Этапы эволюции мозга приматов

 

Южно –  Российский гуманитарный институт

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по антропологии

на тему:

 

«Этапы  эволюции мозга приматов»

 

 

 

 

 

                                                               Студентка 2-го курса

                                                                                              факультета практической психологии

                                                                                            

 

 

                                                    Преподаватель:

                                                    Гончарова Е.П.

 

 

 

 

 

г.Ростов-на-Дону

2012

Содержание:

 

Введение ……………………………………………………………………………..….... 3 стр.

1. Гипотезы, связанные с увеличением мозга гоминид ………………………. 4 – 5 стр.
2. Этапы развития мозга приматов ………………………………….……..….. 6 - 13 стр.

Заключение ……………………………………………………………………………… 14 стр.

Список использованной литературы ………………………………………………...… 15 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Процесс эволюции головного  мозга ископаемых гоминид всегда привлекал исследователей, хотя такие  исследования и сопряжены со значительными  трудностями. В настоящее время  накоплен огромный фактический материал по палеоневрологии гоминид, особенно ценны данные по самым древним  представителям семейства.

Однако, подавляющее большинство новейших исследований посвящены узким проблемам палеоневрологии. Множество работ направлено на определение объёма мозга у конкретных находок и рассмотрению эволюционной изменчивости этого признака. Лишь в отдельных трудах производится исследование макроструктуры эндокранов ископаемых гоминид в сравнительном аспекте.

Настоящая работа имеет своей  целью анализ гипотез и дальнейшее исследование этапов эволюции мозга гоминид, поскольку мозг это один из органов человека, который продолжает эволюционировать, постепенно подстраиваясь под новые возможности.

Актуальность работы заключается  в том, что мозг самый загадочный и наиболее сложно устроенный орган  человеческого тела. Он состоит из более 100 миллиардов нервных клеток, соединенных друг с другом с помощью  своих отростков. Несмотря на то, что  сотни ученых многих стран мира с  помощью обычных и значительно  более мощных электронных микроскопов  давно изучают строение мозга, досконально  разобраться в хаосе хитросплетений нервных волокон пока не удалось. Еще труднее понять, как работает мозг. Неудивительно, что лет сто-двести назад ученые об этом совершенно ничего не знали. Многие выдающиеся биологи  считали, что функции мозга вообще непознаваемы.

Научное и практическое значение данной работы является то, что материальной основой поведения древних предков человека является именно головной мозг, и именно его изучение может дать основополагающие сведения об уровне развития ископаемых гоминид.

 

 

 

 

 

 

 

1.Гипотезы, связанные  с увеличением мозга гоминид

 

Существовали  две точки зрения на эволюцию мозга гоминид. Одни исследователи считали главным показателем развития размеры мозга, его объем. Другие авторы придавали большее значение структурным качественным преобразованиям коры.

Сторонники  первой точки зрения считали основным критерием выделения семейства  гоминид размеры мозга. В связи  с этим существовала гипотеза "мозгового рубикона", выдвинутая английским антропологом А.Кизсом. Суть ее состоит в следующем - по объему мозга современные и ископаемые гоминиды оказывались как бы на разных берегах символической реки Рубикон. На одном берегу - австралопитековые, объем мозга которых не превышает 700 куб.см, на другом берегу - все ископаемые и современные люди с мозгом не менее 850 куб.см. А.Кизс предположил, что существует "критическая масса" мозга, без которой невозможно изготовление орудий и другие сложные формы поведения. Такая масса составляет, по его мнению, 750 куб.см. Иными словами, если объем мозга равен 700 куб.см, то это еще не человек, а если 755 куб.см - то уже человек.

Как известно, объем головного мозга  как таксономический признак  имеет малую ценность. Его величина вариабельна даже в пределах одного вида. Его показатели могут перекрываться  у нескольких видов. Поэтому сторонники второй точки зрения главным морфологическим  критерием выделения семейства  гоминид считали систему прямохождения. Увеличение размеров мозга, безусловно, характерно для приматов. Однако большее значение в эволюции мозга гоминид имели качественные перестройки коры, появление у гоминид новых специфических человеческих областей коры головного мозга.

Можно заключить, что в эволюции головного  мозга гоминид сочетались увеличение размеров мозга и перестройка его отдельных участков с увеличением зон абстрактного мышления и уменьшением зон чувственного восприятия. За период от 4 млн лет до 10 тыс. лет назад мозг вырос от 500 до 1500 куб.см (в среднем), т.е. в 3 раза. Причем на более поздних этапах антропогенеза развитие мозга опережало развитие зубной системы и локомоторного аппарата. Еще большие изменения происходили в микроструктуре мозга. В.И.Кочеткова связывает изменения, происходившие в макро- и микроструктуре мозга гоминид, с их деятельностью.

