Czy tak naprawdę wiemy dlaczego mózg Hominidae się powiększał ?

Encyklika „Humani generis” 12 sierpnia 1950 rok, Encyklika Papieża Piusa XII Pius XII w sposób nad wyraz delikatny daje do zrozumienia, że o ewolucji jako takiej można mówić.

29. Ewolucjonizm antropologiczny Nie zakazuje więc kościelny Nauczycielski Urząd, by teoria ewolucjonizmu, o ile bada, czy ciało pierwszego człowieka powstało z istniejącej poprzednio, żywej materii - że bowiem dusze stwarzane są bezpośrednio przez Boga, tego niewątpliwie uczy nas katolicka wiara - stała się przedmiotem dociekań i dyskusji uczonych obydwu obozów, zgodnie z obecnym stanem nauk ludzkich i świętej teologicznej wiedzy. Te dyskusje jednak powinny być tak prowadzone, żeby racje obydwu stron, tak zwolenników jak przeciwników ewolucjonizmu roztrząsane były i oceniane poważnie, z miarą i umiarkowanie, a nadto, żeby obie strony gotowe były poddać się sądowi Kościoła, któremu Chrystus zlecił obowiązek, zarówno autentycznego wykładania Pisma, jak strzeżenia dogmatów wiary. Są jednak tacy, co niestety tej swobody dyskusji nierozważnie i zbyt śmiało nadużywają, przemawiając takim tonem, jakby dotychczasowe odkrycia i oparte na nich rozumowania dawały już zupełną pewność, że ciało ludzkie w swym pierwszym początku wyszło z istniejącej uprzednio i żywej materii, i jakby źródła Bożego objawienia niczego nie zawierały, co w tej zwłaszcza kwestii jak największej domaga się ostrożności i umiarkowania. (Przegląd Powszechny, czerwiec, 1951, Warszawa)

Pierwsi ludzie w Ameryce 0.05 W pełni współcześni ludzie 0.5 Era Okres Epoka Mln lat Zdarzenie Kenozoik Mezozoik Czwartorzęd Holocen 0.006 Pierwsze miasta 0.009 Pierwsi rolnicy 0.01 Plejstocen 0.012 Pierwsi ludzie w Ameryce 0.05 W pełni współcześni ludzie 0.5 Pierwsze pewne użycie ognia 1.4 Homo w Euro-Azji 1.75 Początek Plejstocenu Trzeciorzęd Pliocen 2.5 Pierwsze narzędzia kamienne i Homo 4.4 Pierwszy dwunożny hominid 5.2 Początek Pliocenu Miocen 23 Pierwsze małpy i człekokształtne 23.5 Początek miocenu Oligocen 34 Początek Oligocenu Eocen 35 Pierwsze wyższe naczelne 50 Pierwsze lemury i wyraki 56.5 Początek Eocenu Paleocen 65 Pierwsze naczelne Początek Paleocenu Kreda  

Zróżnicowanie

Umysł i jego przejawy Obiekty nieożywione nie mają umysłu Istoty ludzkie mają umysł; niektóre zwierzęta zachowują się tak, jakby miały umysł. Istoty, które mają umysł, mogą się odnosić do innych istot lub rzeczy; obiekty, które nie mają umysłu, takiej zdolności nie wykazują.

Równanie allometryczne Jerisona E= 0.12 P 2/3 E= masa mózgu P= masa ciała H.J. Jerison, 1973

Współczynnik encefalizacji (EQ) Wyraża się stosunkiem masy rzeczywistej mózgu do oczekiwanej obliczonej zgodnie z równaniem allometrycznym. EQ = / Er 0.12P2/3

