You are currently viewing Az emberi agy evolúciós múltja

Az emberi agy evolúciós múltja

Az élő szervezet mélyebb megértéséhez elengedhetetlen, hogy az evolúciós történetét is megismerjük. Az emberi agy evolúciójának vizsgálata olyan kérdésekre adhatja meg a választ, mint például, hogy hogyan alakult ki az élővilág legösszetettebb jelrendszere, a nyelv. Az evolúció mozzanatainak kutatása azonban nem egyszerű dolog, hiszen ezek múltbéli események, melyekről tulajdonképpen csak közvetett módon lehetséges információt gyűjteni. Egy új vizsgálatban az emberi faj őseinek koponyáit vizsgáltak, így derültek ki új részletek az emberi agy evolúciós fejlődéséről.

Az evolúcióelmélet a tudomány egyik legellentmondásosabb elképzelése, a vele kapcsolatos aggályokat azonban jellemzően nem a tudósok fogalmazzák meg. Az élettudományokban az evolúcióelmélet alapvető elképzelés, ahogy a híres evolúcióbiológus, Theodosius Dobzhansky mondta, a biológiában mindennek csak az evolúció fényében van értelme. Az élő szervezetekre folyamatosan szelekciós nyomást gyakorol a környezetük, ennek eredményeképp pedig a legrátermettebb egyedek szaporodnak tovább, így az adott faj jellemzői generációról generációra megváltozhatnak. Az evolúció lépéseinek feltárásával mélyebben megérthetjük az élőlények működését. Az emberi evolúció kutatása például azzal kecsegtet, hogy megismerhetjük azoknak az összetett képességeknek az eredetét, amelyek tulajdonképpen emberré tesznek.

Az evolúció történetét fosszíliák mesélik el a kutatóknak

Az evolúció eseményeire ugyan manapság már sok elmés eljárással képesek következtetni a kutatók, az evolúció vizsgálatában továbbra is központi szereppel bírnak a fosszíliák, az ősmaradványok. Az ősmaradványok segítenek megismerni egy-egy faj őseit, így az ember elődeit is. Az elődök szervezetének tulajdonságaiból messzemenő következtetések vonhatók le. Az agy felépítése és az adott előd viselkedésére utaló leletek alapján a szakértők feltevéseket fogalmazhatnak meg arra vonatkozólag, hogy mely agyterületek fejlődése függ össze a kulturális fejlődés kulcsmozzanataival.

Az emberi agy evolúciójának egyedi lépései azok, melyek a csimpánzzal közös ősünk kialakulása után következtek be, hiszen a csimpánzok (és a bonobók) a legközelebbi ma élő rokonaink. A szakértők között heves viták tárgyát képezi, hogy melyik faj lehetett az utolsó közös ős, és hogy a fosszíliákból ismert fajok között pontosan melyek tekinthetők az emberi faj őseinek. Annyi azonban biztosnak tűnik, hogy az Australopithecus nemzetség valamelyik fajából alakultak ki az ősemberek.

Az Australopithecusok agya egy kicsivel nagyobb méretű volt, mint a mai csimpánzoké, a felépítése azonban feltehetőleg nagyon hasonló volt a csimpánzok agyáéhoz. Az előemberek és az ősemberek agyának tanulmányozásához azonban csak fosszíliák állnak rendelkezésre. Mivel az agy lágy szövete jellemzően nem marad fenn, a kutatók csak a koponyacsont alapján következtethetnek az egykor benne foglalt agy jellemzőire.

Az emberi agy evolúciójával kapcsolatos ismeretek így tulajdonképpen azon múlnak, hogy milyen ősmaradványok állnak a kutatók rendelkezésére. Az eddigi maradványok alapján annyit lehetett tudni, hogy az Australopithecus fajainak homloklebenye nagyjából 2,8 millió éve még a csimpánzokéhoz hasonló szerveződést mutatott. A Homo nemzetséghez tartozó koponyák már arra engedtek következtetni, hogy a homloklebeny ezeknél a fajoknál már a modern emberéhez hasonló jegyeket hordozott.

A fosszíliák sorában ugyan egy nagyjából 1 millió éves űr tátongott, a tudományos konszenzus az volt, hogy a homloklebeny emberre jellemző szerveződése a Homo nemzetség megjelenésével esett egybe. A homloklebeny agykérgi területeinek kiterjedése az egyik legmarkánsabb különbség a csimpánzok és az ember agya között. Egy új kutatás eredményei azonban megcáfolták ezt az elképzelést. Úgy tűnik, hogy a Homo nemzetség első képviselőinek homloklebenye jobban hasonlított a csimpánzéhoz, mint a modern emberéhez.

Hogyan vizsgálnak az antropológusok elporladt agyakat?