Существует  мнение, что укрупнение головного  мозга у млекопитающих сопровождалось увеличением размеров тела. И.Эйсенберг назвал эту связь "энцефализацией". Вес головного мозга связан с весом тела. Абсолютный вес мозга больше у крупных животных, чем у мелких. Относительный вес мозга - вес мозга/вес тела у крупных животных в среднем меньше, чем у мелких.

Я.Я.Рогинский (1978) ввел индекс E2/S, где Е - вес мозга, S - вес тела. Этот индекс позволяет сравнивать животных по степени их церебрализации более объективно. У животных, имеющих аналог руки, - паукообразная обезьяна с осязательным хватательным хвостом (8,64), слон с хоботом (9,62) и др., - этот индекс имеет наибольшие указатели среди млекопитающих. У человека этот индекс равен 32. Р.Фоули полагает, что укрупнение головного мозга у гоминид является следствием питания мясом. Причем основное влияние на увеличение размеров головного мозга оказывало изменение стратегий поиска пищи. Разнообразие пищевого рациона, расширение охотничьих территорий было взаимосвязано с усложнением социальных связей, усилением кооперации и заботы о молодых, об их обучении. В свою очередь, развитие социальности и средств коммуникации также вело к развитию мозга.

Помимо  экологических и поведенческих существуют гипотезы, объясняющие увеличение мозга генетическими факторами.

Гипотеза  мутации. Считают, что такие явления, свойственные человеку, как мясоедение, гиперсексуальность и проявление агрессивности, могли возникнуть как мутация. Причиной последней могла быть жизнь в условиях повышенной радиации.

Гипотеза изоляции - гетерозиса. Ускоренную эволюцию мозга в эпоху плейстоцена связывают с демографическими изменениями популяции древнейших гоминид. Речь идет о крупных популяциях, подразделенных на много мелких домов, почти не скрещивающихся между собой. Предполагают, что при скрещивании ранее изолированных групп возникал новый стимул развития головного мозга в виде эффекта гетерозиса. Гетерозис - это увеличение размеров тела и внутренних органов вследствие скрещивания отдаленных групп.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Этапы развития  мозга приматов

 

Мозг приматов отличается от мозга других млекопитающих наибольшим развитием и дифференцированностью  неокортекса (новой коры), составляющего  у них 96% всей коры. Рисунок борозд характерный для приматов: вертикальная направленность центральных и тенденция к горизонтальному ходу других борозд.

У некоторых представителей приматов отмечено наличие особых «перекрытый» (затылочная покрышка, лобная покрышка), которые связаны с особенно сильным  разрастанием корковых отделов, обусловливающих  развитие функций праксиса под контролем  зрения и т.д.

Изучение строения мозга  приматов в сравнительноанатомическом  ряду позволило выявить два основные направления в его развитии. Первое отражает общую тенденцию развития от низших форм приматов к высшим. Оно выявляет закономерности усложнения мозга в соответствии с повышением уровня их общей организации и совершенствованием регуляторных механизмов.

Второе направление –  «экологические» различия, выражающиеся в прогрессивном усложнении определенных систем мозга у конкретных групп  приматов, обеспечивающие адекватные адаптации к их местообитанию т.е. к определенным условиям среды. Эта линия изменений строения мозга представлена отдельными вариантами в пределах одного этапа.

Общее направление развития мозга включает шесть этапов:

Первый  этап – мозг самых примитивных приматов (тупайя, галаго, лемуры) (рис. 1). Характерный признак – ведущее развитие аллокортекса, т.е. древней старой и промежуточной коры). Слабо дифференцированный неокортекс расположен в дорсальной части и отделен от аллокортекса обонятельной бороздой. Имеются четыре слабо дифференцированные и малообособленные цитоархитектонические области, соответствующие четырем долям мозга и корковым зонам (представительствам) сенсорных систем: зона слуха, зрения, кожной чувствительности и движения. Значительное развитие аллокортекса сближает этих приматов с низшими представителями других млекопитающих. У более высокоорганизованных приматов аллокортекс уменьшается и вытесняется неокортексом с боковой поверхности мозга на базальную и медиальную.