Zestawienie równań allometrycznych dla różnych grup systematycznych ssaków Równanie allometryczne Materiał Oczekiwana pojemności mózgu EQ E1=0.12P0.67 198 gatunków ssaków 180.2 7.2 E2=0.0893P0.78 89 gatunków naczelnych włącznie z człowiekiem 490.2 2.65 E3=0.5477P0.58 36 gatunków małp wąskonosych 329.6 3.94 E4=0.6216P0.58 7 gatunków małp człekokształtnych 391.1 3.32 E5=0.099P0.76 88 gatunków naczelnych 462.7 2.87 E6=1.0P0.649 człowiek 1330 1.00 E1- Jerison,1983., E2,E3,E4 – Bauchot, Stephan, 1969, E5,E6- Holloway 1980,1988

Wartości współczynników encefalizacji (EQ) Gatunek Współczynnik encefalizacji (EQ) kot 1.0 pies 1.17 szympans 2.48 Australopithecus 3.60 H.erectus 3.3-4.4 H. sapiens 5.8-8.1 (średnia= 7.79) H. floresiensis 2.5-4.6

Alternatywne hipotezy dotyczące ewolucji mózgu i rdzenia kręgowego R. Martin,1980 Hipoteza A-B: mózg rozwija się proporcjonalnie do masy ciała natomiast rdzeń kręgowy nie. Hipoteza A-C: zarówno mózg jak i rdzeń rozwijają się proporcjonalnie do masy ciała.

Wskaźnik transmisji (WT) Wskaźnik transmisji (WT) – ilość gramów mózgowia (E) przypadająca na 1 cm2 powierzchni otworu (potylicznego) wielkiego (PFM). / PFM WT = E (masa mózgu)

Australopithecinae (7) 483.3 5.50 83.0 Neandertalczyk (8) 1350.0 9.50 Zestawienie wartości średnich mas mózgu, powierzchni otworu potylicznego wielkiego (PFM) oraz wskaźnika transmisji (WT) dla obu płci łącznie Gatunek Masa (E)[g] PFM [cm2] WT [g/cm2] Makak rezus (52) 72.8 1.80 42.6 Gibon (17) 101.0 2.10 50.4 Szympans (10) 346.7 4.60 75.0 Orangutan (14) 360.0 6.10 58.5 Goryl (7) 500.0 6.50 69.3 Australopithecinae (7) 483.3 5.50 83.0 Neandertalczyk (8) 1350.0 9.50 136.7 Cz. australijskie (64) 1171.0 7.90 149.8 Cz. krakowskie (90) 1400.0 7.70 184.7

Stajemy na dwóch nogach Pionizacja umożliwiała hominidom przenoszenie potomstwa i zdobywanie pokarmu Zbieranie pożywienia z niedostępnej przedtem wysokości Niższe nakłady energetyczne przy dwunożnej lokomocji (zbieranie i polowanie na dłuższych dystansach) Obniżyła się temperatura krwi w czaszce Zmniejszyła się powierzchnia narażona na promieniowanie słoneczne Nastąpiło skrócenie przewodu pokarmowego związane ze zmianą diety

Powiększanie się mózgu. Warunki konieczne: Im wyższe tempo metabolizmu matki, tym większe względne rozmiary mózgu (R. Martin,1998) Im dłuższy czas trwania ciąży i mniejszy liczebnie miot tym większy mózg. ( Pagel & Harvey, 1988)

Uchwyt siłowy Uchwyt precyzyjny

Wielkość głowy noworodka a wymiary miednicy mniejszej u małp człekokształtnych i człowieka W. Leutenegger, 1980

Co z porodem? Przy stałym powiększaniu się wielkości mózgowia pojawiają się problemy z porodem. Trzeba sobie jakoś z tym poradzić. Człowiek jest jedynym gatunkiem gdzie do porodu wymagana jest obecność drugiej osoby. Dlaczego? Szympans Australopitek człowiek

