Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?
До человека на Земле водилось немало видов с относительно большим мозгом и свободной парой верхних конечностей — типа заврорнитолеста, динозавра весом с десяток килограммов из позднего мела. По мысли художника, он только что извлек из норы древнее млекопитающее и планирует его съесть. Заврорнитолест принадлежал к дромеозавридам. Как и троодон, он имел высокий коэффициент энцефализации — до 5,8 и, что важно, прямохождение / ©Wikimedia Commons
Подобные вопросы получили некоторую подпитку в XXI веке, когда было установлено, что широко распространенные еще в пермском периоде (299-251 миллионов лет назад) синапсиды были вовсе не пресмыкающимися, как считали в XX веке, а предками млекопитающих и, технически, сами млекопитающими — предполагается, что как минимум часть из них выкармливала детенышей молоком. Как теперь ясно, синапсиды могли быть и теплокровными со времен офиакодонов, живших порядка 0,3 миллиарда лет назад.
На первый взгляд вот они, рецепты для возникновения разумных видов: теплокровные и млекопитающие, как известно, в конце концов и дали начало разуму на Земле. Но не все так просто. Дело в том, что вообще-то мы далеко не уверены, что для этого нужны именно млекопитающие.
Птицы живущих сегодня видов умеют украшать себя (какаду), и оперировать орудиями, в том числе теми, что изготовили сами из подручных материалов (новокаледонские вороны). Между тем птицы, как выяснили в последние десятки лет, это, собственно, динозавры, просто та их группа, что лишена зубов. Древние динозавры, как минимум часть их, тоже были теплокровными и покрытыми перьями. То есть в теории база для появления разумных видов существовала сотни миллионов лет подряд, действительно где-то с пермского периода.
Около полувека назад ученые разработали так называемый индекс энцефализации: соотношение фактически наблюдаемой массы мозга к ожидаемой для млекопитающего такого размера. Просто соотношение массы мозга и тела тут брать бесполезно, потому что у мыши и человека, например, оно одинаковое (~1 к 40), но сложная формула расчета индекса позволила в основном решить проблему количественного сравнения мозга у разных видов.
С его помощью удалось выяснить вот что. Ворон (да, индекс применяют и к птицам, хотя исходно сделали для млекопитающих) по соотношению ожидаемого размера мозга к телу — аналог шимпанзе, их коэффициент энцефализации (КЭ, синоним индекса) — около 2,5. У дельфинов афалин он вдвое выше, у нас, людей, — втрое выше.
На этом фоне травоядные крупные динозавры, особенно ранние, не выглядят мыслителями. Многие завроподоморфы имели КЭ в районе 0,05. То есть разрыв в этом смысле между ними и собакой или кошкой был намного больше, чем между человеком и кошкой. В то же время некоторые троодоны, жившие в позднем меловом периоде, перед вымиранием динозавров, имели КЭ 5,8. Это очень серьезный уровень, чуть выше дельфинов, и примерно тот же, что был у человека прямоходящего.
Интересно, что обычно КЭ очень крупных животных ниже, чем у дельфинов или высших обезьян (например, у китов он многократно меньше, чем у афалин), но вот тираннозавр, возможно, был весьма «умен». Его коэффициент энцефализации как минимум в одном случае — 2,47, уровень шимпанзе и ворона. Это очень непросто объяснить: обычно считается, что настолько крупные хищники должны были вести одиночный образ жизни, однако в наши дни такой уровень КЭ встречается только у тех животных, что имеют развитую социальную жизнь. Может, все-таки, что-то такое было и у тираннозавров? Важно отметить, что известные нам ранние млекопитающие настолько высокого уровня КЭ не достигали.
Кстати, тираннозавр тоже жил ближе к концу эры динозавров, и вообще, более поздние динозавры показывают КЭ выше, чем более ранние: похоже, они существенно развивались. Однако есть нюанс: ни у одного известного нам вида динозавров нет верхних конечностей с признаками орудийной деятельности. В норме свободные верхние конечности там были у хищников, причем конечности эти оснащались чем-то, что выглядит как очень специализированные орудия для убийства. Специализированными конечностями практически невозможно изготавливать орудия. Попросту говоря, в палеонтологической летописи незаметны виды, которые могли бы быть разумными и «орудийными» до рода Хомо.