 

 

Наиболее примитивен мозг тупайи: максимальное развитие аллокортекса и минимальное – неокортекса. Некоторые галаго имеют несколько прогрессивных черт, в частности, у них появляется сильвиева борозда. Среди лемуров встречается небольшое разрастание височной доли и зачаток сильвиевой борозды. У некоторых долгопят заметна еще одна прогрессивная особенность: височный полюс опускается ниже горизонтали остальной части полушария, затылочная область надвигается на мозжечок, образуется шпорная борозда.

Второй  этап – мозг некоторых представителей полуобезьян – лемуровых, а также игрунковых – представителей обезьян Нового Света. Для них характерен интенсивный рост височной доли, однако борозды в ней отсутствуют и дифференцировка на цитоархитектонические поля появляется лишь у отдельных представителей. Эта доля спереди четко отграничена сильвиевой бороздой от нижнелобной области, а сзади – теменно-затылочной зарубкой от затылочной. Вся височная доля выпячивается, расширяется и становится крупнее других. Основные поля располагаются по приматному типу. Появляются орименты филогенетически более молодых нижнетеменных полей. На медиальной поверхности полушарий мозга выражена теменно-затылочная и шпорная борозды. Затылочная доля сильно нависает и над мозжечком. У некоторых представителей появляются зачатки верхней височной, интрапариентальной, принципиальной и фронто-орбитальной борозд. Появляется также дифференцировка полей в височной доле. Сильвиева борозда поднимается высоко и сливается с интрапариентальной. У некоторых представителей появляются, с одной стороны, отдельные черты более прогрессивной организации (образование лунной борозды в результате развития затылочной доли), с другой – выявляются признаки сходства с мозгом низшего ранга млекопитающих – хищных (фрагменты дугообразного расположения борозд вокруг сильвиевой борозды).

В целом, второй этап характеризуется  разрастанием неокортекса по приматному типу (форма полушария, доли, области  и поля), более четким делением на области, разделяемые бороздами, и  началом деления на цитоархитектонические  поля. Тип организации второго  этапа, вероятно, обусловлен адаптацией животных к ночному и сумеречному  образу жизни, обитанию в тенистых лесах  и др. в этих условиях увеличивается  значение слухового и обонятельного  анализатора, которые начинают играть роль интегративного аппарата в организации  целостных поведенческих реакций. Намечается также переход ведущей  роли в нервной деятельности от височной к центральной сенсомоторной и затылочной областям.

Третий  этап общего направления развития мозга приматов отражает мозг обезьян Нового Света – собственно лемуровых, ревунов, капуциновых, низших обезьян Старого Света (рис. 1,2). Для этого этапа характерно формирование питекоидного типа мозга с прогрессивным развитием центральных соматотопических сенсомоторных зон и затылочной области. Наблюдается отграничение центральной борозды прецентральной (агранулярной) двигательной области от теменной сенсорной. Дугообразная борозда отделяет лобную область. Теменная доля четко отделяется от прецентральной, затылочной и лимбической долей. Пре- и постцентральная область развиваются как единый соматомоторный комплекс. Их тонкая цитоархитектоническая дифференцировка на поля 4, 6, 1 находится в четком соответствии с развитием «четверорукости» и «четвероногости» и даже «пятирукости» у некоторых цепко-хвостовых обезьян в связи с богатой дифференциацией движений конечностей при манипулировании предметами. Наблюдается расширение прецентральных цитоархитектонических полей по направлению к лобной области, а затылочных – по направлению к теменной.

Выделяется мозг руконожки  мадагаскарской. Она обгоняет других полуобезьян по развитию центральной  борозды, которая у нее выражена даже лучше, чем у ряда обезьян. Вероятно, такое значительное развитие сенсомоторной  зоны объясняется исключительно  тонкой перкуссионной функцией третьего пальца кисти. Руконожки используют этот палец как молоточек, которым  постукивают по коре дерева в поисках  насекомых, живущих под корой, а  также для доставания личинок  из коры и древесины.

У представителей церкопитековых обезьян (мартышки, макаки, павианы) максимальных темпов развития достигают затылочные поля. Вследствие этого поля 17 и 18 так  разрастаются на поверхности полушарий, что наползают на пограничные  теменно-затылочные борозды и извилины, образуя так называемую затылочную покрышку (operculum occipitale), которая перекрывает соседние теменные формации. В результате образуется так называемая «обезьянья борозда» (affenspalte). В свое время эта борозда была объектом очень острой дискуссии при поисках расовых особенностей строения мозга.