Черты различия и сходства между человеком и антропоморфными обезьянами
Выводы систематики о близости человека к этим обезьянам основаны на солидном сравнительноморфологическом и сравнительнофизиологическом материале.
Последний служит основанием теории питекоидного (обезьяньего) происхождения человека, в виду чего мы на нем кратко остановимся. Сравнительный морфо-физиологический анализ признаков человека и антропоморфных обезьян дает возможность, в частности, наметить постановку вопроса о филогенетических отношениях между ними. В самом деле, представляется важным выяснить, какая из трех человекообразных обезьян ближе к человеку.
В таблице сопоставлены, прежде всего, основные мерные признаки всех четырех форм.
Таблица показывает, что по большинству перечисленных мерных признаков ближе всего к человеку шимпанзе и горилла. Бросается при этом в глаза, что по весу мозга ближе всего к человеку шимпанзе.
Волосяной покров. Тело антропоморфных обезьян покрыто жесткими волосами.
Сильнее обволошены спина и плечи (особенно у оранга). Грудь обволошена слабо. Лицо, часть лба, подошвы ног, ладони рук — лишены волос. Тыльные стороны кисти обволошены слабо. Подшерсток отсутствует. Следовательно, волосяной покров обнаруживает черты рудиментации, однако, далеко не столь выраженной, как у человека. У шимпанзе иногда подмышечные впадины покрыты волосами, (сходство с человеком). У орангов наблюдается сильное развитие бороды и усов (сходство с человеком). Как у человека, волосы плеча и предплечья всех антропоморфных направлены к локтю. У шимпанзе и орангов, как у человека, наблюдается облысение, в особенности у лысого шимпанзе — A. calvus.
| Мерные признаки | Оранг | Шимпанзе | Горилла | Человек | Наибольшая близость к человеку в данном признаке |
| Вес тела — кг | 70—100 | 40—50 | 100—200 | 40—84 | Шимпанзе |
| Рост — м | До 1,5 | До 1,5 | До 2 | 1,40—1,80 | Горилла |
| Длина рук к длине туловища (100%) | 223,6% | 180,1% | 188,5% | 152,7% | Шимпанзе |
| Длина ног к длине туловища (100%) | 111,2% | 113,2% | 113,0% | 158,5% | Горилла и шимпанзе |
| Длина кисти в процентах к длине туловища (100%) | 63,4% | 57,5% | 55,0% | 36,8% | Горилла |
| Длина стопы в процентах к длине туловища (100%) | 62,87% | 52—62% | 58—59% | 46—60% | Горилла |
| Вес головного мозга к весу тела | 1:200 | 1:90 | 1:220 | 1:45 | Шимпанзе |
Цвет кожи. У шимпанзе светлая кожа, кроме лица. Пигмент образуется в эпидермисе кожи, как у человека.
Череп и челюстной аппарат. Череп взрослого человека по ряду признаков резко отличен от черепа человекообразных обезьян. Однако и здесь имеются некоторые черты сходства: в таблице сопоставлены некоторые элементы характеристики черепов человека и человекообразных обезьян.
Избранные элементы характеристики, как и данные таблице, показывают, что африканские антропоморфные обезьяны ближе к человеку, чем орангутан. Если исчислить объем мозговой коробки шимпанзе в ее отношении к весу тела, то эта обезьяна окажется ближайшей к человеку. Тот же вывод вытекает из сравнения 5-го, 6-го, 10-го и 12-го показателей, приведенных в таблице.
Позвоночный столб. У человека он образует S-образную профильную линию, т. е. функционирует, как пружина, гарантирующая мозг от сотрясения. Шейные позвонки со слабыми остистыми отростками. У антропоморфных обезьян S-образной изогнутости нет, остистые отростки длинные, в особенности у гориллы. Наиболее сходны они с человеческими у шимпанзе, равномерно удлиняясь от первого к последнему шейному позвонку, как у человека.
Грудная клетка. Общая форма ее у человека и антропоморфных — бочкообразная, несколько сдавленная в спинно-брюшном направлении. Эта конфигурация грудной клетки свойственна только человеку и антропоморфным. По числу ребер оранг — наиближайший к человеку, имея как и последний, 12 пар рёбер. Однако, и у гориллы наблюдается это же число, хотя бывает, как и у шимпанзе, 13 пар. У человеческого эмбриона нормально имеется это же число рёбер, которое иногда встречается у взрослого. Таким образом, антропоморфные весьма близки в данном признаке к человеку, в особенности орангутан. Однако, шимпанзе и горилла ближе к человеку по форме грудины, которая состоит у них из небольшого числа элементов, более многочисленных у оранга.
Скелет конечностей. Для антропоморфных, как и для всех обезьян, характерно известное сходство функций передней и задней конечностей, так как и руки и ноги участвуют в лазании по дереву, причем ведущее значение имеют передние конечности, обладающие значительно большей, чем у Homo, подъемной силой.
Мощное развитие мышц в ноге человека обусловило ряд особенностей в строении костей ее. Бедро характеризуется сильным развитием шероховатой линии (linea aspera), длинной шейкой и тупым углом, под которым она отклоняется от тела самой кости. В стопе человека — ряд отличительных особенностей. Тогда, как у антропоморфных, как правило, большой палец ноги отклонен под углом к остальным, у человека он расположен примерно параллельно остальным пальцам.
Таз. Таз человека больше в ширину, чем в длину. В состав сросшегося с ним крестца входит 5 крестцовых позвонков, что увеличивает опорную силу таза. Таз гориллы наиболее сходен с человеческим, затем следуют шимпанзе и орангутан. И в этом признаке близость гориллы к человеку — следствие хтонобнонтности.
Мышцы. У человека сильно развиты мышцы ноги (прямохождение), а именно: ягодичная, четырехглавая, икроножная, камбалообразная, третья малоберцовая, квадратная мышца стопы. Как и у человека, у антропоморфных ушные мышцы рудиментарны, в особенности у оранга, тогда как шимпанзе способен двигать ушами. Тем не менее, в целом мышечная система африканских антропоморфных ближе к человеческой, чем к системе орангутана.
Мозг человека и шимпанзе. (1, 2). Оба мозга показаны, равными по величине для удобства сравнения (в действительности мозг шимпанзе (2) много меньше). Области мозга: 1 — лобная, 2 — лобная гранулярная, 3 — моторная, 4 — теменная, 5 — полосатая, 6 — височная, 7 — предзатылочная, 8 — островковая, 9 — постцентральная. (Из Нестурха)
Мозг, органы чувств. Объем черепной коробки и вес мозга были уже указаны. Дальше всего от человека по весу мозга оранги и гориллы, ближе — шимпанзе. Мозг человека разительно превосходит по объему и весу мозг антропоморфных. Еще. важнее тот факт, что он богаче извилинами, хотя и похож и этом отношении на мозг антропоморфов. Однако, решающее значение имеет функциональная характеристика мозга, связанная с его тонкой (цитологической) архитектоникой.
Органы чувств человека и антропоморфных во многом сходны. У всех этих форм наблюдается некоторая редукция обонятельных органов. Слух человека близок по своим воспринимающим особенностям к слуху гориллы, шимпанзе обладает большей способностью воспринимать высокие тона. Сходство ушной раковины у африканских антропоморфных и человека весьма велико. Замечательно, что ушная раковина дает вариации, необычайно сходные с ушной раковиной шимпанзе и других обезьян. И человеку и антропоморфным свойственна большая острота зрения и притом как объемного (стереометрического), так и цветного.
Физиологические признаки. Что касается физиологическое близости человека и человекообразных обезьян, то наиболее убедительны данные о сравнительных свойствах их крови. Человеку свойственны четыре группы крови, распознавание которых основано на агглютинирующих свойствах ее. Последние выражены в существовании в сыворотке крови специфических веществ — агглютининов, которые при смешивании вызывают выпадение эритроцитов в виде осадка. У человека установлено четыре группы крови (I—IV). Не входя в описание некоторых других недавно вскрытых и осложняющих эти отношения факторов крови, подчеркнем лишь, что у шимпанзе имеются те же группы, что и у человека и, что, например, смешение сыворотки крови шимпанзе I группы с кровью человека той же группы не дает агглютинации, в то время как смешение кровей I и II группы от двух людей приводит к агглютинации эритроцитов. Эти факты убедительно доказывают ближайшее родство между человеком и шимпанзе. Была показана возможность удачных переливаний крови от человека к шимпанзе и от шимпанзе к человеку.