Еще один момент: хотя для мозга размер имеет значение, важен не только он. Например, несколько лет назад ученые из Австралии и Южной Африки обнаружили, что гориллы, шимпанзе и орангутаны хотя и имеют размер мозга как у австралопитека, снабжают его кровью в пару раз лучше. Это определили по диаметру следов от кровеносных сосудов, проходящих внутрь черепа.
Считается, что основные затраты энергии мозга связаны с числом межнейронных связей в нем. Поскольку именно оно определяет интеллект, получается, что умевшие делать орудия прямоходящие австралопитеки по интеллекту все же уступали шимпанзе и гориллам. Но и тут есть нюанс: человек флоресский, использовавший орудия, по этому параметру резко уступает шимпанзе. Однако сомнительно, что существо с образом жизни как у сапиенса реально уступало по умственным возможностям шимпанзе, которые, как известно, ведут образ жизни как у шимпанзе. Получается, и кровоснабжение мозга — фактор не вполне универсальный.
Из этого следует, что и по размеру мозга, и даже по диаметру снабжающих его сосудов точно оценить, были ли на Земле разумные виды до нас крайне сложно. Нужны дополнительные ограничивающие факторы.
Самый очевидный из них — отсутствие следов технологической цивилизации. Вопреки периодическим псевдосенсациям, типа «металлических сфер» из Клерксдорпа, которые на деле оказались обычными конкрециями природного происхождения, таких следов пока нет. Между тем находки каменных орудий наших предков буквально усеивают пласты времен плейстоцена. Вряд ли технологическая цивилизация может обойтись без орудий.
Предположим, что по каким-то причинам они делали их только из дерева — фантастика, но допустим. Тогда сами орудия не сохранятся, но вот другие признаки цивилизации замаскировать все равно не удастся. Например, современное человечество сжигает восемь миллиардов тонн угля в год. В каждой тонне каменного угля урана и тория порядка семи граммов (в буром — еще больше). Получается, наша цивилизация вносит в геологически слои более 56 тысяч тонн урана и тория в год. Почти все они — долгоживущие изотопы. Ясно, что если бы в прошлом кто-то пользовался ископаемым топливом в заметных масштабах, геологи неизбежно столкнулись бы со слоем с аномально высоким содержанием урана и тория, причем больше всего в тех районах, где жили бы представители древней цивилизации.
Сходные следы есть и для других видов топлива, например они меняют соотношение изотопов углерода-12 и 13, встречающееся в атмосфере, и так далее. Таких следов на сегодня известно ноль. Следовательно, если до человека на Земле и был кто-то разумнее его, то такой вид жил на каком-то изолированном клочке суши, типа утонувшего 20-30 миллионов лет назад континента Зеландия. В этом случае все его следы ушли под воду вместе с ним.
Но и это маловероятный сценарий. И сейчас мы поясним, почему.
Как ни странно, в истории науки ученые очень редко и поздно стали задаваться вопросом, почему теплокровные и сложные организмы существуют уже более четверти миллиарда лет, а разум дали только сейчас. При этом от первых орудий (3 миллиона лет назад) до полетов в космос прошло очень мало времени — примерно 1% от времени существования теплокровных на Земле.
Одной из первых попыток ответить на этот вопрос была популярная — по формату, но не по содержанию — работа климатолога Михаила Будыко, в которой он обратил внимание на то, что, похоже, объем и сложность мозга как минимум у некоторых млекопитающих начинает серьезно расти в период серьезных климатических колебаний.
Если взять весь фанерозой (последние 539 миллионов лет), то примерно 80% времени средние температуры на планете укладывались в +17… –20, 10% времени они были жарче +20, а еще 10% — ниже +17. Мы живем при среднепланетных +15, а наши предки австралопитеки, другие виды Homo и непосредственно наш вид в последние миллионы лет жили в диапазоне от +17 до +9.
