Неандерталец дышал носом вдвое эффективнее, чем сапиенс. Хомо сапиенс и неандерталец разница
Неандерталец дышал носом вдвое эффективнее, чем сапиенс
Компьютерное моделирование показало, что неандертальцы не были способны мощно кусаться, зато строение носа позволяло им вдыхать в минуту почти в 2 раза больше воздуха, чем современному человеку.
Неандертальцы резко отличались от нас с вами, и большинство этих отличий сосредоточено в строении их черепа. Но почему древние обитатели Европы были такими? Давно прошли времена, когда неандертальцев изображали обезьяноподобными. Эти существа были не менее эволюционно продвинутыми, чем Homo sapiens, только их эволюция происходила в иных реалиях: наши предки формировались в жаркой Африке, а неандертальцы выживали в суровом климате ледниковой Европы. Логично предположить, что тяжёлые условия наложили печать на строение неандертальского лица. Если бы мы увидели неандертальца живьём, то, помимо мощного надбровья и покатого лба, в глаза нам сразу бы бросились крупные челюсти и большой, сильно выступающий нос. Специалисты добавят сюда большое ретромолярное пространство (между 3-м коренным и восходящей ветвью нижней челюсти), вогнутое носовое дно и ряд других особенностей носовой полости.
Существует несколько гипотез, объясняющих такие странности неандертальского лица. Первая гипотеза — «сильного укуса» — постулирует, что этим древним людям приходилось часто и сильно нагружать свои передние зубы, разгрызая грубую пищу, а также пользуясь резцами и клыками, как инструментами. Согласно второй гипотезе — климатической — неандертальцы должны были дышать холодным и сухим воздухом, нагреву и увлажнению которого служит строение их носовой полости и лица в целом. Если исходить из третьей гипотезы — энергетической — интенсивный стиль жизни древних охотников требовал эффективного энергетического обмена. Усиленному снабжению лёгких кислородом и служит неандертальский нос и весь их дыхательный тракт. Наконец, всё это могло сформироваться случайно, в результате «эффекта основателя», или просто достаться в наследство от предков. Гипотез много, вопрос в том, как их проверить?
Надо сказать, что гипотеза «сильного укуса» пользовалась среди учёных наибольшей поддержкой, поскольку в её пользу говорили косвенные признаки. Зубы неандертальцев сильно стёрты, им действительно приходилось постоянно подвергать жевательный аппарат сильным нагрузкам. Специалисты считают, что неандертальцы часто удерживали пищу — например, мясо — в зубах, при этом отрезая или отрывая от неё куски. Впрочем, сильный износ зубов характерен и для некоторых групп современных людей.
Авторы новой статьи в Proceedings B (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences) оценивают разные гипотезы, сравнивая 3D-модели черепов неандертальцев, современных людей и гейдельбергского человека. Для создания биомеханической модели они использовали метод конечных элементов, позволяющий количественно оценить механические нагрузки на зубы и поток воздуха, проходящий через дыхательные пути.Для анализа выбрали череп гейдельбергского человека Брокен-Хилл 1 (Замбия), пять неандертальских черепов (Ла-Феррасси 1, Ля Шапель 1, Гибралтар 1, Ле-Мустье 1, Регурду 1), древнего сапиенса Младеч 1 и 10 сапиенсов, мужчин и женщин — 2 европейцев, 2 азиатов, инуитку, новозеландца, перуанку и африканца. Авторы специально выбрали современных людей, живших в очень разных климатических условиях.
С помощью компьютерной томографии получили 3D-копии всех образцов. Сделали виртуальную реконструкцию древних черепов — достроили недостающие элементы и восстановили форму деформированных частей. Исходя из площади крепления жевательных мышц, промоделировали их силу.
С помощью этих моделей оценили эффективность челюстей при нескольких типах нагрузки: двустороннем укусе передними зубами — резцами и клыками, одностороннем укусе на уровне левого первого верхнего резца и одностороннем укусе на уровне левого второго верхнего коренного.
