Человек получил большой мозг благодаря гормонам плаценты
Человеческий мозг — один из самых сложных объектов во Вселенной, позволивший нашему виду добиться технологического прогресса и покорить космос. Этот орган относительно большой, и многие годы исследователи пытаются понять, благодаря чему он эволюционировал. Согласно авторам новой работы, ответ на вопрос может скрываться в самом интимном месте — утробе матери. По мнению ученых, причиной может быть плацента и ее гормональный коктейль, который она вырабатывает, достигнув достаточного развития.
Одно из отличий человека от других приматов — объем мозга. Например, у Homo sapiens он в пределах 1250-1650 кубических сантиметров, у нашего ближайшего родственника — Pan troglodytes (обыкновенный шимпанзе) — от 280 до 500 кубических сантиметров. То есть разница в три-четыре раза.
Общепринятая теория гласит, что увеличение размера мозга, то есть его эволюция, дало нашим предкам ряд адаптивных преимуществ. В частности, способность к абстрактному мышлению, планированию, многозадачности, хранению и передаче информации, созданию сложных орудий. Кроме того, это способствовало развитию языка.
Человеческий мозг потребляет колоссальное количество энергии, при этом развивается достаточно долго: начинается на этапе эмбриогенеза и продолжается до 25 лет. В связи с этим научное сообщество задается вопросом: какое эволюционное преимущество оправдало такие затраты?
Одна из ведущих гипотез — гипотеза социального мозга — гласит, что большой мозг развился как инструмент для выживания в сложных социальных группах. Управление отношениями, кооперация, обман, распознавание намерений сородичей — все это требовало мощных «вычислительных» ресурсов. Идею косвенно подтверждают другие умные животные — дельфины и слоны: у них мозг тоже крупнее среднего, и они формируют социальные сообщества. Но долгие годы оставалось неясным, какой конкретный биологический механизм связывает социальность и размер мозга. То есть ученые пытаются понять, как эволюция мозга протекала на клеточном и молекулярном уровнях.
Молекулярный биолог Алекс Цомпанидис (Alex Tsompanidis) из Кембриджского университета в Великобритании и его коллеги считают, что этот механизм — гормоны плаценты, временного органа, который соединяет плод и будущую маму. Плацента не просто питает зародыш, но и служит мощной гормональной фабрикой. Она вырабатывает гормоны, необходимые для развития плода и формирования мозга, в том числе эстрогены.
«Казалось бы, при чем здесь плацента к эволюции? Но мы изучали колебания и изменения уровня этих гормонов в утробе матери и увидели четкую связь. Уровни этих гормонов в утробе предсказывают ключевые аспекты развития ребенка — речь и социальные навыки», — объяснил Цомпанидис.
Авторы последних исследований подтверждают прямое влияние гормонов плаценты на мозг. Эксперимент 2022 года показал, что добавление тестостерона (андроген, основной половой гормон) к мини-мозгам, выращенным из стволовых клеток человека, — органоидам — резко увеличивает число клеток в коре. Кора головного мозга отвечает за высшие функции: память, обучение, мышление. Другие опыты доказали, что эстрогены укрепляют в органоидах связи между нейронами, которые составляют основу нейронных сетей.
Главное открытие команды Цомпанидиса касается различий уровня гормонов между людьми и другими приматами. У людей их концентрация оказалась непомерно высокой: человеческий плод буквально купается в этих гормонах.
Выводы британских ученых подтвердили данные их коллег, полученные в 1983 году. Тогда биологи измерили уровень эстрогена в моче горилл, шимпанзе и беременных женщин. Оказалось, что у беременных он в четыре-пять раз выше.
«Гормоны, вырабатываемые плацентой, критически важны для плода, они повлияли на эволюционное развитие нашего мозга. Сравнительные данные убедительно показывают, что их уровень в утробе людей аномально высок», — пояснил Цомпанидис.
Но эволюция мозга — лишь одна сторона медали. Человеческий вид характеризует еще и другая уникальная черта: способность создавать исключительно большие, стабильные социальные группы, значительно превосходящие по размеру сообщества шимпанзе и даже, как полагают, неандертальцев. Для этого требовалось решить сложную задачу: поддерживать высокую рождаемость, одновременно снизив риски конкуренции за партнеров и ресурсы внутри этих больших коллективов.
Высокий уровень тестостерона относительно эстрогена обычно усиливает мужские черты: физическую силу, выраженную конкурентностью. Однако сравнение человека с другими приматами и вымершими гомининами, такими как неандертальцы, выявило любопытную деталь. Средние половые различия у современных людей — например, в размере тела или агрессивности — менее выражены, чем у других приматов.
Более того, многие анатомические черты, специфичные для человека — уменьшение волосяного покрова или характерное соотношение длины пальцев, — по мнению ученых, больше связаны с действием эстрогенов и особенностями женской биологии.
Казалось бы, способность человека формировать сложные общества должна была усилить у людей «мужские черты» или хотя бы не предполагать их ослабления. Однако эволюция пошла другим путем: половой диморфизм снизился, а уникальные черты человека оказались ближе к «женскому» профилю. Почему так произошло?
Разгадку этого парадокса исследователи видят в ароматазе — ферменте, преобразующем «мужской» тестостерон в «женские» эстрогены. Этот фермент производят гены, которые вырабатывает плацента. Данные, полученные командой Цомпанидиса, указывают, что активность ароматазы у человека выше, чем, например, у макак. Более того, есть свидетельства, что она может быть выше и у мужчин, чем у женщин.
Иными словами, человеческая плацента действует как уникальный гормональный фильтр, активно превращая потенциально усиливающий конкуренцию тестостерон в «социально полезные» эстрогены. По мнению авторов научной работы, с одной стороны, высокие уровни тестостерона и эстрогена стимулировали рост мозга и усиление нейронных связей. С другой — активное превращение тестостерона в эстрогены плацентой приводило к смягчению типичных мужских конкурентных черт, что позволило уменьшить агрессию внутри группы.
Одновременно эстрогены позитивно влияли на женскую фертильность. Вместе эти факторы создали биологическую основу, позволившую людям жить в больших, относительно мирных и плодовитых сообществах, где процветали кооперация и обмен знаниями, — среда, идеальная для дальнейшего развития сложного мозга и культуры.
Научная работа опубликована в журнале Evolutionary Anthropology Issues News and Reviews.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Психопатия — пугающее расстройство личности, оно ассоциируется с безжалостностью, жестокостью, агрессией и насилием. Неудивительно, что самая большая концентрация выявленных психопатов наблюдается в тюрьмах, где каждый 25-й заключенный демонстрирует высокий уровень психопатии. Помимо социальных проблем, эта болезнь наносит обществу материальный ущерб, достигающий сотен миллиардов долларов в год.
Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии