Человек — единственный примат, у которого есть подбородок — теперь мы наконец-то знаем почему.

Биологи спорят о причинах развития у Homo sapiens выступающей нижней челюсти, но эта уникальная особенность, возможно, является побочным продуктом других признаков, сформированных естественным отбором.

Человек — единственный примат, имеющий подбородок, и это заставляет биологов задуматься, почему мы приобрели эту уникальную особенность. Согласно новому анализу анатомии головы у обезьян, она, вероятно, не возникла по какой-то конкретной причине, а стала побочным эффектом других изменений, вызванных естественным отбором.

«Существовала тенденция предполагать, что каждая особенность, существенно различающаяся между видами, сформировалась в результате естественного отбора с определенной целью, но этот „целенаправленный“ взгляд на эволюцию неверен», — говорит Норин фон Крамон-Таубадель из Университета Буффало в штате Нью-Йорк. «Эволюция часто бывает более сложной и менее направленной, чем люди ожидают или предполагают».

Проще говоря, подбородок — это костный выступ нижней челюсти, выступающий за передние зубы. Даже среди наших ближайших родственников ни один другой вид человека не имеет подбородка, поэтому он используется как ключевой отличительный признак Homo sapiens, но причина, по которой эта черта развилась, остается загадкой.

Некоторые исследователи предполагают, что это может снижать нагрузку на переднюю часть челюсти во время жевания или способствовать нашей способности произносить слова. Другие считают, что это развилось в результате полового отбора, когда особи предпочитали партнеров с этой уникальной чертой лица.

Другие же ставят под сомнение вообще какое-либо предназначение подбородка, предполагая, что костный выступ мог возникнуть случайно в процессе других эволюционных изменений черепа и челюсти.

Фон Крамон-Таубадель и ее коллеги задались вопросом, не является ли это ни одной из этих теорий, а скорее результатом генетического дрейфа — по сути, случайным эволюционным стечением обстоятельств.

Чтобы это выяснить, она и ее коллеги исследовали 532 черепа, принадлежащие людям и 14 другим видам и подвидам современных обезьян, включая шимпанзе, бонобо, горилл, орангутанов и гиббонов, которые хранились в музеях.

Исследователи измерили 46 расстояний между точными анатомическими ориентирами на голове и челюсти, включая девять в области, образующей подбородок у человека, и нанесли результаты на эволюционное дерево.

Затем они использовали эти данные для оценки вероятной формы головы и челюсти последнего общего предка всех обезьян. После этого они применили стандартную количественную генетическую модель, чтобы проверить, были ли изменения вдоль каждой ветви семейства больше или меньше, чем ожидалось при одном лишь случайном дрейфе.

Они обнаружили, что три из связанных с подбородком человеческих признаков, вероятно, были отобраны напрямую, то есть в них было что-то достаточно благоприятное, чтобы повлиять на их эволюцию. Но остальные шесть признаков, по-видимому, либо не подверглись отбору, либо стали просто побочными продуктами эволюции других признаков, не связанных с подбородком.

По мере того как наши предки становились более прямоходящими, основание их черепа изгибалось, а лица прижимались к черепной коробке, а не выступали вперед, как у шимпанзе, объясняет фон Крамон-Таубадель. В то же время, увеличение размера мозга и изменение рациона питания уменьшили потребность в больших передних зубах и мощных жевательных мышцах, что привело к уменьшению нижней части лица и челюсти. Со временем кости верхней челюсти отступили назад, и нижняя челюсть стала выступать за пределы зубов, что и дало начало первым подбородкам.

Почему так сложно определить, когда Homo sapiens стал отдельным видом?

Чем больше мы узнаём о родословном древе нашего вида, тем сложнее становится точно определить, когда именно появился Homo sapiens, что поднимает вопросы о том, что на самом деле значит быть человеком.

Таким образом, эта уникальная особенность, по-видимому, возникла в результате эволюции человека к прямохождению, увеличению размера головы и уменьшению размера зубов, что подчеркивает, как отбор по одной части тела может оказывать влияние на другие, говорит фон Крамон-Таубадель.

Для Алессио Венециано из Французского национального музея естественной истории в Париже эти результаты указывают на подбородок как на «классический пример» неадаптивности — признака, который появляется без какого-либо прямого воздействия естественного отбора. «Мне всегда интересно видеть подтверждение важных эволюционных тенденций, происходящих неадаптивно», — говорит он.

Подобные эволюционные побочные продукты иногда называют сводами — термин, заимствованный из архитектуры, где он обозначает пространства, возникающие в результате формы других элементов, таких как арки. Также предполагается, что сводами могут быть человеческий пупок и короткие конечности тираннозавра рекса.

Исследование подчеркивает, насколько тесно интегрированы череп и челюсть как единая система – так что, когда естественный отбор изменяет одну часть, другие признаки могут изменяться вместе с ней, даже если они не были первоначальной целью, говорит Джеймс ДиФриско из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. «То, что наблюдаемый признак, такой как подбородок, выглядит как отдельная «вещь», не означает, что он на самом деле эволюционирует как независимая единица», – объясняет он.

PLOS One DOI: 10.1371/journal.pone.0340278

Экскурсионные туры: археология и палеонтология

Журнал New Scientist регулярно рассказывает о множестве удивительных мест по всему миру, которые изменили наше представление о зарождении видов и цивилизаций. Почему бы вам не посетить их самим?

Узнать больше

Источник: www.newscientist.com