После этого построили модель носовой полости неандертальца из Ля Шапель (его выбрали ввиду наилучшей сохранности). Уже при моделировании антропологи убедились, что внутреннее устройство неандертальского носа сильно отличается от того, как устроен нос современных людей, а также гейдельбергского человека. Воспроизвели и мягкие ткани.
Для каждого черепа вычислили энергию, получаемую при дыхании, максимальный поток воздуха, передачу тепла и влажности.
Каковы результаты исследования?
При любой нагрузке на зубы, двусторонней и односторонней, челюсти гейдельбергского человека из Брокен-Хилл работали наименее эффективно. Отличий же между сапиенсом и неандертальцем оказалось не очень много, но там, где они всё же наблюдались, выигрыш был на стороне сапиенсов. Это не значит, что сапиенсы могут кусать сильнее, чем крупнозубый мужчина из Брокен-Хилл. Речь о том, что строение их челюстей позволяет им затрачивать меньше усилий для столь же мощного укуса. Выигрыш в эффективности даёт возможность уменьшить площадь зубов, сократить мускулатуру, облегчить скелет и более экономично расходовать энергию.
Авторы делают вывод: про гипотезу «сильного укуса» в отношении неандертальцев можно благополучно забыть.
А что можно сказать о борьбе с холодом? Снова наиболее эффективными оказались современные люди, чьи носы лучше всех нагревали поступающий воздух. Неандертальский нос справлялся с этой задачей на 8-10% хуже, и опять всем проиграл Брокен-Хилл, оказавшийся слабее ещё на 5—15%.
Наконец, через чью носовую полость проходит самый большой поток воздуха?
Объём носового прохода неандертальца оказался рекордным — около 19 тыс. куб. мм, что на 29% больше, чем у сапиенсов (у них в среднем 14 500 куб. мм), а замыкает список уже традиционно Брокен-Хилл со своими жалкими 11 800 куб. мм. Надо сказать, что на проходящий через нос поток воздуха влияет не только общий объём носового тракта, крайне важны размеры ноздрей и носового клапана. Анализ показал, что нос Ля Шапель пропускал в единицу времени почти в два раза больший воздушный объём, чем у сапиенсов (50 и 27 литров в минуту соответственно). Кстати, несмотря на маленький объём, Брокен-Хилл здесь обогнал современных людей, его поток составил 42 литра в минуту.
Что получается? Неандертальцы кусались не лучше, чем мы с вами, зато могли гораздо интенсивнее дышать носом. Видимо, этого требовал интенсивный, энергетически затратный образ жизни, который вели древние европейские охотники в холодном климате. Авторы статьи добавляют, что дыхание через нос не только согревает воздух, но обеспечивает фильтрацию, защищая от грязи и патогенов — неандертальцам носовое дыхание было очень на пользу. Странно, что, несмотря на это, они вымерли.
22century.ru
Чем неандерталец отличается от гомо сапиенса — Рамблер/новости
Согласно теории Дарвина человек в своем развитии прошел длительный путь — от обезьяны до современногоHomo sapiens. А поскольку эволюция — процесс во времени очень длительный, «в пути» человек разумный претерпел множество изменений: австралопитеки — древнейшие люди — древние люди (неандертальцы), современные люди (кроманьонцы). И все бы ничего, но последние открытия показали, что дедушка Дарвин не всегда был прав. К примеру, в его теорию не укладывается тот факт, что неандертальцы и Homo sapiens долгое время населяли Землю одновременно. Было это 40 тысяч лет назад. [С-BLOCK]
Ученые из университета Тель-Авива, исследовав останки обоих видов человека, пришли к выводу, что между ними множество разительных отличий. А это, в свою очередь, говорит о том, что данные виды произошли от разных предков. Различия проявляются даже во внешнем строении. Неандертальцы, которые питались исключительно мясом, имели более крупную печень (маленькая печень человека разумного не переварила бы такое количество белка). Соответственно почки, мочевой пузырь и вся тазовая часть у неандертальцев были заметно крупнее. А их мускульная масса была на 30-40 процентов больше, нежели у человека разумного.