Онтогенез. Эмбриогенез антропоморфных необычайно сходен с эмбриогенезом человека. Ранние стадии развития вообще мало различимы у всех обезьян. Диференцировка по видовым (и родовый) признакам начинается на позднейших стадиях. Рисунок показывает, что головы зародышей человека, шимпанзе и гориллы накануне рождения, а равно черепа новорожденных антропоморфных в человека обладают многими чертами сходства — округлостью черепного свода, большими, направленными вперед округлыми орбитами, доминированием черепной коробки над челюстным аппаратом. В мягких частях лица также много сходства. У зародышей шимпанзе и гориллы глазное яблоко заметно выпячено из глазной орбиты, вследствие начального преобладания роста глазного яблока над ростом орбиты. У зародыша человека — это несоответствие также имеет место» но меньше. На веках зародышей человека и указанных обезьян видны характерные ограничительные бороздки, более слабые у человека. Ухо зародыша гориллы имеет свободную мочку, как у многих людей и т. п. Общее сходство упомянутых зародышей, следовательно, очень велико. У зародышей гориллы и шимпанзе видны явственные «усы» и «бородка». У человеческого зародыша они развиты слабее, однако Дарвин указывал («Происхождение человека и половой отбор»), что у человеческого эмбриона на пятом месяце вокруг рта зародышевый пух заметно удлинен, так что и в этом признаке; имеется явственное сходство.
Однако, в течение постэмбрионального развития признаки сходства уступают нарастающим признакам различий, т. е. происходит онтогенетическая дивергенция. В черепе она выражается в прогрессивном развитии у антропоморфных обезьян зубного ряда, челюстей, жевательной мускулатуры и сагиттального гребня (у гориллы и оранга) и отставании, по сравнению с человеком, в развитии черепной коробки.
Общее заключение. Сделанный выше сравнительный обзор приводит к следующим общим выводам:
а. Человек и антропоморфные обезьяны обладают многими чертами сходства в морфо-физиологической организации и в закономерностях эмбриогенеза.
б. Африканские формы (горилла, шимпанзе) ближе к человеку чем орангутан. Наиболее близка человеку шимпанзе, но в ряде признаков — горилла, в немногих — орангутан.
в. Если учесть явления отмеченной выше онтогенетической дивергенции и тот факт, что признаки сходства с человеком рассеяны в пределах всех трех родов человекообразных обезьян, то конечный вывод из сделанного обзора будет следующий: человек и антропоморфные обезьяны происходят от общего корня, а в дальнейшем исторически развивались в дивергентных направлениях.
Мы видим, таким образом, что теория питекоидного (обезьяньего) происхождения человека соответствует сравнительноморфологическим и сравнительнофизиологическим данным.
От людей — к люденам / Наука / Независимая газета
Скелет будущего человека (Homo sapientissimus). По А.П.Быстрову.
История формирования человека не может быть отделена от эволюционной истории позвоночных. И нас, конечно, нельзя рассматривать как какое-то отдельное биологическое существо животного царства.
═
Биологические родственники
═
Еще античные философы подметили анатомическое сходство человека с обезьяной. Поэтому я позволю себе не согласиться с древнеримским естествоиспытателем времен античной медицины Галеном, называвшим обезьян «смешными копиями человечества». Затем уже Карл Линней в первом издании своей «Естественной истории» (1735 г. ) объединил человека с обезьяной в группу «человекообразных», а с десятого издания — в отряд «высших животных». Неудивительно поэтому, что многие ученые согласились с существованием в древности «обезьяно-человека», жившего, в частности, на острове Ява.
В наши дни то, что человек и обезьяна — своеобразные «копии», биологические родственники, обладающие единым предком, уже не вызывает сомнений. Так что же сближает и разъединяет человека и обезьяну?
С годами выяснилось, что у нас и у шимпанзе до 99% сходных генов. Окончательно уже принято, что общее происхождение предопределяет и основное сходство их анатомического строения. Это крупные размеры тела, до некоторой степени похожее выражение лица человека и морды обезьяны. В частности — очень подвижные губы, прямой, высокий лоб и выступающий подбородок.
Человек, как и человекообразные обезьяны, приспособлен к вертикальному передвижению, причем двигается он относительно медленно. В свою очередь, развитие прямохождения привело к освобождению грудных конечностей от функции цепляния и опоры. Именно у человека из-за походки возникли изгибы позвоночника, амортизирующие череп и мозг, а приспособление к сидению привело к появлению выступающих округлых ягодиц, что в особенности развито у женщин. (Обезьяны, рассматривая и обнюхивая зады сородичей, получают достаточно полную информацию об особи. У человека это, естественно, не принято.)
У наших новорожденных, как и у обезьян, весьма значительна хватательная способность кисти. Пальцы кисти повторяют форму пальцев у обезьян. В особенности же на нашей трудовой деятельности сказалось сильное развитие большого пальца, снабженного мощной мускулатурой. На коже ладоней шимпанзе имеются аналогичные человеческим типы кожных узоров. Но кисть человека более подвижна, чем у обезьян. Ноги у нас, которые гораздо длиннее рук, стали не только опорой тела, но и удерживают его в вертикальном положении. Стопа человека утратила хватательную функцию, зато стала способной удерживать большое давление, значительную балансировку.