Как только средние температуры Земли падают ниже +17, на ней неизбежно начинаются периодические циклы оледенений: раз в несколько десятков тысяч лет температура падает на несколько градусов, а затем, еще через десятки тысяч лет возрастает. 90% времени в истории планеты было теплее +17, поэтому регулярные оледенения были невозможны. Если что-то такое и случалось, то раз в миллионы лет, а вовсе не в десятки тысяч.
Регулярные оледенения оказывались исключительно жестким фактором отбора. Дело в том, что чем холоднее климат, тем выше его склонность к колебаниям температур (и осадков) от года к году. Если в меловом периоде какая-то зона была засушливой, а какая-то влажной, то они были такими стабильно. В ледниковый период многолетняя засуха могла ударить по лесам в любой момент.
Кроме того, резко падало содержание углекислого газа в воздухе: холодный океан может содержать в единице объема намного больше СО2, чем теплый, поэтому при похолодании этого соединения в атмосфере становится мало. При концентрациях СО2 ниже 200 частей на миллион деревьям очень сложно выжить: их теснят травы с С4-фотосинтезом, способные расти и при низком углекислом газе. Поэтому в последнем ледниковом периоде, например, не было ни единого массива амазонских джунглей, ни сходного массива в Конго, ни лесов заметной величины в Евразии.
Животные были вынуждены вырабатывать сложные адаптации, в которых просто не было нужды в более климатически стабильные — и лесистые — эпохи. Будыко считает, что примером таких адаптаций был и переход наших предков к орудийной деятельности. Расширение саванн и сжатие лесов (в ледниковом периоде) последние миллионы лет регулярно сменялось межледниковьем, когда леса снова занимали заметную долю суши. То есть вид, хорошо приспособленный к лесу (шимпанзе) или саванне (павианы), постоянно испытывает стресс от сжатия-расширения их ареала обитания. А те, кто смог достаточно «деспециализироваться», чтобы нормально чувствовать себя и в лесу, и в саванне, получали большое преимущество.
Исходя из этого, отмечал Будыко, разум как средство адаптации к крайне жестким условиям «ледникового маятника» не мог появиться до того, как на Земле возникли современные и крайне нетипичные для ее истории условия, то есть затянувшаяся климатическая нестабильность, вызванная средними температурами ниже +17.
Получается, что искать разумные виды в прошлом нашей планеты можно, но даже на затонувших континентах типа Зеландии успех крайне сомнителен. Разум появился в последние 3 миллиона лет, а не в любых предшествующих 536 миллионах лет фанерозоя, не по случайности, а по жестокой необходимости. Необходимости, которой просто не существовало до последних 2-3 миллионов лет, той самой плейстоценовой эпохи, в которую и появился наш вид.
Комментарии
Интересный текст, весьма убедительное и обоснованное объяснение, спасибо!
При этом в сторону разумности начал двигаться лишь один вид, что может говорить о значительной доле случайности в этом процессе.
Ведь на первый взгляд кажется, что предпосылки эволюционировать в ту сторону есть и у других приматов, капуцинов тех же, либо даже вообще предков енотов (ручки у этих животинок довольно умелые, еду из пакетов и палаток тырят только так). Или у них как раз препятствие в не очень подходящем мозге?
Очень сложный вопрос. Ведь у капуцинов КЭ весьма высок, то есть потенциально они тоже пригодны для такого сценария. Правда, тело меньше, чем у наших предков, что может мешать (абсолютные размеры мозга малые). У енотов тоже очень приличный КЭ -- но тоже небольшие абсолютные размеры. Возможно, если бы у капуцинов было больше времени или более склонный к опустыниванию континент -- все могло бы сложиться и иначе.
В общем и целом животным вообще не нужен крупный мозг. Это очень дорогой в плане обслуживания орган. Почему он вдруг стал пухнуть у приматов пару миллионов лет назад - до сих пор загадка.
Он и людям-то не сильно нужен для репродуктивного успеха, т.е. для успешной конкуренции в процессе полового отбора. Самые социально и продуктивно успешные, посмотрите вокруг, отнюдь не самые башковитые.
Для конкуренции в процессе полового отбора может и не нужен, а для выживания - очень даже.