Средний рост неандертальца составлял, по свидетельству разных ученых, от 165 до 180 сантиметров. Человек этого типа имел крупный череп, выступающие надбровные дуги, которые часто сливались в валик, и очень низкий лоб. Очень похожее строение ученые отмечают у современных эскимосов, которые живут на самом севере континента. [С-BLOCK]
Мексиканский палеонтолог, профессор Эрик Тринкаус со своими коллегами выявил, что объем мозга неандертальца составлял примерно 1900 см³, в то время как у человека разумного он не превышает 1300 см³. Впрочем, ученые доказали, что на умственные способности влияет не столько объем мозга, сколько особенности его развития. Так, исследователи Института эволюционной антропологии Лейпцига установили, что в младенчестве размеры мозга неандертальца и Нomo sapiens практически неразличимы. Но по мере взросления особи у человека разумного начинают активно увеличиваться теменная и височные части головы, а у неандертальца этого не происходит, его голова увеличивалась в размере пропорционально.
Тем не менее ученые считают, что неандертальцы были достаточно высокоразвиты. Так, найденные на местах их стоянок орудия часто даже превосходили по качеству орудия человека разумного. Более того, найденные скелеты людей со следами переломов костей показали, что до 70 процентов переломов были умело вылечены. То есть, у неандертальцев были свои умелые костоправы. Эрик Тринкаус после проведенного сравнительного анализа останков неандертальцев и Нomo sapiens утверждает, что нет ни одного свидетельства, которое бы указывало на примитивность или отсталость неандертальцев. [С-BLOCK]
Все намного сложнее со структурой ДНК. До сих пор антропологи разных стран мира спорят, происходило ли скрещивание неандертальцев с человеком разумным. Очевидно, что если и происходило, то это были единичные случаи: ни разу еще останки в пещерах не указывали на то, что там одновременно жили оба этих человеческих вида.
Неандертальцы, пришедшие с севера Западной Европы, были каннибалами. За теми, кого ученые называют человек разумный, такого не водилось. Кстати, Нomo sapiens пришел в Евразию из Африки — континента, который он же через несколько десятков тысяч лет превратил в часть света, населенную племенами людоедов. [С-BLOCK]
У неандертальцев и Нomo sapiens были зачатки культуры. Но, по мнению немецких ученых, «культурный взрыв» произошел, когда в результате потепления и отступления великих ледников обе эти особи встретились. Вероятно, они все же узнали в двуногих существах равных себе и стали всевозможными способами пытаться выделиться: как-то пометить свои стоянки, обособиться хотя бы внешне. Тогда-то и начался расцвет наскальных рисунков, украшений в виде бус, перьев, когтей и всего того, что могла преподнести природа. Но вот почему неандертальцы вымерли, ученые не могут установить до сих пор. А Нomo sapiens получил свое наименование не потому, что был намного умнее, а потому что выжил.
Читайте также
news.rambler.ru
Чем гомо сапиенс отличается от неандертальца
Согласно теории Дарвина, человек в своем развитии прошел длительный путь — от обезьяны до современного Homo sapiens. А поскольку эволюция — процесс во времени очень длительный, «в пути» человек разумный претерпел множество изменений: австралопитеки — древнейшие люди — древние люди (неандертальцы), современные люди (кроманьонцы). И все бы ничего, но последние открытия показали, что дедушка Дарвин не всегда был прав. К примеру, в его теорию не укладывается тот факт, что неандертальцы и Homo sapiens долгое время населяли Землю одновременно. Было это 40 тысяч лет назад. [С-BLOCK]
Ученые из университета Тель-Авива, исследовав останки обоих видов человека, пришли к выводу, что между ними множество разительных отличий. А это, в свою очередь, говорит о том, что данные виды произошли от разных предков. Различия проявляются даже во внешнем строении. Неандертальцы, которые питались исключительно мясом, имели более крупную печень (маленькая печень человека разумного не переварила бы такое количество белка). Соответственно почки, мочевой пузырь и вся тазовая часть у неандертальцев были заметно крупнее. А их мускульная масса была на 30-40 процентов больше, нежели у человека разумного.