У многих обезьян-самок весьма набухает кожа в области половых органов в период отторжения части слизистой оболочки; для женщин именно такая реакция не характерна. Однако месячный цикл обезьян совпадает с женским. Срок беременности у гориллы приближается к 9 месяцам, ни у нас, ни у обезьян нет брачного сезона, и они и мы чаще всего вынашиваем по одному детенышу.
Ко всему этому можно добавить наличие у человека и антропоморфных обезьян четырех основных групп крови. Кстати, подмечено также сходство строения, белковых молекул, крови и тканей у высших антропоидов и людей. Вот почему изучение ряда заболеваний человека искусственно моделируется на обезьянах.
═
Два мозга — две эволюции
═
Однако, несмотря на многочисленные сходства человека и обезьяны, между ними есть и различия. Так, лишь люди, как известно, овладели членораздельной речью. К ней у нас анатомически приспособлены сложный голосовой аппарат, язык, губы, да и другие органы.
Теперь несколько строк о мозге. У человека высоки показатели абсолютной величины массы головного мозга, обладающего значительным количеством извилин: у нас в среднем вес мозга составляет 1400 граммов, а у горилл — не превышает 700 граммов. Зоны, ответственные за ассоциации, у человека развиты лучше, чем у обезьян; у нас больше мелких борозд коры головного мозга, крупнее объединяющее полушария мозга мозолистое тело, да и мозжечок лучше покрыт полушариями. He говоря уже о том, что значительная часть коры головного мозга человека связана именно с речевой деятельностью. И у обезьян, и у большинства людей преимущественно развито левое полушарие. Как недавно отметил известный дрессировщик Эдгар Запашный, развитие орангутангов соответствует «уровню взрослого, но не слишком образованного человека».
Происходят ли изменения нашей морфологии сегодня? Пока очевидно лишь, что в результате происшедшей эволюции мы не только приобрели что-то биологически новое и прогрессивное, но и потеряли множество присущих именно человеку качеств.
═
Какими мы будем?
═
Уже более ста лет назад анатомы развивали представления о так называемых прогрессивных, регрессивных и вообще «лишних» органах. В конце XIX века немецкий ученый из Фрейбурга Р.Видерсгейм сумел подсчитать, что на 15 развивающихся и постепенно совершенствующихся органов у человека приходится 17 регрессирующих и 107 рудиментарных. И с этим согласились целый ряд ученых, в том числе, например, и нобелевский лауреат Илья Мечников.
К числу так называемых перспективных были отнесены поясничный отдел позвоночника, нервные пути головного и спинного мозга, кисти рук и мышцы гортани. А что же было сочтено ненужным? Оказывается, весьма многое. Например, соски у мужчин, копчиковая кость, грудина, 11-е и 12-е ребра. Потом уже некоторые анатомы добавили к этому хвостовые позвонки, пупковые волосы, мышцы, приводящие в движения пальцы ног, и мышцы ушной раковины, глубокие мышцы спины и даже 4 и 5-й пальцы. Не несут у нас особой нагрузки и маленькие слезные косточки, скуловые дуги, зубы мудрости. Постепенно исчезнут, как предполагается, и волосы (в особенности на теле), которые ныне человека и не согревают, и не защищают от непогоды.
Читатель, очевидно, подметил, что аппендикс в число «ненужных» органов не включен. Много лет червеобразный отросток слепой кишки удаляли, как говорится, направо и налево, искренне полагая, будто пользы от него никакой, лишь одни неприятности. Около ста лет назад один из врачей высказал такую мысль: «Живот с неудаленным отростком — пороховая бочка, которая может взорваться в любой момент». Однако в последние десятилетия выяснилось, что наряду с селезенкой, лимфатическими узлами, вилочковой железой аппендикс повышает защитные свойства организма. И вообще этот отросток не рудиментарное, а даже наоборот — филогенетически новое образование в организме, обильно снабженное нервными элементами.
Илья Мечников в свое время сформулировал лозунг: «Чем кишки длиннее, тем жизнь короче!» Великий биолог доказывал, что весь толстый кишечник излишен в организме, поэтому удаление его явно привело бы к желательным результатам. Авторитет Мечникова был столь велик, что английский хирург Лем удалил якобы вредные толстые кишки у 36 человек. В 1911-1912 годах другой наш выдающийся ученый, нобелевский лауреат Иван Павлов, оспорил мнение Мечникова. А в наше время уже никто не сомневается, что путь хирургического изменения человеческого организма не только болезнен, но и не радикален, чреват рядом ошибок.