Koszty utrzymania mózgu w ewolucji Hominidae Świat Nauki, 02.2003,52

Czas geologiczny a pojemność

Ścieżka ewolucyjna

Ścieżka ewolucyjna

Wczesne eksperymenty z komunikacją

Homo erectus Tak prawdopodobnie wyglądaliśmy kiedy opuszczaliśmy Afrykę jakieś 2 000 000 do 1 800 000 lat temu

Pięściaki i rozłupce aszelskie. Wykonywane już około 1,5 mln lat temu

Ważniejsze hipotezy dotyczące przyczyn powiększania się mózgu Komplikacja zachowań społecznych , konkurencja, oszustwa (Dunbar 1992,1998; Mithen 1996; Byrne & Whiten 1988; Aiello & Dunbar 1993) Człowiek jako wytwórca narzędzi (Man the tool maker) Człowiek jako łowca (Man the hunter) Teoria sprzężeń zwrotnych dodatnich (T.Bielicki) Zmiana diety i konsekwencje … Mózg jako wskaźnik sprawności (Fischer 1958; Zahavi 1975; Dawkins 1976; Buss 1999;Ridley 1998)

Kłopoty, ?! Kiedy na fali było łowiectwo (małpy zaczęły w sposób zorganizowany polować) Kiedy staliśmy się wytwórcami narzędzi (małpy żwawo do nas przyłączyły) Kiedy człowiek zaczął mówić (małpy według niektórych prymatologów również świetnie z tym sobie radziły) Kiedy zaczęliśmy mówić o doborze płciowym (małpy wiedziały o tym lepiej)

WYŻSZE ZDOLNOŚCI POZNAWCZE ???

Jak to z mózgiem było?

Powierzchnia kory mózgowej

Neandertalczyka nie zawsze przedstawiano w najlepszym świetle

Narzędzia aszelskie

Ruszamy w Świat

Altamira (malowidło naskalne)

Wenus z Willendorfu

Wenus z Lespugue (Francja) Przepiękna figurka kobieca wykonana z ciosów mamuta.

Tempo ewolucyjnych zmian ludzkich cech metrycznych przedstawione w „darwinach” d=(lnX1-lnX2)/t, gdzie X1-wartość finalna cechy, X2-wartość wyjściowa cechy, t-czas w milionach lat Cecha X2 X1 czas darwin Pojemność czaszki 450 1350 3.40 +0.32 1456 0.007 -10.8 Wysokość ciała 1.20 1.65 3.5 +0.09 1.60 1.70 0.0001 +606.2 WG 70.0 75.0 2.5 +0.03

Wielcy i ich mózgi Masa mózgu (g) właściciel 1000-1100 Anatol France 1230 Albert Einstein 1282 Walt Whitman Okło 1900 Iwan Turgieniew Otto von Bismarck 2230 Olivier Cromwell 2250 Lord Byron

Mózg w ontogenezie Wiek Pojemność mózgu Pojemność czaszki PM/PCZ w % Noworodek 330 350 94.3 3m 500 600 83.3 6m 575 775 74.2 9m 675 925 73.0 1 rok 750 1000 75.0 2 lata 900 1100 81.8 3 lata 960 1225 78.4 4 lata 1300 76.9 6 lat 1060 1350 78.5 9 lat 1400 78.6 12 lat 1150 1450 79.3 20 lat 1200 1500 80.0

I co dalej??? Wydaje się, że mózg nie będzie się powiększał, ponieważ jest organem wystarczającym a ponadto zbyt kosztownym. Na przestrzeni ostatnich 10 000 lat masa mózgu spadła 10 – 12%. Być może za kilkaset tysięcy lat paleoantropolodzy pomyślą, że stanęliśmy na dwóch nogach tylko po to aby dostać kartą kredytową do okienka w bankomacie.

Kromaniończyk

Deformacja

Deformacja klepkowa

Deformacja

Rynek Główny

Rynek trepanacja

Deformacja

Czaszka wg Salvadora Dali

Ewolucja mężczyzny I kobiety Wykład chroniony prawami autorskimi. HG