REKLAMA


 

REKLAMA


 

Na Ziemi żyło wiele gatunków roślin i zwierząt. Ponad 99% już wymarło, a chyba wszystkie miały przynajmniej krótki okres ewolucyjnej prosperity. Jak to się stało, że to my, LUDZIE, odnieśliśmy taki sukces, a nie inne, blisko z nami spokrewnione istoty, które zajmowały tę samą lub bardzo zbliżoną niszę ekologiczną?


Pawlowski_Boguslaw

Autorem tekstu jest Bogusław Pawłowski
Katedra Biologii Człowieka, Uniwersytet Wrocławski
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Prof. dr hab. Bogusław Pawłowski prowadzi badania nad doborem płciowym i biologią atrakcyjności człowieka oraz mechanizmami i ograniczeniami ewolucji wybranych cech morfologicznych u człowieka. Jest członkiem Komitetu Antropologii PAN oraz Komitetu Biologii Ewolucyjnej i Teoretycznej PAN. Pełni funkcję przewodniczącego Polskiego Towarzystwa Nauk o Człowieku i Ewolucji (PTNCE). 

 


Ewolucyjny sukces naszego gatunku jest bezsprzeczny. Jest nas już ponad 7 mld 200 mln i jeszcze przez jakiś czas ta liczebność będzie wzrastać. Nie ma jednak wątpliwości, że sukces nie trwa wiecznie. Filogenetyczna droga do niego była wieloetapowa, kręta i czasami bardzo wąska. Na przykład po ogromnym wybuchu superwulkanu Toba na Sumatrze ok. 73 tys. lat temu ludzkość niemal wyginęła – uważa się, że przeżyło zaledwie kilka tysięcy osobników. Ta katastrofa była więc niewątpliwe „wąskim gardłem” przez które ludzkość ledwo się „przecisnęła”.

 

Sukces Homo sapiens, który pomimo różnych perturbacji trwa już od wielu tysięcy lat, można ocenić z perspektywy tego, jak przyczyniły się do niego różne adaptacje, które powstały w naszej linii ewolucyjnej (wiele z nich długo przed pojawieniem się człowieka współczesnego). Należy jednak pamiętać, że niemal każdy sukces okupiony był jakimś kosztem. No cóż, „natura jest sprawiedliwa – da jedno, a na drugim wykiwa”.

 

Ciężar dwunożności

 

Pierwszy skok w naszym ewolucyjnym rodowodzie, który traktuje się jako pierwotną sprężynę adaptacyjną, to wyprostowana postawa ciała, która umożliwiła między innymi uwolnienie kończyn górnych od funkcji podporowych. Według danych paleoantropologicznych dwunożność pojawiła się przed 6 mln lat. Chociaż zarówno ardipiteki, jak i orrorin były już dwunożne, to jednak podobnie jak i później występujące australopiteki miały ciągle adaptacje kończyn górnych do nadrzewnego trybu życia. Chociaż wielu paleoantropologów twierdzi, że formy te poruszały się już na dwóch nogach bardzo efektywnie (np. na wyprostowanych nogach, a nie ugiętych w kolanach), to ciągle są spory wokół sposobu lokomocji u tych naszych przodków. Pewne jest, że ostateczny, a zatem taki jak u współczesnego człowieka, sposób dwunożnej lokomocji o odpowiedniej biomechanicznej efektywności chodu i biegu pojawił się ok. 2 mln lat temu u Homo ergaster. 

 

Ta ewolucyjna zmiana, czyli dwunożny typ lokomocji, która dała ok. 6 mln lat temu początek Homininae, nie była jednak biologicznie „bezkosztowa”, czego zresztą efekty odczuwa wielu ludzi i dzisiaj. To z jej powodu stosunkowo często przytrafiają się nam kontuzje kolan. To ona odpowiada za bóle kręgosłupa – według ekspertów doświadcza ich w życiu aż 80% Amerykanów, a średnio w roku skarży się na nie ok. 30% ludzi. Problem polega na tym, że dwunożność doprowadziła do dużego obciążenia szczególnie lędźwiowego odcinka kręgosłupa (z reguły nie „krzyże” nas bolą, ale „lędźwie”). Bóle i problemy z kręgosłupem czy kończynami dolnymi, to jednak niejedyna cena tej, jak się okazało pierwotnej przyczyny późniejszego sukcesu naszej linii ewolucyjnej.