Но люди ведь не мухи поэтому для них инструментом выживания и доминирования стал развитый мозг, а не всеядность и плодовитость. И да, разум пожалуй единственный способ избежать глобальных катастроф способных уничтожить все живое. Если конечно люди не закуклятся на своей планете. Глядишь и другие менее приспособленные виды с собой затащат.
"При этом в сторону разумности начал двигаться лишь один вид"
Правильнее сказать - выжил только один вид. Параллельно с хомо сапиенс развивались многие другие виды и подвиды продвинутых гоминид, не являвшихся нашими предками, но бывших, судя по всему, достаточно разумными. Палеоантропологи выделяют, по разным версиям, 8-20 и более таких разновидностей, что само по себе немало, а с учетом неполноты археологических данных, их могло быть еще больше. Почему же при таком разнообразии разумных форм "в конце остался только один"? Это факт мне кажется чрезвычайно подозрительным. Будь я эволюционным прокурором, я бы открыл дело на основании подозрения человечества в геноциде своих разумных соседей по планете :(
Всё-таки у всех этих видов был один предок. Именно этот предок двинулся в сторону разумности и "разлился" на несколько "ручейков", из которых и остался только один.
Именно это я имел в виду, но несколько неточно сформулировал для простоты.
Препятствие в строении носа. Нос человека видоизменился для жизни у воды. В результате нюхательные нейроны высвободились и перешли в область абстрактного мышления. Нюхательные нейроны не имеют D-рецепторов подтверждения и позволяют визуализировать объект по его запаху, при этом не происходит блокирования D-рецептором несоответствия реальному миру (собака видит медведя по его запаху, хотя медведя может и не быть рядом, D-рецептор не блокирует такое видение).
У человека эти нейроны сформировали область абстрактного мышления, в которой существуют вещи, не имеющие подтверждения в реальности. D-рецептор не требует подтверждения, что там, за горизонтом есть Эльдорадо, а вон та женщина колдунья, которую Бог приказал сжечь. Эти нейроны постепенно сформировали человека разумного, т.е. оперирующего абстрактными сущностями и способного эти сущности отстаивать и к ним стремиться. У животных нюх отдельно, а мышление отдельно, и оно контролируется нейронными связками D-рецепторов на соответствие реальности. Животное не пойдет за горизонт в поисках Эльдорадо, D-рецептор заблокирует эту активность.
Я не буду комментировать никогда не имевшие места в реальности части вашего комментария вроде " вон та женщина колдунья, которую Бог приказал сжечь", просто отмечу, что приматы с носом как у человека (и даже с околоводным образом жизни, на которые, кстати, наш нос ни разу не указывает, в силу его "незакрывающейся" специфики) есть, но ничего подобного описанному вами с "D-рецептором" у них, конечно, нет. Как и разума.
Интересная статья, сама не раз задавалась таким же вопросом. Разумность у человека имеет одну особенность, это адаптация среды обитания под комфортную жизнь себя любимого. В процессе эволюции люди не обрастали мехом для защиты от холода, не отращивали когти и подобные нужные штуки для выживания, а трансформировали среду вокруг себя. К тому, была ли более древняя цивилизация до нас, можно ответить нет, если мы ищем следы сходные, со следами нашей цивилизации. А если бы разумные существа пошли по пути трансформации своих организмов для успешного выживания и следов техногенного присутствия не оставили в принципе? Тогда это противоречит теории зарождения разума.
Зачем тогда нужен разум, если ты так здорово к окружающей среде приспосабливаешься?Древнему
человеку тот же мозг нужен был чтобы развести костёр, сшить одежду,построить хижину.Для этого нужен мозг.А этакому морфу он зачем?Это же лишние затраты энергии, можно же просто шерсть отрастить или наоборот сбросить и жить припеваючи.
Человечество само создаёт себе трудности и героически их преодолевает, вот и вся эволюция))
Что уважаемым обидно? Любой опыт у любых видов разумных и не разумных таков. Или верите в божественный план?
То же относится ко всему.Законы развития едины. Материки не могут вечно двигаться, вообще вечного ничего нет,у всего есть начало и конец.
Интересный у вас взгляд на проблему. Эволюция идет миллиарды лет, а человек существует как род 2 млн лет. Каким образом он обеспечивал эволюцию до себя?