Хотя каждый орган нашего тела строго специализирован по своей функции, но, несмотря на некоторую автономность, он все-таки подчинен законам деятельности человеческого организма. Из практики медицины известно, что удаление хирургическим путем того или иного органа приводит к клиническому выздоровлению, но не к восстановлению в полной мере деятельности организма, ибо нарушается длительно сложившееся биологическое равновесие.
Польский антрополог Эдвард Лот, проанализировав примерно 60 признаков, унаследованных человеком от высших (антропоидных) обезьян, заключил, что развитие человека не только в прошлом шло по линии исчезновения многих признаков и замены их новыми, более «человеческими», но продолжается и в настоящее время.
А все-таки какими мы можем стать (оказаться)? Давайте попробуем заглянуть вперед. Такие попытки предпринимались, ибо они выглядят очень заманчиво. Обобщенный портрет человека будущего видится примерно так. Это — существо с большой черепной коробкой, недоразвитым лицевым скелетом, без зубов и волосяного покрова, с трехпалой кистью и т.п.
Это пока предположения и осуществятся ли они? Наши сегодняшние знания об анатомии и физиологии человека не исчерпывающи — завтрашний день наверняка принесет новые открытия. Однако уже сегодня в нашей среде существуют отдельные представители, которые в состоянии производить в уме сложные вычисления, запоминать громадное количество музыкальных партитур или шахматных партий, знать десятки иностранных языков, помнить всю таблицу логарифмов, пользоваться с одинаковой эффективностью обеими руками, годами обходиться без сна.
Если в глубокой древности члены племени в ряде случаев заботились о телесно необычных, обладавших какими-то физическими особенностями, то нынешнее людское сообщество уже не только ожидает и созерцает, но и пытается активно вмешиваться в человечески телесное. Я имею в виду хотя бы то, что сегодня получило название технологизации человека. Вот лишь один пример: операции по внедрению в мозг компьютерных чипов. А это означает, что компьютер превратится в рабочее продолжение человека. Появляются уже заявки на разработку генетических манипуляций, которые позволили бы человеку существовать даже в открытом космосе. Все подобное, очевидно, приведет (и вряд ли для этого понадобятся, как это уже произошло с человечеством, миллионы лет) к появлению на Земле тех, кого начали называть «людены» (А.Столяров. «Осторожно: людены!» / Литературная газета # 44, 2002), — явно новых разумных существ.
Так ли будет или иначе — не знаю. Пока справедливы лишь слова Норберта Винера: «Самая большая ошибка предсказаний — это чересчур узкое проецирование в будущее сегодняшних возможностей науки».
Зигмунд Фрейд когда-то пророчески заявил: «Анатомия — это судьба». Выходит, что до некоторой степени он ошибался?
Исследование показывает, что различия между мозгом приматов — людей, других человекообразных обезьян и обезьян — небольшие, но существенные
8 ноября 2022 г. Эмили Леклерк
Исследователи проанализировали генетический материал из клеток префронтальной коры (область, заштрихованная в каждом мозге) четырех близкородственных приматов, чтобы охарактеризовать тонкие различия в типах клеток и генетике.
В то время как физические различия между людьми и нечеловеческими приматами весьма различны, новое исследование показывает, что их мозг может быть удивительно похож. И все же мельчайшие изменения могут привести к большим различиям в нарушениях развития и психических расстройствах.
Понимание молекулярных различий, которые отличают человеческий мозг, может помочь исследователям изучить нарушения в его развитии. Новое исследование, опубликованное недавно в журнале Science группой, в которую входит профессор нейробиологии Университета Висконсин-Мэдисон Андре Соуза, исследует различия и сходства клеток в префронтальной коре — самой передней области мозга, области, которая играет центральную роль. в высших когнитивных функциях — между человеком и нечеловекообразными приматами, такими как шимпанзе, макаки-резусы и мартышки.
Клеточные различия между этими видами могут пролить свет на этапы их эволюции и то, как эти различия могут быть связаны с такими расстройствами, как аутизм и умственная отсталость, наблюдаемыми у людей. Соуза, изучающий биологию развития мозга в Центре Вайсмана при Университете Вашингтона в Мэдисоне, решил начать с изучения и классификации клеток префронтальной коры в сотрудничестве с лабораторией Йельского университета, где он работал научным сотрудником.
