Согласно новой гипотезе, предложенной исследователями из Кембриджского и Оксфордского университетов, плацента и вырабатываемые ею гормоны могли сыграть решающую роль в эволюции человеческого мозга, а также формировании поведенческих черт, которые позволили человеческим обществам процветать и развиваться.
Доктор Алекс Цомпанидис, старший научный сотрудник Центра исследований аутизма при Кембриджском университете и ведущий автор исследования, сказал: «Небольшие колебания в пренатальном уровне стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстроген, могут предсказывать скорость социального и когнитивного обучения у младенцев и даже вероятность развития таких состояний, как аутизм. Это побудило нас рассмотреть их значимость для эволюции человека».
Объяснение эволюции мозга человека
Одним из объяснений эволюции человеческого мозга может быть способ адаптации человека к социальной жизни. Профессор Робин Данбар, эволюционный биолог из Оксфордского университета и соавтор исследования, сказал: «Мы давно знаем, что жизнь в больших, сложных социальных группах связана с увеличением размера мозга. Но мы до сих пор не знаем, какие механизмы могут связывать эти поведенческие и физические адаптации у людей».
В новой статье, опубликованной в журнале «Evolutionary Anthropology», исследователи предлагают, что механизм может быть найден в пренатальных половых стероидных гормонах, таких как тестостерон или эстрогены, и в том, как они влияют на развивающийся мозг и поведение человека.
Использование мини-мозгов
Используя мини-мозги — скопления человеческих нейронных клеток, выращенные в чашке Петри из стволовых клеток доноров, — другие учёные впервые смогли изучить влияние этих гормонов на человеческий мозг. Недавние открытия показали, что тестостерон может увеличивать размер мозга, а эстрогены — улучшать связь между нейронами.
У человека и других приматов, таких как шимпанзе и гориллы, плацента может связывать эндокринную систему матери и ребёнка, вырабатывая эти гормоны в различных количествах.
Профессор Грэм Бёртон, основатель и директор Центра исследований трофобласта при Кембриджском университете и соавтор новой статьи, сказал: «Плацента регулирует продолжительность беременности и поступление питательных веществ к плоду, что имеет решающее значение для развития характерно большого мозга нашего вида. Но преимущество человеческой плаценты перед плацентой других приматов было менее очевидным».
Два предыдущих исследования показали, что уровень эстрогена во время беременности у человека выше, чем у других видов приматов.
Способность к формированию больших социальных групп
Ещё одной характеристикой человека как вида является наша способность формировать и поддерживать большие социальные группы, большие, чем у других приматов и других вымерших видов, таких как неандертальцы. Но чтобы иметь возможность делать это, люди должны были адаптироваться таким образом, чтобы поддерживать высокий уровень фертильности, одновременно снижая конкуренцию в больших группах за партнёров и ресурсы.
Пренатальные половые стероидные гормоны, такие как тестостерон и эстроген, также важны для регуляции взаимодействия и развития мужчин и женщин, процесса, известного как половая дифференциация. Например, более высокий уровень тестостерона по сравнению с эстрогеном приводит к более мужским чертам в анатомии (например, в физическом размере и силе) и в поведении (например, в конкуренции).
Но у людей, хотя эти средние половые различия существуют, они уменьшены по сравнению с нашими ближайшими родственниками-приматами и другими вымершими человеческими видами (такими как неандертальцы). Вместо этого анатомические особенности, специфичные для человека, по-видимому, больше связаны с аспектами женской, а не мужской биологии, и с эффектами эстрогенов (например, уменьшение количества волос на теле и большое соотношение между вторым и четвёртым пальцем).
Исследователи предполагают, что ключ к объяснению этого может лежать в плаценте, которая быстро превращает тестостерон в эстрогены с помощью фермента, называемого ароматазой. Недавние открытия показывают, что у людей более высокий уровень ароматазы по сравнению с макаками, а у мужчин может быть немного более высокий уровень по сравнению с женщинами.
Объединив все эти данные, авторы предполагают, что высокий уровень пренатальных половых стероидных гормонов в утробе матери в сочетании с усиленной функцией плаценты могли сделать человеческий мозг больше и более связанным. В то же время более низкое соотношение андрогенов (таких как тестостерон) к эстрогенам могло привести к снижению конкуренции между мужчинами, одновременно улучшая фертильность у женщин, что позволило людям формировать более крупные и сплочённые социальные группы.
Профессор Саймон Барон-Коэн, директор Центра исследований аутизма при Кембриджском университете и соавтор статьи, сказал: «Мы изучали влияние пренатальных половых стероидов на развитие нервной системы в течение последних 20 лет. Это привело к открытию, что пренатальные половые стероиды важны для нейроразнообразия в человеческих популяциях. Новая гипотеза идёт дальше, утверждая, что эти гормоны, возможно, также сформировали эволюцию человеческого мозга».
Доктор Цомпанидис добавил: «Наша гипотеза ставит беременность в центр нашей истории как вида. Человеческий мозг замечателен и уникален, но он не развивается в вакууме. Адаптации в плаценте и в том, как она вырабатывает половые стероидные гормоны, могли иметь решающее значение для эволюции нашего мозга и появления когнитивных и социальных черт, которые делают нас людьми».