اولین گونه از انسان با مغزی ابتدایی آفریقا را ترک کرد

براساس مطالعه‌ی جدیدی که نشان داد انسان‌های مدرن نسبتا اخیرا یعنی بین ۱/۷ میلیون تا ۱/۵ میلیون سال پیش تکامل پیدا کرده‌اند تا به ارگان پیشرفته تفکر ما دست پیدا کنند، مغز انسان‌های اولیه شبیه مغز کپی‌های بزرگ بود. براساس این مطالعه که در مجله‌ی Science منتشر شد، مغز منحصر‌به‌فرد انسان‌ها بیش از یک میلیون سال پس از پیدایش جنس هومو (انسان) و پس از اینکه اولین انسان‌های راست‌قامت به خارج از آفریقا مهاجرت کردند، توسعه پیدا کرد. این یافته برخلاف دیدگاه قبلی است که می‌گوید لوب پیشانی انسان‌ها (بخشی از مغز که وظایف شناختی پیچیده ازجمله تفکر اجتماعی، استفاده از ابزار و زبان را پردازش می‌کند) در زمان دگرگونی از جنوبی‌کپی به انسان که تقریبا ۲/۸ میلیون تا ۲/۵ میلیون سال پیش رخ داد، توسعه پیدا کرد.

بازآفرینی مجازی پنج جمجمه به‌خوبی حفظ‌شده از انسان راست‌قامت در دمانیسی گرجستان که مربوط به ۱/۸۵ میلیون تا ۱/۷۷ میلیون سال پیش است. براساس مطالعه‌ای جدید، این افراد مغزهای ابتدایی داشتند.

ازآن‌جا که مغز از بافت نرمی ساخته شده است که فسیل نمی‌شود، پژوهشگران اندوکاست‌های جمجمه فسیل‌شده یا ناحیه‌ای از جمجمه را که مغز درون آن قرار می‌گیرد، بررسی کردند تا نحوه‌ی تغییر این ارگان را در طول زمان مطالعه کنند (این قالب درونی آثار مغز روی جمجمه را نشان می‌دهد).

به گزارش لایو ساینس، دانشمندان ساختار مغزهای بدویی یا ابتدایی را با ساختار مغز انسان مدرن مقایسه کردند و اندوکاست‌های نزدیک‌ترین خویشاوند زنده انسان یعنی کپی‌های بزرگ شامل ۸۱ شامپانزه، ۲۷ بونوبو، ۴۳ گوریل و ۳۲ اورانگوتان را به همراه اندوکاست‌های ۱۱۰ انسان مدرن بررسی کردند. آن‌ها سپس اندوکاست‌های حدود ۴۰ جمجمه‌ی انسان باستانی ازجمله جنوبی‌کپی سدیبا، انسان راست‌قامت و انسان نالدی را تجزیه‌و‌تحلیل کردند و با مقایسه‌ی آن‌ها با اندوکاست‌های انسان مدرن و کپی‌های بزرگ، مشخص کردند که مغز آن‌ها چقدر ابتدایی یا پیشرفته بوده است.

جمجمه‌ی انسان اولیه از دمانیسی گرجستان (چپ) در کنار جمجمه‌ی انسان جدیدتر سانگیران اندونزی (راست). بازسازی مجازی مغز آن‌ها نشان می‌دهد افراد دمانیسی دارای مغزی شبیه مغز کپی‌های بزرگ بودند درحالی‌که مغز افراد سانگیران شبیه مغز انسان مدرن بود.

مارسیا پونس دلئون، متخصص دیرین‌انسان‌شناسی دانشگاه زوریخ و یکی از پژوهشگران مطالعه گفت وقتی پژوهشگران این پروژه‌ را در سال ۱۹۹۰ تجسم کردند، غیر قابل انجام به‌نظر می‌رسید، زیرا روشی عینی برای تفسیر ساختار مغز از روی اندوکاست‌ وجود نداشت. اما پس‌از‌آن، پیشرفت در توموگرافی رایانه‌ای (CT) و فناوری‌های تصویرسازی دیگر، به پژوهشگران اجازه داد تا ارتباط بین مغز و اندوکاست را در گونه‌های زنده را تعیین کنند. او فکر کرد که اگر تعیین ساختارهای مغز از روی اندوکاست گونه‌های زنده امکان‌پذیر است، حتما می‌توانند براساس اسکن‌ جمجمه‌های فسیل‌شده درباره‌ی ساختار مغز نتیجه‌گیری کنند.