Средний рост неандертальца составлял, по свидетельству разных ученых, от 165 до 180 сантиметров. Человек этого типа имел крупный череп, выступающие надбровные дуги, которые часто сливались в валик, и очень низкий лоб. Очень похожее строение ученые отмечают у современных эскимосов, которые живут на самом севере континента. [С-BLOCK]
Мексиканский палеонтолог, профессор Эрик Тринкаус со своими коллегами выявил, что объем мозга неандертальца составлял примерно 1900 см³, в то время как у человека разумного он не превышает 1300 см³. Впрочем, ученые доказали, что на умственные способности влияет не столько объем мозга, сколько особенности его развития. Так, исследователи Института эволюционной антропологии Лейпцига установили, что в младенчестве размеры мозга неандертальца и Нomo sapiens практически неразличимы. Но по мере взросления особи у человека разумного начинают активно увеличиваться теменная и височные части головы, а у неандертальца этого не происходит, его голова увеличивалась в размере пропорционально.
Тем не менее ученые считают, что неандертальцы были достаточно высокоразвиты. Так, найденные на местах их стоянок орудия часто даже превосходили по качеству орудия человека разумного. Более того, найденные скелеты людей со следами переломов костей показали, что до 70 процентов переломов были умело вылечены. То есть, у неандертальцев были свои умелые костоправы. Эрик Тринкаус после проведенного сравнительного анализа останков неандертальцев и Нomo sapiens утверждает, что нет ни одного свидетельства, которое бы указывало на примитивность или отсталость неандертальцев. [С-BLOCK]
Все намного сложнее со структурой ДНК. До сих пор антропологи разных стран мира спорят, происходило ли скрещивание неандертальцев с человеком разумным. Очевидно, что если и происходило, то это были единичные случаи: ни разу еще останки в пещерах не указывали на то, что там одновременно жили оба этих человеческих вида.
Неандертальцы, пришедшие с севера Западной Европы, были каннибалами. За теми, кого ученые называют человек разумный, такого не водилось. Кстати, Нomo sapiens пришел в Евразию из Африки — континента, который он же через несколько десятков тысяч лет превратил в часть света, населенную племенами людоедов. [С-BLOCK]
У неандертальцев и Нomo sapiens были зачатки культуры. Но, по мнению немецких ученых, «культурный взрыв» произошел, когда в результате потепления и отступления великих ледников обе эти особи встретились. Вероятно, они все же узнали в двуногих существах равных себе и стали всевозможными способами пытаться выделиться: как-то пометить свои стоянки, обособиться хотя бы внешне. Тогда-то и начался расцвет наскальных рисунков, украшений в виде бус, перьев, когтей и всего того, что могла преподнести природа. Но вот почему неандертальцы вымерли, ученые не могут установить до сих пор. А Нomo sapiens получил свое наименование не потому, что был намного умнее, а потому что выжил.
Источник:
Поделиться ссылкой:
Похожие записи
nws24.xyz
homo sapiens от неандертальцев стали отличаться довольно рано
Общество
12:03 19.09.2015Получить короткую ссылку
68 0 0
Изученные учеными элементы структуры ДНК неандертальцев, обитавших в знаменитой испанской "яме костей", доказали, что предки современных людей и их "кузенов" разделились неожиданно рано — около 700 тысяч лет назад, что на 100-400 миллионов лет раньше, чем считают ученые сегодня.
БИШКЕК, 19 сен — Sputnik. Странности в структуре ДНК неандертальцев из знаменитой "ямы костей" в Испании показали, что предки современных людей и их "кузенов" в виде неандертальцев и денисовцев разделились неожиданно рано, около 700 тысяч лет назад, заявили ученые, выступавшие на ежегодной встрече Европейского общества эволюции человека в Лондоне.
Пещера Атапуэрка стала объектом пристального внимания палеонтологов еще в 1976 году, когда там впервые нашли останки древних людей. Их было так много, что пещеру очень скоро стали называть "Сима де лос Уэсос", что на испанском означает "яма костей". За тридцать с лишним лет раскопок здесь нашли около четырех тысяч костей и три десятка полных скелетов людей, в том числе останки "гейдельбергского человека", предположительного предка неандертальцев.
