. Недавние открытия показывают, что у людей уровень ароматазы выше, чем у обезьян. При этом и у мужчин людей, и у самцов животных он в среднем выше, чем у женщин и самок.
Объединив все эти данные, авторы предположили, что высокий уровень пренатальных половых стероидных гормонов в утробе матери в сочетании с усилением функции плаценты, возможно, сделал человеческий мозг больше и повысил качество синаптических связей между его отделами. В то же время более низкое соотношение андрогенов и эстрогенов привело к снижению конкуренции между мужчинами, а также к повышению фертильности у женщин. Это позволило людям формировать более крупные и сплоченные социальные группы, в которых достоинство самца определяется не только количеством завоеванных самок и побежденных соперников, но и пользой, которую он принес всей общине.
Наша гипотеза ставит беременность в центр истории нашего вида. Человеческий мозг замечателен и уникален, но он развивается не в вакууме. Адаптация плаценты и то, как она вырабатывает половые стероидные гормоны, возможно, сыграли решающую роль в эволюции нашего мозга, а также в появлении когнитивных и социальных черт, которые делают нас людьми.Алекс Цомпанидис
Об уникальных врожденных способностях корейских женщин-ныряльщиц читайте в материале Hi-Tech Mail.