«Мы профилируем дорсолатеральную префронтальную кору, потому что это особенно интересно. Эта корковая область существует только у приматов. Его нет у других видов», — говорит Соуза. «Это было связано с несколькими важными функциями с точки зрения высокого познания, такими как рабочая память. Это также было связано с несколькими нервно-психическими расстройствами. Поэтому мы решили провести это исследование, чтобы понять, что уникального в этой области мозга у людей».
Андре Соуза Фото Энди Маниса
Соуза и его лаборатория собрали генетическую информацию из более чем 600 000 клеток префронтальной коры из образцов тканей человека, шимпанзе, макак и мартышек. Они проанализировали эти данные, чтобы классифицировать клетки по типам и определить различия в похожих клетках у разных видов. Неудивительно, что подавляющее большинство клеток были достаточно сопоставимы.
«Большинство клеток на самом деле очень похожи, потому что эти виды относительно близки эволюционно», — говорит Соуза.
Соуза и его сотрудники обнаружили в префронтальной коре пять типов клеток, которых не было у всех четырех видов. Они также обнаружили различия в распространенности определенных типов клеток, а также разнообразие среди аналогичных клеточных популяций у разных видов. При сравнении шимпанзе с человеком различия кажутся огромными — от их внешности до возможностей их мозга. Но на клеточном и генетическом уровне, по крайней мере, в префронтальной коре, сходств много, а различий мало.
«Наша лаборатория очень хочет узнать, что уникального в человеческом мозгу. Очевидно, что из этого исследования и нашей предыдущей работы большая часть этого на самом деле одинакова, по крайней мере, среди приматов», — говорит Соуза.
Небольшие различия, обнаруженные исследователями, могут быть началом определения некоторых из этих уникальных факторов, и эта информация может привести к открытиям о развитии и нарушениях развития на молекулярном уровне.
«Мы хотим знать, что произошло после эволюционного раскола между людьми и другими приматами», — говорит Соуза. «Идея в том, что у вас есть мутация в гене или нескольких генах, и теперь эти гены имеют немного разные функции. Но если эти гены имеют отношение к развитию мозга, например, сколько определенных клеток производится или как клетки соединяются с другими клетками, как это влияет на нейронную схему и их физиологические свойства? Мы хотим понять, как эти различия приводят к различиям в мозге, а затем к различиям, которые мы можем наблюдать у взрослых».
Наблюдения в ходе исследования проводились на мозге взрослых людей после того, как большая часть его развития завершена. Это означает, что различия могут возникать во время развития мозга. Итак, следующий шаг исследователей — изучить образцы развивающегося мозга и расширить область исследования за пределы префронтальной коры, чтобы потенциально выяснить, где и когда возникают эти различия. Есть надежда, что эта информация создаст более прочную основу для исследования нарушений развития.
«Мы способны на невероятные вещи, верно? Мы изучаем саму жизнь, вселенную и многое другое. И это действительно уникально, если оглянуться вокруг», — говорит Соуза, в команду которого входили аспиранты Райан Рисгаардс и Закари Гомес-Санчес, стажер-исследователь Даниэль Шмидт и студенты бакалавриата Эшвин Дебнат и Кейд Хоттман. «Если у нас есть эти уникальные способности, это должно быть что-то в мозгу, верно? В мозгу есть что-то, что позволяет нам делать все это, и нам действительно интересно узнать, что это такое».
Исследование находит сходство между тем, как стареют люди и шимпанзе: Отдел новостей UNM
Группа исследователей из Университета Нью-Мексико, работающая с проектом Kibale Chimpanzee в Уганде, обнаружила сходство в том, как стареют шимпанзе и люди. В своей недавно опубликованной статье Дикие шимпанзе обнаруживают похожее на человека старение глюкокортикоидной регуляции , исследователи ссылаются на результаты своего многолетнего исследования.
Группу Нью-Мексико возглавляет доцент антропологии и содиректор Центра сравнительной физиологии человека и приматов Мелисса Эмери Томпсон. Другие члены команды являются кандидатами наук. кандидаты Стефани А. Фокс, Сара Филлипс-Гарсия, Дрю К. Энигк и Крис Сабби, эволюционный антрополог Андреас Бергенель, а также доцент антропологии и содиректор Центра сравнительной физиологии человека и приматов Мартин Н. Мюллер.
Исследовательская группа изучала сообщество около 55 диких шимпанзе в Национальном парке Кибале, Уганда, в течение последних 32 лет. В настоящее время они пытаются понять процесс старения у шимпанзе и сравнить его с таковым у людей.