Az agy lágy szövete ugyan a fosszíliákban nem marad meg, az agykoponya belső felszínén azonban számos olyan lenyomat van jelen, amiből a megfelelő módszerekkel következtetni lehet az agy morfológiai tulajdonságaira.

Ilyen például az úgynevezett Broca-sapka, ami a homlokcsont belső felszínén található. Ez a benyomódás az embernél a Broca-terület fölött található, mely a beszédképzésben jut fontos szerephez. A Broca-sapka a csimpánzok homlokcsontján is megfigyelhető, azonban a csimpánzoknál szövettani szempontból eltérő kérgi terület hozza létre. Az agykéreg sejtes felépítése alapján Brodmann-áreákra osztható fel és az emberi agyra jellemző területek zöme a csimpánz agyában is megtalálható. A csimpánzok Broca-sapkája alatt a 44-es Brodmann terület helyezkedik el, míg az emberek esetében a Broca-sapka alatt a 45-ös és a 47-es Brodmann terület található (ezek alkotják a Broca-területet). A Broca-sapka mellett a homloklebeny helyzetének fontos jelei a precentrális barázda lenyomata és a homlokcsont és a fali csontok kapcsolatát képző koronális varrat. A csimpánzoknál a precentrális barázda a koronális varrat elé nyúlik és a Broca-sapka közepe felé tart. Az embernél a precentrális barázda lenyomata a koronális varrat mögött marad.

A csimpánz (A) és az ember (B) agyvelejének és koponyájának anatómiai jellemzői. A szövegben is említett struktúrák: Broca-sapka – BC; Brodmann területek számokkal jelölve; koronális varrat – CO; precentrális barázda – pcs és pci (Forrás: Ponce de León et al., 2021 – Science).

A Homo nemzetség első képviselői Grúziából

A kutatócsoport a Grúzia déli részén található Dmanisi lelőhelyről származó maradványokat vizsgált. A területről az 1990-es és a 2000-es évek során 5 jó állapotban lévő koponya került elő. Ezek egytől egyig a Homo nemzetség korai képviselőihez tartoztak és nagyjából 1,8 millió évesek. A leletek tehát alkalmasak annak az elképzelésnek az elbírálására, miszerint a Homo nemzetség első képviselőinek homloklebenye már jelentősen eltért az ősi, csimpánzokéhoz hasonló felépítéstől, és inkább a modern emberéhez volt hasonló.

A Dmanisi lelőhelyről származó koponyákról készült számítógépes grafika (Forrás: M. Ponce de León és C. Zollikofer/Zürichi Egyetem).

A svájci kutatók mind az öt koponya esetében azonosítani tudták a Broca-sapkát, a precentrális barázda lenyomatát és a koronális varratot. Ezek mind az öt esetben a csimpánzokéhoz hasonló elrendeződést mutatták, vagyis a precentrális barázda a koronális varrat elé nyúlt és a Broca-sapka közepe felé haladt. A kutatók más leleteket is megvizsgáltak ezen mutatók alapján. Arra jutottak, hogy nagyjából 1,7 – 1,5 millió éve zajlottak le azok a változások, amelyek a modern emberre jellemző homloklebenyi szerveződés hátterében állnak.

Érdekes módon ez az idősáv egybe esik az acheuli-ipar megjelenésével, ami az olduvai-ipart váltotta fel. Az olduvai-iparra a legegyszerűbb kőeszközök voltak jellemzők, melyek néhány darab lepattintásával készültek. Ezzel szemben az acheuli-ipar már kifinomultabb eszközökről volt híres, a cseppalakú marokkövekről. A homloklebeny fejlődése és a kifinomultabb kőeszközök megjelenése között tehát szorosabb a kapcsolat, mint azt eddig sejteni lehetett. Azt is minden okunk meg van feltételezni, hogy ebben az időszakban a nyelv megjelenése felé vezető rögös úton is fontos lépéseket tett a Homo nemzetség. A homloklebenyben a Broca-sapka alatt megbújó Broca-területnek ugyanis központi szerepe van az emberi beszédben.

A vizsgálat tehát újabb részleteket tárt fel az emberi agy evolúciós történetéből. Az eredmények viszont nem forgatják fel jelentősen az eddigi elképzeléseket az emberi agy evolúciójával kapcsolatban. A vizsgálat igazi jelentősége talán inkább abban rejlik, hogy a kutatók az utóbbi évek számítógépvezérelte képalkotási módszereinek felhasználásával tudták egyértelműen meghatározni az agy külső és a koponya belső felszíne közötti összefüggéseket és ezek felhasználásával tudtak pontosabb következtetéseket levonni az  ősemberek agyának felépítéséről.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2021/20. számában, az Agyi aktualitások rovatban jelent meg.

Források:

https://science.sciencemag.org/content/372/6538/124

https://science.sciencemag.org/content/372/6538/165

Vélemény, hozzászólás?