پژوهشگران دریافتند که اندوکاست‌ها آثار چین و شکنج‌ها و نیز ساختارهای عروقی اطراف مغز را نشان می‌دهد. تجزیه‌و‌تحلیل این آثار کار پرزحمتی بود.

درحالی‌که پژوهشگران اندوکاست‌های فسیل‌ها را در طول زمان بررسی می‌کردند، شاهد تغییرات تکاملی بودند و چنین به‌نظر می‌رسید که منطقه‌ای از مغز با گذشت زمان به‌تدریج به‌سمت پشت مغز می‌رود. کریستوف زولیکوفر، متخصص دیرین‌انسان‌شناسی دانشگاه زوریخ و یکی دیگر از پژوهشگران مطالعه گفت:

تغییر مکان رو‌به‌عقب شیار پیش‌مرکزی در طول زمان به‌طور قابل اطمینان نشان می‌دهد که ناحیه‌ی بروکا در جلوی آن در جریان تکامل انسان گسترش یافته است. این ناحیه و اطراف آن خصوصا جالب‌توجه است زیرا در انسان‌های مدرن در تولید گفتار و دیگر قابلیت‌های شناختی بالاتر نقش دارند.

پس از مقایسه‌ی اندوکاست‌های فسیل با اندوکاست‌های کپی‌های بزرگ و انسان‌های مدرن، تجزیه‌و‌تحلیل پژوهشگران نشان داد که اولین اعضای انسان دارای مغزی بوده‌اند که لوب پیشانی آن مانند کپی‌های بزرگ بوده است. دلئون گفت: «اولین جمعیت‌های جنس انسان مانند اجداد خود یعنی جنوبی‌کپی‌آسا مغزهای کاملا بدوی کپی‌مانندی داشتند». به‌گفته‌ی پژوهشگران، این موارد شامل فسیل‌های مرتبط با انسان ماهر و انسان راست‌قامت اولیه می‌شود.

به‌طور‌خاص، مجموعه‌ای متشکل از پنج جمجمه‌ی انسان راست‌قامت که به‌عنوان افراد دمانیسی شناخته می‌شوند و نام آن‌ها برگرفته از محوطه‌ی باستان‌شناسی دمانیسی در گرجستان است، مهم بود. این جمجمه‌های تقریبا ۱/۸ میلیون ساله به‌خوبی حفظ شده بودند و به افرادی تعلق داشتند که در فاصله‌ی نوجوانی تا پیری مرده بودند. زولیکوفر گفت: «فسیل‌های دمانیسی اهمیت زیادی دارند، زیرا نشان می‌دهند که حدود ۱/۸ میلیون سال پیش، انسان اولیه مغز ابتدایی شبیه مغز جنوبی‌کپی و کپی‌های بزرگ داشته است». اما داشتن لوب پیشانی کپی‌مانند مانع از وجود خارق‌العاده‌ی انسان راست‌قامت نشد. به گفته‌ی زولیکوفر: «این مردم دارای مغز ابتدایی توانستند آفریقا را ترک کنند، با شرایط اقلیمی دشوار اوراسیا کنار آیند، ابزار مختلفی بسازند، گوشت تهیه کنند و از اعضای سالخورده گروه حمایت کنند».

پنج جمجمه از انسان‌های اولیه از دمانیسی گرجستان مربوط به افرادی است که در فاصله‌ی نوجوانی تا پیری از دنیا رفتند.