 

Kosztowny mózg

 

Następną ewolucyjną zmianą, znacznie ważniejszą z punktu widzenia procesu hominizacji (uczłowieczenia) niż dwunożność, jest wzrost wielkości mózgowia. Człowiek nie ma największego mózgu w stosunku do masy ciała. Miarą umózgowienia, która wydaje się najlepiej charakteryzować zdolności poznawcze Homo sapiens, naszą w tym względzie wyjątkowość i chyba odpowiada za ewolucyjny sukces naszego rodzaju, jest tzw. współczynnik umózgowienia (EQ – ang. encephalization quotient – patrz ramka). EQ u człowieka przekracza 6 (u szympansa to tylko 2). To umózgowienie Homo umożliwiło eksplozję technologii i kultury, a dzięki nim ujarzmienie wielu czynników presji selekcyjnej, które w przeszłości skutecznie ograniczały szybki wzrost liczebności naszych przodków. W efekcie, jeśli chodzi o najprostszą, czysto ewolucyjną miarę, to umózgowienie jest źródłem procesów, które doprowadziły do obecnego ilościowego sukcesu przedstawicieli naszego gatunku. Nie łudźmy się jednak, ten ilościowy sukces – jak wszystkie sukcesy – będzie najpewniej przejściowy.

 

           

Współczynnik umózgowienia (EQ) to miara oszacowania zdolnoúci poznawczych gatunku zaproponowana przez Harryíego Jerrisona. Oblicza się go, dzieląc średnią masę mózgowia dla danego gatunku przez oczekiwaną masę mózgowia dla zwierząt o tej samej masie ciała w danej grupie zwierząt (np. dla ssaków). Przykładowo, gdy średnia wielkość mózgowia dla ssaka o podobnej wielkości ciała do człowieka (ok. 50-60 kg) wynosi 200 g, a ludzki mózg waży 1300 g. to EQ = 1300/200 = 6,5. Nowsze badania wskazują, że w przypadku samych naczelnych lepszą miarą zdolności kognitywnych niż EQ wydaje się jednak bezwzględna wielkość mózgowia.

           

 

Koszt sukcesu, jakim jest duże umózgowienie, jest niebagatelny i dlatego nie bez powodu tak mało gatunków się nim charakteryzuje. Po pierwsze, mózgowie, a w szczególności kora mózgowa, jest bardzo energochłonnym organem. U dorosłego człowieka mózgowie to przeciętnie zaledwie 2% masy ciała, a zużywa ponad 20% energii (u niemowląt nawet ponad 60%). Mało gatunków stać na tak wysoki koszt „luksusowej mózgowej limuzyny”. Po drugie, duża powierzchnia (w stosunku do masy ciała) bardzo słabo zaizolowanej puszki mózgowej powoduje straty ciepła. Oczywiście ten koszt jest największy w pierwszym roku życia, gdy głowa jest względnie duża w stosunku do reszty ciała. Po trzecie, duży mózg i związana z nim duża głowa płodu powoduje, że przy ograniczonej (biomechanicznymi wymogami dwunożnosci) wielkości kanału rodnego, ludzki poród jest często długi i bardzo bolesny. Ten koszt ludzkiej inteligencji ponoszą oczywiście kobiety. Dotykają je powikłania okołoporodowe i – do niedawna nierzadkie – zgony w czasie porodu lub po nim. Chociaż obecnie kobiety żyją dłużej niż mężczyźni, należy pamiętać, że z powodu dużej okołoporodowej śmiertelności jeszcze w XIX wieku średni czas trwania ich życia był krótszy niż mężczyzn. A problemy związane z urodzeniem dziecka około 100 lat temu były pierwszą przyczyną śmierci kobiet w wieku reprodukcyjnym.

 

Wzrost mózgowia i związane z nim wyrafinowane zachowania i kultura to też pojawienie się takich nowych typów selekcji jak samobójstwa, wypadki na skutek bardzo ryzykownych zachowań czy ciężkie toksyczne uzależnienia. Ciemną stroną dużego mózgu jest też chyba okrucieństwo – zaiste przejaw uczłowieczenia, a nie zezwierzęcenia, jak wielu myśli.

 

Duże mózgowie, charakterystyczne dla naszego rodzaju Homo, to z dzisiejszego punktu widzenia ciągle jednak sukces, ale okupiony niebagatelnym kosztem. Mam tylko nadzieję, że ten „sukces”, który umożliwił tak ogromny przyrost demograficzny, ale też dramatyczny wzrost tempa eksploatacji planety i jej zanieczyszczenia, nie okaże się wkrótce tylko krótkotrwałym, „gwiazdorskim”. Duży mózg bowiem, nawet nie z powodu jego fizjologicznego kosztu, ale z powodu dyktatorskiej postawy jego właściciela względem całej biosfery, może się okazać ślepą uliczką ewolucyjną. Wymarcie tej ścieżki będzie jednak odbywać się w sposób bardzo dramatyczny i skończy się następnym wielkim wymieraniem (co w zasadzie już ma miejsce), po którym długo będzie się odradzać, już pewnie w dużym stopniu nowa, biosfera naszej planety.

