Мозаичная эволюция строения и развития человека

Морфологические отличия современного человека от первых представителей гоминин и высших приматов являются результатом эволюции развития. Чтобы понять суть произошедших изменений, ученые подробно изучили процессы роста и созревания человека и шимпанзе; некоторые выводы были сделаны на основе анализа окаменелостей.

Одно из давно признанных фундаментальных различий между человеком и шимпанзе заключается в относительной скорости роста и развития черепа. Если сравнить форму черепа у новорожденных человеческих детей и у детенышей шимпанзе, мы обнаружим, что у новорожденных шимпанзе череп гораздо лучше развит, тогда как череп и мозг новорожденных детей намного крупнее. У человека формирование черепа очень сильно замедлено по сравнению с шимпанзе. В конечном итоге черепа шимпанзе и человека достигают одинаковых размеров, но различаются по размеру лицевой части и объему мозга. Изменение относительной скорости созревания черепа говорит о том, что в ходе эволюции произошел сдвиг в "расписании" сходных процессов развития.

В результате анализа ископаемых остатков гоминин были обнаружены эволюционные сдвиги в расписании развития и других структур. На основании состояния эмали зубов австралопитеков и первых Homo sapiens палеонтологи утверждают, что процесс формирования зубов у них происходил быстрее, чем у современных людей. Стадии развития зубов являются индикаторами развития организма в детском возрасте и коррелируют с процессом полового созревания. Анализ палеонтологической летописи показывает, что эта особенность современных людей появилась позднее, чем изменение размера головного мозга и пропорций тела. Напротив, все изменения скелета, связанные с нашей двуногостью, сопровождались структурными изменениями костей и мышц и произошли раньше, независимо от замедления скорости созревания черепа. Таким образом, картина эволюции гоминин мозаична: различные признаки появились в разное время и эволюционировали с разной скоростью.

Мозаичность очень важна для интерпретации эволюции человека с точки зрения эво-дево: она свидетельствует о том, что развитие различных структур эволюционировало прерывистым нелинейным образом на протяжении длительного времени. Анализ окаменелостей не выявляет никаких признаков быстрого внезапного изменения формы тела человека. Скорее, наша история состоит из количественных сдвигов (объема мозга, пропорций тела, размера черепа, продолжительности беременности, длительности подросткового периода и др.), ассимилированных за десятки тысяч поколений. Более того, скорость изменения наших физических признаков вовсе не была исключительной, если посмотреть на то, что происходило в это время с другими млекопитающими. Например, анализ ископаемых лошадей выявил похожие скорости изменения размеров тела и других признаков.

Многие данные говорят о том, что эволюция человека не была чем-то особенным, нетипичным для других животных. Поэтому мы можем предположить, что все известные закономерности эволюции формы животных будут справедливы и для эволюции человека. На самом деле, наше очень близкое генетическое родство с шимпанзе, а также генетическое сходство приматов и других млекопитающих подводят нас к уже знакомой идее. Наборы генов, участвующих в развитии животных и человека, очень похожи, и все наблюдаемые морфологические различия (как малые, так и большие) должны определяться только способом использования этих генов (или, как мы увидим на одном примере, их не-использования).