تصور می‌شود افراد دمانیسی از جوامع اولیه‌ی انسان‌ها بوده باشند که از آفریقا خارج شدند. به گفته‌ی پژوهشگران که شواهدی از این ناحیه‌ی مجددا سازماندهی‌شده مغز در جمجمه‌های انسان‌ها در آفریقا و جنوب شرقی آسیا پیدا کردند که مربوط به ۱/۵ میلیون سال پیش‌تر و پس‌از‌آن بود، احتمالا حدود ۱/۷ میلیون سال پیش، در آفریقا لوب پیشانی پیچیده انسان شروع به تشکیل شدن کرد. برای مثال، افراد انسان راست‌قامت که کمتر از ۱/۵ میلیون سال پیش زندگی می‌کردند که بقایای آن‌ها در جنوب شرقی آسیا کشف شد، دارای اندوکاست‌هایی بودند که نشانگر لوب‌های پیشانی انسان مدرن بود.

پژوهشگران در مطالعه‌ی خود نوشتند این یافته‌ها نشان می‌دهد لوب پیشانی پیچیده که زمانی به‌عنوان مشخصه‌ی اولین انسان‌ها در آفریقا درنظر گرفته می‌شد، دیرتر تکامل پیدا کرد و برای خروج انسان‌های اولیه از آفریقا ضروری نبود. فرد اسپور، دیرین‌شناس مرکز تحقیقات تکامل انسان در موزه تاریخ طبیعی لندن که در مطالعه جدید مشارکتی نداشت، گفت:

این یافته‌ها جالب و مهم است، اما لزوما بحث‌برانگیز نیست. تمرکز روی دوشاخگی قوی بین جنس انسان و اجداد پیشین (همچون جنوبی‌کپی هایی نظیر لوسی از اتیوپی) باقیمانده‌ی روزهایی است که در آن فسیل‌های کمتری موجود بود و تکامل انسان به‌عنوان فرایند خطی ساده‌ای از اجداد اولیه‌ی مختلف به انسان‌های مدرن درنظر گرفته می‌شد. در این شرایط، منشا جنس انسان به‌عنوان یک انقلاب بیولوژیکی مرتبط با ساخت ابزارهای سنگی و داشتن مغز بزرگ‌تر و پیچیده‌تر دیده می‌شد. پژوهشگران از آن زمان آموخته‌اند که قدمت ابزار سنگی حتی به ۳/۳ میلیون سال پیش (کاملا پیش از منشا مورد انتظار انسان) هم می‌رسد و گونه‌ها و نمونه‌هایی از جنس انسان با مغزهای کوچک‌تر نیز کشف شده است. واقعیت این است که جنبه‌های مختلفی که ما را به‌عنوان انسان مدرن توصیف می‌کند، در زمان‌های مختلف ظاهر شده است، نه اینکه به‌صورت ناگهانی در یک زمان خاص ایجاد شده باشد.

بازآفرینی مجازی مغز یکی از افراد دمانیسی نشان‌دهنده‌ی ساختار درونی مغز و شکل مغز است

این موضوع همچنان یک معما است که چرا مغز انسان‌ها به گونه‌ای تکامل پیدا کرد تا لوب پیشانی پیچیده‌ای داشته باشد، اما دانشمندان در‌این‌باره ایده‌هایی را مطرح کرده‌اند.

زولیکوفر گفت شاید این نمونه‌ای از «اثر بالدوین» است یعنی زمانی‌که توانایی یادگیری رفتاری جدید می‌تواند باعث تغییر در ژنتیک و فنوتیپ (شکل ظاهری) شود. ممکن است ساختارهای مغزی مسئول زبان و دیگر وظایف شناختی پیچیده در محیطی رشد پیدا کردند که به ارتباطات شبیه زبان اولیه نیاز داشته و همین محیط موجب پرورش آن شد. زولیکوفر توضیح داد: «ما بازخورد مثبتی را بین نوآوری فرهنگی و سازماندهی مجدد مغز تصور می‌کنیم». وی گفت حتی اگر ساختارهای مغز برای زبان اولیه حدود ۱/۵ میلیون سال پیش وجود داشت، نمی‌دانیم که آیا این جمعیت‌های انسان‌های اولیه دارای زبانی مانند زبان انسان مدرن بودند. انسان‌های اولیه احتمالا نوعی زبان اولیه داشتند که این ساختارهای مغزی مناسب آن‌ها بود و این ساختارهای مغزی نیز به تکامل این زبان اولیه کمک کرد.