 

Ewolucyjne zmiany, dzięki którym człowiek jest w stanie dostosować się do niemal każdych warunków, jednak kosztują. Na przykład z powodu dwunożnego typu lokomocji stosunkowo często przytrafiają się nam kontuzje kolan i cierpimy na bóle kręgosłupa

 

Dławiąca komunikacja

 

Następny niewątpliwie wyjątkowy sukces naszej linii ewolucyjnej to powstanie języka i możliwości precyzyjnego sposobu przekazywania informacji drogą werbalną. Produkowanie mowy jest stosunkowo tanie energetycznie, a przynosi wiele zysków związanych z przepływem informacji dotyczących np. wydarzeń przeszłych i relacji międzyosobniczych. Uważa się, że to język umożliwił bujny rozwój kulturowy w naszej ewolucji oraz złożone formy kooperacji czy wymiany handlowej. Ten sukces też miał jednak koszt i nie chodzi tylko o kłamstwa, oszczerstwa, plotki czy intrygi, czyli o wyrafinowany przejaw ludzkiej inteligencji, jakim jest machiaweliczny spryt, którego cenę dla wielu jednostek czy też społeczeństw trudno oszacować. Z powodu obniżenia krtani, co umożliwia tworzenie mowy artykułowanej, nie jesteśmy w stanie mówić czy oddychać i jednocześnie połykać (co potrafią niemowlęta). Dlatego tak często się zakrztuszamy. Szacuje się, że rocznie na świecie umiera z tego powodu kilka tysięcy ludzi. W samej Wielkiej Brytanii w 1999 roku szpitale odnotowały 16 tys. przypadków zakrztuszeń, w tym 218 przypadków zakrztuszeń pokarmowych na śmierć. Poza tym 55 osób zadławiło się śmiertelnie obiektami niejadalnymi.

 

Blaski i cienie kultury

 

Sukces to też oczywiście osiągnięcia technologiczne czy kulturowe, które okazały się bardzo ważnymi czynnikami eksplozji demograficznej naszego gatunku i jego ewolucyjnej prosperity. Oczywiście nie byłyby możliwe bez zdolności poznawczych, a zatem bez wzrostu mózgowia. Ale ciągle nie znamy odpowiedzi na pytanie, dlaczego wśród blisko spokrewnionych gatunków, które współwystępowały z Homo sapiens jeszcze niedawno, bo kilkadziesiąt tysięcy lat temu, przetrwał do dziś tylko nasz gatunek. Mało prawdopodobne, że to ewolucyjne „zwycięstwo” było efektem adaptacji morfologicznych czy fizjologicznych, tym bardziej że wiele wskazuje na to, że neandertalczycy posługiwali się już językiem i mieli złożone formy komunikacji. Bardziej prawdopodobne, że to właśnie jakieś osiągnięcia kulturowe dały przewagę naszym przodkom. Na przykład udomowienie psa. Do niedawna uważano, że nastąpiło ono kilkanaście tysięcy lat temu, czyli gdy już nie było neandertalczyków, ale są badania wskazujące, że mogło to nastąpić wcześniej (ok. 33 tys. lat temu). Takie wsparcie przedstawicieli naszego gatunku przez czworonogi mogło dawać dużą adaptacyjną przewagę nad innymi i być z ewolucyjnego punktu widzenia kluczowe.

 

Krokiem milowym ludzkości było przejście z gospodarki przyswajalnej na wytwórczą. Stało się to około 10 tys. lat temu, gdy już Homo sapiens jako jedyny Homo, pozostał na ewolucyjnym polu zmagań. Należy jednak pamiętać, że zmiana typu gospodarki była ekologicznie wymuszona, czyli że to konieczność była przyczyną wypędzenia z „raju”, w którym ludzie korzystali z naturalnie stworzonych zasobów środowiska. Wiemy bowiem, że pierwsi rolnicy mieli się znaczenie gorzej niż współcześni im łowcy-zbieracze. Ale jak się okazało, z perspektywy czasu i ta zmiana przekuta została w ewolucyjny sukces. Podobnie zresztą było w przypadku urbanizacji – pierwsi mieszkańcy miast mieli się znacznie gorzej niż rolnicy.

 

Sukcesy ewolucyjne, jak widać okupione były w naszej filogenezie najczęściej cierpieniem, ale „per aspera ad astra” (dzięki podbojom kosmosu nie tylko metaforycznie!).

 

Zdjęcia Jakub Ostałowski

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Dunbar R. (2013). Nowa historia ewolucji człowieka, Copernicus Center Press.
Foley R.A. & Lee P.C. (1991) Ecology and energetics of encephalization in hominid evolution Philosophical Transactions of the Royal Society of London B, 334: 223-232.
Henke W. & Tattersall I. (eds) (2007). Handbook of Paleoanthropology, Springer-Verlag, Berlin. Pawłowski B. (2005). Heat loss from the head during infancy as a cost of encephalization. Current Anthropology, 46(1): 136-141. Rosenberg K.R. & Trevathan W.R. (2001). The evolution of human birth. Scientific American 285 (5): 72-77.


Academia nr 4 (40) 2014

 

 

Oceń artykuł
(2 głosujących)

Artykuły powiązane

Tematy

agrofizyka antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl