فسیل دندون راز مغز بزرگ‌! آیا طولانی شدن کودکی کلید تکامل ما بود؟

آیا پیوندهای اجتماعی، کلیدِ مغزهای بزرگ ما هستن؟

یه پژوهش روی فسیل‌های دندون آدمای اولیه‌ای که توی گرجستان پیدا شدن و مال ۱.۷۷ میلیون سال پیش هستن، نشون می‌ده که دوره‌ی بچگی اونا طولانی‌تر بوده. این اطلاعات رو از طریق کمک گرفتن از تاسیسات اروپایی سنکروترون (ESRF) تو گرنوبل به دست آوردن. با این که مغز این آدما کوچیک بوده و از نظر بزرگسالی هم شبیه میمون‌های بزرگ بودن، این کشف نشون می‌ده که شاید طولانی شدن دوران کودکی، همراه با انتقال فرهنگی تو گروه‌های اجتماعی سه نسلی، باعث شده مغز بزرگ مثل مغز انسان‌های امروزی به وجود بیاد، نه برعکس. این پژوهش تو مجله‌ی Nature چاپ شده.

به چالش کشیدن فرضیه‌های قبلی

یک تیم بین‌المللی از پژوهشگرها از دانشگاه زوریخ (سوئیس)، تاسیسات اروپایی سنکروترون (ESRF) توی گرنوبل فرانسه، و موزه ملی گرجستان، یه نظریه رو به چالش کشیدن که می‌گفت دوران کودکی طولانی توی انسان‌های امروزی (Homo sapiens) به خاطر بزرگ بودن مغزشونه. اونا با بررسی یه فسیل از آدمای اولیه تو گرجستان که ۱.۷۷ میلیون سال قبل زندگی می‌کردن، فهمیدن که این موجودات، با این که سریع بالغ می‌شدن (حدود ۱۲ سالگی)، اما ترتیب رشد دندوناشون شبیه آدمای امروزی بوده. این موضوع نشون می‌ده که دوره‌ی کودکی اونا طولانی‌تر بوده و به بزرگ‌ترها بیشتر وابسته بودن، نسبت به میمون‌های بزرگ.

با توجه به این که مغز این آدما فقط یه کم از مغز شامپانزه بزرگ‌تر بوده، محققان فکر می‌کنن که این رشد کُندتر، به انتقال فرهنگی قوی‌تر تو نسل‌ها مربوط بوده. جایی که بزرگ‌ترها دانششون رو به کوچیک‌ترها منتقل می‌کنن. طولانی‌تر بودن دوران کودکی توی یه محیط اجتماعی سه‌نسلی، به اعضای نابالغ گروه این امکان رو می‌ده که با کارایی بیشتری، دانش بیشتری رو یاد بگیرن.

تاثیر انتخاب طبیعی

وقتی این فرآیند تکامل شروع شد، انتخاب طبیعی روی ویژگی‌هایی اثر گذاشت که انتقال فرهنگی رو توی گروه‌های اجتماعی، کارآمدتر می‌کرد. فقط توی یه مرحله‌ی بعدی و با افزایش انتقال اطلاعات اجتماعی، تکامل به سمت بزرگ‌تر شدن مغزها رفت که اینم منجر به دیر بالغ شدن و عمر طولانی شد که ویژگی بارز انسان‌های امروزیه. این پژوهش توی مجله‌ی Nature نقش مغزهای بزرگ تو تکامل دوران کودکی رو روشن می‌کنه و به جای اون، نشون می‌ده که دوران کودکی طولانی، همراه با ساختار اجتماعی سه‌نسلی در نهایت باعث بزرگ‌تر شدن مغزها شده.

دوران کودکی آدما

در مقایسه با میمون‌های بزرگ، آدما دوران کودکی خیلی بلندی دارن، که توش پدر و مادر، پدربزرگ‌ها و بقیه بزرگ‌ترها به رشد جسمی و فکریشون کمک می‌کنن. این یه دوره خیلی مهمه برای این که بچه‌ها بتونن تمام مهارت‌های ذهنی لازم رو تو محیط اجتماعی پیچیده یه گروه انسانی یاد بگیرن. الان همه قبول دارن که رشد خیلی طولانی آدمای امروزی، نتیجه‌ی بزرگ شدن حجم مغزه که تکامل پیدا کرده، چون همچین عضوی برای رشد نیاز به انرژی زیادی داره. با این حال، این فرضیه که «مغز بزرگ = دوران کودکی طولانی» ممکنه نیاز داشته باشه که دوباره بررسی بشه. همون‌طور که یه تیم بین‌المللی از محققان تو مجله Nature نشون دادن، این حرفا بر اساس تجزیه و تحلیل رشد دندون‌های یه فسیل فوق‌العاده‌ست.

دندونا، کلید حل معما هستن

تیم تحقیقاتی که شامل دانشمندای دانشگاه زوریخ (سوئیس)، تاسیسات اروپایی سنکروترون (ESRF) توی گرنوبل فرانسه، و موزه ملی گرجستان می‌شد، از تصویربرداری سنکروترون برای مطالعه‌ی رشد دندونای یه فسیل نزدیک به بزرگسالی از آدمای اولیه تو منطقه‌ی دمانیسی گرجستان استفاده کردن، که حدود ۱.۷۷ میلیون سال پیش زندگی می‌کردن. کریستوف زولیکوفر از دانشگاه زوریخ و نویسنده‌ی اصلی مقاله توضیح می‌ده: «دوران کودکی و شناخت رو نمی‌شه فسیل کرد، برای همین ما باید به اطلاعات غیرمستقیم تکیه کنیم. دندونا بهترین گزینه هستن، چون هم خوب فسیل می‌شن و هم حلقه‌های روزانه دارن، درست مثل درختا که حلقه‌های سالانه دارن و رشدشون رو ثبت می‌کنن.» پل تافوراو، دانشمند ESRF و همکار این تحقیق، اضافه می‌کنه: «رشد دندونا شدیداً با رشد قسمت‌های دیگه بدن، از جمله رشد مغز، مرتبطه. پس دسترس داشتن به جزئیات رشد دندونای یه فسیل از انسان‌های اولیه اطلاعات زیادی درباره‌ی رشد کلی اون فرد بهمون می‌ده.»

۱۸ سال تحقیق

این پروژه از سال ۲۰۰۵ شروع شد، بعد از این که تجزیه و تحلیل‌های غیرمخرب از ریزساختارهای دندون با استفاده از توموگرافی کنتراست فازی سنکروترون تو ESRF موفقیت‌آمیز بود. این تکنیک به دانشمندا این امکان رو داد که برش‌های میکروسکوپی مجازی از دندونای این فسیل بسازن. کیفیت فوق‌العاده‌ی حفظ ساختارهای رشد تو این نمونه، امکان بازسازی تموم مراحل رشد دندون اون، از تولد تا مرگ، رو با دقت بی‌نظیری فراهم کرد.

بازسازی دندونای یه انسان اولیه: یه پروژه‌ی ۱۸ ساله

به یه صورتی، دانشمندا تونستن دندونای این انسان اولیه رو دوباره رشد بدن. این پروژه تقریباً **۱۸ سال** طول کشید؛ از وقتی که تو **سال ۲۰۰۵** شروع شد تا وقتی که نتایج نهایی تو **سال ۲۰۲۳** به دست اومد. دانشمندا برای اولین بار تو **سال ۲۰۰۶**، دندونا رو اسکن کردن و نتایج اولیه درباره‌ی سن فسیل تو **سال ۲۰۰۷** به دست اومد. پل تافوراو، یکی از محققان، توضیح می‌ده: «ما انتظار داشتیم یا یه رشد دندونی داشته باشیم که شبیه انسان‌های اولیه باشه، نزدیک به چیزی که تو میمون‌های بزرگ می‌بینیم، یا یه رشد دندونی که نزدیک به آدمای امروزی باشه. وقتی اولین نتایج رو به دست آوردیم، نمی‌تونستیم باور کنیم چی می‌بینیم، چون این یه چیز متفاوت بود که نشون می‌داد تاج دندون‌های آسیاب با سرعت بیشتری رشد کرده نسبت به هر انسان اولیه‌ی فسیل شده یا میمون بزرگی که زنده بوده.»

تو سال‌های بعد، پنج سری آزمایش و چهار تحلیل کامل با استفاده از رویکردهای مختلف انجام شد، در حالی که پیشرفت‌های فنی توی تصویربرداری سینکروترون دندون اتفاق افتاد. با توجه به این که تموم نتایج یه جهت رو نشون می‌دادن و احتمالاً تأثیر زیادی روی فرضیه‌ی «مغز بزرگ = کودکی طولانی» داشتن، دانشمندا مجبور شدن که به روشی غیرمعمول به این فسیل نگاه کنن. پل تافوراو نتیجه می‌گیره: «این یه بلوغ تدریجی بود، هم از نظر فنی و هم از نظر فکری، تا بالاخره به فرضیه‌ای که امروز منتشر می‌کنیم برسیم.»