В декабре 2013 года генетики смогли извлечь обрывки ДНК из костей "гейдельбергского человека" и восстановить его геном. Оказалось, что эти протолюди были гораздо ближе с генетической точки зрения не к неандертальцам, а к их азиатским соседям — денисовцам, чьи останки были изучены в 2010 году Сванте Паабо и российским академиком Анатолием Деревянко.
Данное открытие, рассказал Маттиас Мейер (Matthias Meyer) из Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия), коллега Паабо, заставило многих палеонтологов и палеогенетиков засомневаться, что неандертальцы являются потомками гейдельбергских людей и что обитатели Атапуэрки были действительно неандертальцами.
Все это заставило Мейера, Паабо и их коллег еще раз изучить окаменелости из пещеры и повторно провести генетический анализ, используя фрагменты костей двух других жителей Сима де лос Уэсос.
Ситуация еще раз поменялась — на этот раз ученые нашли в обрывках ДНК больше генетических следов неандертальцев, чем денисовцев, что заставило их сделать вывод, что эти обитатели пещеры были все же homo neanderthalensis, а не представителями загадочной группы людей с российского Алтая.
Подобное сочетание генов, объясняет Мейер, говорит о том, что предки современных людей, неандертальцы и денисовцы, разделились гораздо раньше, чем было принято считать.
По расчетам ученых, денисовцы и неандертальцы разделились около 500 тысяч лет назад, а последний их общий предок с современными людьми жил на Земле около 700-765 тысяч лет назад. Таким образом, человек мог начать собственную эволюцию на 100-400 тысяч лет раньше, чем считалось до этого, заключают палеогенетики.
ru.sputnik.kg
Родина гомо сапиенс. Неандертальцы [История несостоявшегося человечества]
Родина гомо сапиенс
При всём многообразии взглядов на проблему происхождения гомо сапиенс (рис. 11.1) все предлагаемые варианты её решения могут быть сведены к двум основным противостоящим теориям, о которых вкратце уже говорилось в главе 3. Согласно одной из них, моноцентристской, местом происхождения людей современного анатомического типа был какой-то довольно ограниченный территориально регион, откуда они впоследствии расселились по всей планете, постепенно вытеснив, уничтожив или ассимилировав предшествовавшие им в разных местах популяции гоминид. Чаще всего в качестве такого региона рассматривают Восточную Африку, а соответствующую теорию появления и распространения гомо сапиенс именуют при этом теорией «африканского исхода». Противоположную позицию занимают исследователи, отстаивающие так называемую «мультирегиональную» — полицентристскую — теорию, согласно которой эволюционное становление гомо сапиенс происходило повсеместно, то есть и в Африке, и в Азии, и в Европе, на местной основе, но при более или менее широком обмене генами между популяциями этих регионов. Хотя спор между моноцентристами и полицентристами, имеющий длительную историю, всё ещё не завершён, инициатива сейчас явно в руках сторонников теории африканского происхождения гомо сапиенс, а их оппонентам приходится сдавать одну позицию за другой.
Рис. 11.1. Возможные сценарии происхождения Homo sapiens: а — гипотеза канделябра, предполагающая независимую эволюцию в Европе, Азии и Африке от местных гоминид; б — мультирегиональная гипотеза, отличающаяся от первой признанием обмена генами между популяциями разных регионов; в — гипотеза полного замещения, согласно которой наш вид первоначально появился в Африке, откуда впоследствии расселился по всей планете, вытесняя предшествовавшие ему в других регионах формы гоминид и при этом не смешиваясь с ними; г — ассимиляционная гипотеза, отличающаяся от гипотезы полного замещения признанием частичной гибридизации между сапиенсами и аборигенным населением Европы и Азии
Во-первых, ископаемые антропологические материалы однозначно свидетельствуют о том, что люди современного или очень близкого к таковому физического типа появились в Восточной Африке уже в конце среднего плейстоцена, т. е. гораздо раньше, чем где бы то ни было еще. Самой древней из известных сейчас антропологических находок, относимых к гомо сапиенс, является череп Омо 1 (рис. 11.2), обнаруженный в 1967 г. неподалёку от северного побережья оз. Туркана (Эфиопия). Его возраст, судя по имеющимся абсолютным датировкам и ряду других данных, составляет от 190 до 200 тыс. лет назад[251]. Неплохо сохранившиеся лобная и, особенно, затылочная кости этого черепа анатомически вполне современны, равно как и остатки костей лицевого скелета. Фиксируется достаточно развитый подбородочный выступ. По заключению многих антропологов, изучавших эту находку, череп Омо 1, а также известные части посткраниального скелета того же индивида не несут признаков, выходящих за рамки обычного для гомо сапиенс размаха изменчивости.