«Шимпанзе могут жить после 60 лет в дикой природе и являются ближайшими живыми родственниками человека, поэтому цель этого сравнения — определить, какие аспекты старения уникальны для человеческого вида, а какие нет», — объяснил Эмери Томпсон. «Такого рода исследования могут помочь понять, какие факторы повлияли на увеличение продолжительности жизни человека, а также в какой степени на процессы старения влияет окружающая среда. Например, ни шимпанзе, ни люди, живущие небольшими группами средств к существованию, не подвержены атеросклерозу (закупорке артерий), что позволяет предположить, что это могут быть необычные диеты и уровни активности в промышленно развитых обществах, которые подвергают нас риску».
Кортизол является ключевым продуктом реакции на стресс и играет важную роль в энергетическом обмене. Но высокие уровни кортизола способствуют многим дегенеративным процессам старения человека, включая потерю костной массы, сердечно-сосудистые заболевания, иммуносенесценцию, то есть постепенное ухудшение состояния иммунной системы, вызванное естественным старением, и когнитивные нарушения.
Эмери Томпсон объяснил, что эта проблема усугубляется тем, что система, регулирующая выработку кортизола, с возрастом изнашивается, поэтому количество производимого нами кортизола увеличивается вместе с его негативными последствиями.
«Мы нашли убедительные доказательства того, что подобный вид дисрегуляции встречается у шимпанзе. Уровень кортизола у них повышался с возрастом, и это нельзя было объяснить изменением социального статуса или репродуктивной активности. Как и у людей, у шимпанзе есть циркадный ритм выработки кортизола с пиком рано утром, за которым следует снижение в течение дня. Мы обнаружили, что у стареющих шимпанзе был притупленный циркадный ритм, что соответствует важной особенности старения у людей», — сказал Эмери Томпсон.
Чтобы изучить уровень кортизола у шимпанзе, члены команды должны были собрать образцы мочи у приматов.
«Большинство людей хотят знать, как мы собираем мочу», — рассмеялся Эмери Томпсон. Шимпанзе проводят около половины своего дня на деревьях, где они находят большую часть своей пищи. Они также спят на деревьях в гнездах, которые делают из веток.
«Наш исследовательский персонал использует ловушки, сделанные из раздвоенных палочек с небольшими пластиковыми пакетами на конце, чтобы собирать мочу, когда она падает. Как и люди, шимпанзе обычно писают сразу после пробуждения и при переходе из одного места в другое. Мы выходим на улицу до рассвета, чтобы убедиться, что мы нашли шимпанзе в их гнездах и собираем мочу как раз в тот момент, когда они начинают свой день. С 1998, мы собрали более 40 000 образцов мочи одной из групп шимпанзе. Мы можем использовать эти образцы для мониторинга репродуктивной функции, стресса, энергетического состояния, безжировой массы тела, гидратации и показателей здоровья».
Многое из того, что вызывает стресс у людей, также вызывает стресс у шимпанзе.
Шимпанзе живут в сложных социальных сетях, которые могут вызывать все виды стресса, поскольку особи конкурируют за пищу, статус и возможности для спаривания, отмечает Эмери Томпсон.
«В нашем исследовании у самцов шимпанзе с высоким рангом был более высокий уровень кортизола, что противоположно модели у людей, у которых высокий статус вызывает меньше стресса. Но высокопоставленные самцы шимпанзе тратят много энергии на демонстрацию статуса и проявляют высокий уровень агрессии. Мы также обнаружили, что у самцов шимпанзе уровень кортизола был выше, когда присутствовала сексуально восприимчивая самка. У самок на 10–12 дней примерно во время овуляции на коже гениталий появляются большие отеки, и это провоцирует большую конкуренцию между самцами».
В это время стресс испытывают не только мужчины.
«Мы также обнаружили, что это было стрессом для самок, за которых соревнуются, поскольку самцы не только дерутся друг с другом, но и запугивают и беспокоят самок. Самки с опухолями часто имеют самцов, досаждающих им весь день, поэтому они также не могут столько кормить».
Во многих исследованиях на приматах сезонная нехватка пищи вызывает стресс, как и периоды, когда самки кормят младенцев грудью, поскольку их энергетические потребности возрастают.
«Однако мы не нашли этого здесь. Национальный парк Кибале — это высококачественная среда обитания для шимпанзе, и территория, в которой мы работаем, улучшилась за 30 лет реализации проекта, потому что лес, который ранее был вырублен, восстановился», — сказал Эмери Томпсон.