И второй вопрос: в тексте выше показано, что главной проблемой людей основную часть их истории было оледенения. Как именно первобытный человек создавал оледенения?
Александр, это просто юмор.А если серьёзнее,то я искренне рад, что есть такие темы,кроме политики и денег.Человек -существо многоплановое,и,соответственно,эволюция это ни только развитие головного мозга,а ещё моральных качеств,а тут,как мне видится, идёт деградация сегодня в мире.И цивилизации,которые были до нас,а они,конечно же,были, погибели ни от недостатка знаний,а именно по причине указанной выше.Как ни странно звучит,но высшая справедливость существует,и,соответственно,мы имеем то, что имеем, невзирая на нашу точку зрения.Одним словом,жизнь побеждает.Медленно,но верно.Природа -это эксперимент самой жизни.У нам её основа одна,в других мирах другая,но суть от этого не меняется.Жизнь-это движение.Иногда, чтобы это увидеть и понять, нужно остановиться.За сим предлогаю на этом закончить эту интересную,но ни совсем,на мой взгляд,необходимую дискуссию.С уважением,обычный прохожий на этой ветке обсуждений)))
Хорошо, но мало. Только увлекся чтением - бац и все. Александр пишите еще и побольше! Картинку сохранил, а то есть товарищи с криками о ужасающем и небывалом росте температуры за последние пару десятков лет.
Предположение.. которое только сегодня пришло на ум..
".. почему теплокровные и сложные организмы существуют уже более четверти миллиарда лет, а разум дали только сейчас.." - допустим, общее пространство нашей Вселенной в те самые "более четверти миллиарда лет" тому назад было чрезмерно возмущённым. Частицы с умопомрачительными энергиями, доставшимися им после Большого Взрыва, были столь активными, что подавляли собой любые зачатки разума..
Никто не станет спорить, что потоки частиц из глубин Вселенной ежесекундно обрушиваются на Землю.. пронзая в том числе и наши тела. Сейчас эти частицы стали спокойней, их энергичность поуменьшилась.. влияние энергий космических частиц на клетки мозга пришло к комфортному уровню - и разум смог проявить себя во всей красе..
Кроме того.. в теме статьи совсем не нашлось места для загадочной субстанции с названием Душа. А Душа вполне может быть.. для начала, хотя бы у человека. И формироваться наша душа может из тех же частиц, разгуливающих по Вселенной и пронзающих наше тело. Никто не изучал нейроны на предмет накопления ими космических частиц.. никто не изучал наши половые клетки на тот же предмет.. поэтому и отрицать наличие Души - на данный момент глупо.
Душа может быть той необходимой энергией, которая делает из неразумного разумное.. Душа = космические частицы, накопленные некоторыми клетками нашего тела.. Космос успокоился после Бада-Бума - частицы успокоились - душа пришла к комфорту в теле - разум получил шанс на развитие..
Понимаю.. звучит всё это несколько сумбурно.. но мысль для меня новая.. требуется время, чтобы обдумать и точнее сформулировать..
Немного о душе.Один вид животного спасает детёныша другого вида и человек убивает себе подробного,но церковь не признаёт души у животных.Забавно,правда?
Нам власти говорят, что нас много,а на вселенную нас сколько?Нам говорят,что мы вершина эволюции,а многие считают,что мы пока ещё дикари...Хорошо, когда возникают вопросы,но ответы мы не услышим со стороны,их надо искать только в себе.Но тогда мы будем одиноки...Кто хочет быть белой вороной???Особенно во время перемен.
Не курите больше этой травы...
Вы написали ерись.Верующим не нужны псевдонаучные теории, чтобы доказать существование души.
А разве это и не должно так работать?Нахер верующим вся эта псевдонаука?Она только оскорбляет их чувства.А науки это зачем?Пусть вера заботится о душе, а наука о том, как лучше обустроить жизнь человека.И нехер их смешивать в не пойми что.
Разум технологичный. А можно жить в гармонии с природой. Ничего после себя не оставлять, когда новое поколение приходит в тот же мир. Что сейчас твориться на земле это разум. Перепроизводство низкокачественного, пластикового дерьма. Войны.