Рис. 11.2. Череп Омо 1 — самая древняя из всех антропологических находок, относимых к гомо сапиенс
К находкам из Омо в целом очень близки по своему строению три черепа, найденные не так давно на местонахождении Херто в Среднем Аваше, тоже в Эфиопии. Один из них дошёл до нас почти целиком (кроме нижней челюсти), сохранность двух других тоже довольно хорошая. Возраст этих черепов составляет от 154 до 160 тыс. лет. В целом, несмотря на наличие ряда примитивных признаков, морфология черепов из Херто позволяет рассматривать их обладателей как древних представителей современной формы человека[252]. Сопоставимые по возрасту останки людей современного или очень близкого к таковому анатомического типа были обнаружены и на ряде других восточноафриканских памятников, например в гроте Мумба (Танзания) и пещере Дирэ-Дауа (Эфиопия). Таким образом, целый ряд хорошо изученных и довольно надёжно датированных антропологических находок из Восточной Африки свидетельствует о том, что люди, не отличавшиеся или мало чем отличавшиеся в анатомическом плане от нынешних обитателей Земли, жили в этом регионе ещё 150–200 тыс. лет назад.
Рис. 11.3. Некоторые звенья эволюционной линии, приведшей, как предполагается, к появлению вида Homo sapiens: 1 — Бодо, 2 — Брокен-Хилл, 3 — Лэтоли, 4 — Омо 1, 5 — Бордер
Во-вторых, из всех континентов только в Африке известно большое количество останков гоминид переходного характера, позволяющих хотя бы в общих чертах проследить процесс трансформации местных гомо эректус в людей современного анатомического типа[253]. Считается, что непосредственными предшественниками и предками первых гомо сапиенс в Африке могли быть гоминиды, представленные черепами типа Синга (Судан), Флорисбад (ЮАР), Илерет (Кения) и рядом других находок. Они датируются второй половиной среднего плейстоцена. В качестве несколько более ранних звеньев этой линии эволюции рассматриваются черепа из Брокен-Хилл (Замбия), Ндуту (Танзания), Бодо (Эфиопия) и ряд других образцов (рис. 11.3). Всех африканских гоминид, анатомически и хронологически промежуточных между гомо эректус и гомо сапиенс, иногда относят вместе с их европейскими и азиатскими современниками к гомо гейдельбергенсис, а иногда зачисляют в особые виды, более ранний из которых именуется гомо родезиенсис (Homo rhodesiensis), а более поздний гомо гельмей (Homo helmei).
В-третьих, данные генетики, по мнению большинства специалистов в этой области, также указывают на Африку как наиболее вероятный первоначальный центр формирования вида гомо сапиенс[254]. Не случайно наибольшее генетическое разнообразие среди современных человеческих популяций наблюдается именно там, а по мере удаления от Африки это разнообразие всё более убывает[255]. Так и должно быть, если теория «африканского исхода» верна: ведь популяции гомо сапиенс, первыми оставившие свою прародину и обосновавшиеся где-то по соседству с ней, «захватили» в путь только часть видового генофонда, те группы, что затем отпочковались от них и продвинулись ещё дальше — только часть части и так далее.
Наконец, в-четвёртых, скелет первых европейских гомо сапиенс характеризуется рядом особенностей, которые типичны для обитателей тропиков и жарких субтропиков, но никак не высоких широт. Об этом уже говорилось в главе 4 (см. рис. 4.3–4.5). Такая картина хорошо согласуется с теорией африканского происхождения людей современного анатомического типа.