دندون‌های شیری که بیشتر استفاده شدن

نتایج نشون داد که این فرد تو سن **۱۱ تا ۱۲ سالگی** فوت کرده، وقتی که دندون عقلش هم داشت در می‌اومد، همون‌طور که تو میمون‌های بزرگ هم تو این سن اتفاق می‌افته. وینسنت بیراند، یکی از نویسنده‌های این تحقیق توضیح می‌ده: «به هر حال، تیم ما فهمید که این فسیل، الگوی بلوغ دندونی شگفت‌انگیزی شبیه آدم‌ها داره؛ یعنی دندون‌های پشتی تو پنج سال اول رشد، از دندونای جلویی عقب‌تر بودن.» مارسییا پونس د لئون از دانشگاه زوریخ و یکی از نویسنده‌های این تحقیق می‌گه: «این نشون می‌ده که دندون‌های شیری برای مدت طولانی‌تری نسبت به میمون‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گرفتن و بچه‌های این گونه‌ی اولیه هومو برای مدت طولانی‌تری به حمایت بزرگ‌ترها وابسته بودن.»

چطوری دندونا می‌تونن سرنخ‌هایی درباره‌ی تکامل مغز بدن؟

این‌جا است که فرضیه‌ی «مغز بزرگ = کودکی طولانی» آزمایش می‌شه. آدمای اولیه‌ی هومو، مغزای بزرگ‌تری نسبت به میمون‌های بزرگ یا استرالوپیتکوس‌ها نداشتن، اما احتمالاً عمر بیشتری داشتن. در واقع، یکی از جمجمه‌هایی که تو دمانیسی پیدا شده مربوط به یه فرد خیلی پیر بود که تو سال‌های آخر زندگیش هیچ دندونی نداشت. دیوید لردکیپادنیس از موزه ملی گرجستان و یکی از نویسنده‌های این تحقیق می‌گه: «این که یه آدم پیر بتونه بدون دندون برای چند سال زنده بمونه، نشون می‌ده که بقیه‌ی گروه خیلی خوب ازش مراقبت می‌کردن.» آدمای مسن‌تر بیشترین تجربه رو دارن، برای همین احتمالاً نقش اونا تو جامعه انتقال دانش به جوون‌ترها بوده. این ساختار سه‌نسلی، یه جنبه‌ی اساسی از انتقال فرهنگ تو آدم‌هاست.

همه می‌دونن که بچه‌های کوچیک می‌تونن مقدار زیادی اطلاعات رو به خاطر بسپرن، به لطف انعطاف‌پذیری مغزای نابالشون. ولی هرچی اطلاعات بیشتری برای یاد گرفتن باشه، زمان بیشتری هم می‌بره. این‌جا است که فرضیه‌ی جدید مطرح می‌شه. رشد بچه‌ها ممکنه همزمان با افزایش انتقال فرهنگی، کُند شده باشه، به طوری که میزان اطلاعات منتقل شده از بزرگ‌ترها به جوون‌ترها به طور فزاینده‌ای مهم‌تر شده. این انتقال به اونا اجازه می‌ده که از منابع موجود بهتر استفاده کنن و رفتارهای پیچیده‌تری رو گسترش بدن و در نتیجه به اونا برتری تکاملی برای کودکی طولانی‌تر (و احتمالاً عمر طولانی‌تر) بده.

وقتی این مکانیسم شکل گرفت، انتخاب طبیعی روی انتقال فرهنگی تأثیر گذاشت و نه فقط روی ویژگی‌های بیولوژیکی. بعد، با افزایش مقدار اطلاعاتی که باید منتقل می‌شد، تکامل به نفع بزرگ‌تر شدن اندازه مغز و دیر رسیدن به بزرگسالی عمل کرد، و این به ما این امکان رو داد که هم تو کودکی بیشتر یاد بگیریم و هم زمان کافی برای رشد مغز بزرگ‌تر رو داشته باشیم، با وجود محدودیت منابع غذایی. پس، ممکنه افزایش تکاملی اندازه مغز عامل کُند شدن رشد انسان نبوده باشه، بلکه گسترش دوران کودکی و ساختار سه‌نسلی بوده که تکامل بیولوژیکی-فرهنگی رو آسون‌تر کرده. این مکانیسم‌ها به نوبه‌ی خود، منجر به افزایش اندازه مغز، دیرتر بزرگ شدن و عمر طولانی‌تر شدن. مطالعه‌ی دندونای این فسیل استثنایی می‌تونه به محققان کمک کنه که مکانیسم‌های تکاملی که منجر به ظهور گونه‌ی خودمون، یعنی هومو ساپینس، شده رو دوباره بررسی کنن.