Мозг людей начал расти из-за ледникового периода

Известно, что примерно 2,5 миллиона лет назад средний объем мозга человека неожиданно (по эволюционным меркам) увеличился примерно с 600 миллилитров до литра. По мнению первой группы исследователей, данный рост был естественным процессом. Просто в этот временной промежуток исчезло основное препятствие для него — высокая температура окружающего воздуха.

Дело в том, что в состоянии покоя примерно половина энергии, вырабатываемой организмом, идет на работу мозга. Таким образом, во время работы этого отдела нервной системы выделяется большое количества тепла, от которого телу необходимо избавляться. Группа исследователей из немецкого Института биохимии Макса Планка провела анализ тепловыделения мозга предка современного человека Homo habilis. В результате они установили, что температура, которая существовала на Земле примерно во времена обитания этого вида, позволяла мозгу H. habilis эффективно избавляться от лишнего тепла.

Затем исследователи попробовали вычислить, какое падение средней температуры воздуха на Земле было необходимо для того, чтобы мозг современного человека мог эффективно избавляться от избытка тепловой энергии. В результате им удалось установить, что было достаточно 1,5 градусов по Цельсию. По словам исследователей, современные датировки не позволяют точно соотнести время понижения температуры и роста мозга, однако данная цифра хорошо согласуется с изменениями, произошедшими в климате Земли в тот временной промежуток.

В поддержку гипотезы немецких ученых выступает и другое исследование их коллег из этого же института. Используя данные о температуре, влажности и ветрах в различных регионах земного шара, ученые рассчитали, в каких регионах мозг людей может хорошо охлаждаться. Им удалось установить, что пригодной является большая часть поверхности планеты за исключением нескольких тропических регионов.

Наконец, третья группа исследователей из Университета Миссури, статья которых появилась в журнале Human Nature, пыталась разобраться в вопросах, связанных с движущей силой роста человеческого мозга. Ранее уже существовала гипотеза о том, что человеку пришлось «вырастить» себе большой мозг для борьбы за выживание в суровых условиях. В рамках нового исследования ученые собирали доказательства этой гипотезы.

Для этого они проанализировали 175 черепов людей, возраст которых составлял от 1,9 миллиона лет до 10 тысяч лет на предмет размера головного мозга. Затем они сравнили собранные данные с данными о человеческих популяциях в регионах, где были обнаружены черепа, температуре и климатических вариациях. В результате им удалось установить, что плотность популяции оказалась главной движущей силой роста человеческого мозга, то есть человек «умнел», чтобы более эффективно конкурировать с соседями.

Совсем недавно появилось исследование, автор которого из термодинамических соображений рассчитывал максимальный размер мозга млекопитающего. В результате он пришел к выводу, что строение мозга обеспечивает его термодинамическую стабильность, то есть позволяет ему эффективно избавляться от тепла (при этом общий баланс тепла в организме не учитывался). В результате ученый пришел к выводу, что мозг может достигать сколь угодно больших размеров.