Исследователи ожидали, что пожилые мужчины будут давать более высокий уровень кортизола, когда соревнуются за партнеров и статус, но этого не произошло, возможно, потому, что пожилые мужчины ведут себя менее рискованно. Они также ожидали, что высокий уровень кортизола укажет на повышенную стоимость кормления младенцев для пожилых женщин, потому что это требует больших затрат энергии. Опять же, это было не так. Вместо этого самки вырабатывали больше всего кортизола, когда они были сексуально восприимчивы, в то время, когда они подвергались сильной агрессии, подвергались нападению со стороны самцов и находились рядом с множеством самцов, соревнующихся за них. Этот эффект усиливался с возрастом. Пожилые самки испытывали непропорционально больший стресс, когда были сексуально восприимчивы.
«В совокупности наши результаты показывают, что нарушение регуляции выработки кортизола является распространенным путем старения как у людей, так и у шимпанзе. Это говорит о том, что люди унаследовали эту особенность, и она не является ни побочным продуктом нашей продолжительной жизни, ни наших необычных современных условий. Что еще не ясно, так это различаются ли люди и шимпанзе по влиянию кортизола на возрастные заболевания. В настоящее время мы изучаем ряд других особенностей старения, таких как иммунная функция, физическая слабость, социальное поведение и фертильность, чтобы попытаться построить целостную картину старения шимпанзе», — пояснил Эмери Томпсон.
Несмотря на то, что мочу шимпанзе собирают каждый день, исследователи держатся от них на расстоянии, в отличие от известного приматолога и антрополога Джейн Гудолл, которая часто изображается на фотографиях и в документальных фильмах взаимодействующей с шимпанзе и даже обнимающей ее.
«На самом деле, полевые исследования больше не проводятся. Мы всегда поддерживаем дистанцию не менее 15 футов от шимпанзе. Поскольку нас интересует их естественное поведение, наша цель состоит в том, чтобы они занимались своими делами, не взаимодействуя с нами и не беспокоясь о нас. Мы также делаем это для защиты шимпанзе. Вирусы простуды и гриппа от человека чрезвычайно опасны для человекообразных обезьян, поскольку они достаточно тесно связаны с нами, чтобы их заражали одни и те же вирусы, но они не имеют приобретенного иммунитета к этим вирусам, поэтому имеют высокий риск смерти в случае заражения. Мы в значительной степени приостановили исследовательскую деятельность в свете COVID-19″, — отметил Эмери Томпсон.
Одно из самых больших ограничений, с которыми сталкивается исследовательская группа, заключается в том, что они изучают вымирающие виды в дикой природе, а это означает, что все, что они делают, должно быть неинвазивным.
«Мы не можем взвешивать животных, проводить прямые осмотры или брать образцы крови. А так как животные не в клетках, нам приходится выходить и искать их каждый день, а если они умрут, мы можем никогда их не найти. Это означает, что мы очень мало понимаем, как умирают пожилые шимпанзе. С другой стороны, ясно, что на старение влияет окружающая среда и образ жизни, поэтому важно понять, как вид стареет «естественным образом» в той среде, в которой он обычно живет. В нашем исследовании обязательно участвует меньше субъектов, чем в типичном клиническом исследовании на людях, но оно включает гораздо более полную выборку людей, как для кортизола, так и для особенностей социальной и физической среды».
Как и большая часть остального мира, исследователи изолируются от мира, включая шимпанзе.
«Уганда сейчас закрыта из-за COVID-19, поэтому все наши иностранные исследователи уехали домой. Обычно я приезжаю один или два раза в год, как и мои коллеги-содиректора, включая Мартина Мюллера. Наш доктор философии студенты проводят полевые исследования в течение более длительного времени, обычно от шести до 18 месяцев», — сказал Эмери Томпсон.
Исследование шимпанзе позволит по-новому взглянуть на процесс старения человека, заключила она.
«Большинство исследований старения нацелены либо на лечение болезней старения, таких как болезни сердца, либо рассматривают старение как болезнь. Мы обращаемся к недостаточно развитой области исследований фундаментальной биологии старения. Хотя это может и не привести к увеличению продолжительности жизни человека, понимание того, как развивалась наша модель старения, может помочь нам понять, как стареть более успешно. Это только одна часть головоломки, но мы заинтересованы в том, чтобы разобраться, какие черты стареющих людей имеют общие черты с нашими ближайшими родственниками, какие уникальны для человека и его продолжительности жизни, а какие являются неестественными продуктами жизни в промышленно развитых условиях.