" А можно жить в гармонии с природой. Ничего после себя не оставлять, когда новое поколение приходит в тот же мир."
Так не бывает. Любые массовые виды активно изменяют мир, оставляя после себя много чего. Крупные травоядные меняют фосфорный баланс почвы, меняя доминирующие виды растений. Я не говорю про вытаптывание, продвигающее устойчивые к вытаптыванию виды, или прореживание лесов (в случае зубров). Хищники контролируют травоядных, и за счет этого тоже влияют на баланс видов и, опосредованно, даже растительность исключительно сильно.
Растения исключительно сильно влияют на все вообще: их выбросы аэрозолей (сравнимые с антропогенными) провоцируют образование облаков, чем меняют климат и систему осадков. Наконец, они постоянно меняют содержание СО2 в атмосфере, поглощая его в огромных количествах.
Все отличие между человеком и другими массовыми видами в том, что мы, в отличие от зубров и деревьев, можем осознать, как именно влияем на природу. и попытаться изменить это влияние. А они не могут его изменить, увы.
Чтобы ничего после себя не оставлять-надо ничего не делать, то есть не жить.Но мы должны жить.И работать-то есть изменят окружающий мир под себя.Значит жить в гармонии с природой не получится.
Вроде континенты не тонут
В норме -- не тонут. Но бывают и исключения: https://www.geosociety.org/gsatoday/archive/27/3/abstract/GSATG321A.1.htm Это как раз Зеландия.
Весьма интересно и познавательно, особенно про изготовление орудий воронами и метрики интеллекта!
Раньше я считал, что если какие-нибудь инопланетяне прилетали сюда до криогения, то их следы могут остаться незамеченными, даже если у них была настоящая большая колония. Если разум - явление не уникальное, то почему бы и нет, у первых обитателей галактики могла быть фора в миллиарды лет. Первые звезды с солнечной металличностью и соответственно, первые настоящие "земли" - вдвое старше нашей (https://ned.ipac.caltech.edu/level5/March03/McWilliam/McWilliam5.html) Но отыскать в глубинах протерозоя слой с изотопными аномалиями, пластиковой и микрочиповой пылью и кто его знает, чем еще - не так-то просто.
Теперь думаю, что если бы они были совместимыми с нашей биосферой - оставили бы в ней заметные следы. Тогда общая биомасса была намного меньше, "привозная" микробиота имела больше шансов укорениться, а полная герметичность колонии - это фантастика. Но ничего подобного не видно, увы...
С другой стороны, а зачем им селиться на планете с уже существующей биосферой? Проблема частичной биосовместимости - одна из самых недооцененных в фантастике. Очень может быть, что терраформировать с нуля, и тем более строить герметичные колонии на стерильных мирах - намного проще, чем синтезировать весь ворох недостающих биомолекул из того, что есть на месте, и при этом отбиваться от местной микробиоты, которая гораздо терпимее относится к разнице в биохимии...)
"а полная герметичность колонии - это фантастика"
Это ключевой момент. Если они могут тут дышать -- их бактерии и прочее были бы здесь везде. Но и часть земных бы выжила. Были бы разные пласты -- архаичный и новый, чего не наблюдается.
"С другой стороны, а зачем им селиться на планете с уже существующей биосферой? "
Ну, на них дышать можно, например. А без исходной местной иосферы кислородной атмосферы не будет.
" Очень может быть, что терраформировать с нуля, и тем более строить герметичные колонии на стерильных мирах - намного проще, чем синтезировать весь ворох недостающих биомолекул из того, что есть на месте, и при этом отбиваться от местной микробиоты, которая гораздо терпимее относится к разнице в биохимии...)"
Это возможно. Но чтобы узнать точно, нам хорошо бы заняться колонизацией самим.
https://www.youtube.com/watch?v=oM8lxRKA5tk
если исходить из антропологичности разума и массовости их носителей то следы или отсутствие аналогичной цивилизации легко найти
при других исходных условиях мы бессильны...
Любой разум будет нуждаться в энергетике. Ее следов в ископаемой летописи нет, а ведь их не скрыть.