Роберт Мартин - Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека
Человеческие младенцы в этом отношении похожи на детенышей других приматов. Средние размеры мозга новорожденного человеческого младенца можно точно прогнозировать на основании данных о средней массе тела по формуле, рассчитанной для других приматов. Средний новорожденный человеческий младенец весит 3,4 кг, а его головной мозг – 340 г. Соотношение между этими показателями примерно такое же, какое наблюдается у других приматов, в то время как у других млекопитающих, новорожденные детеныши которых весят около 3,4 кг, головной мозг новорожденных обычно весит лишь около 170 г. Свойственное всем приматам привилегированное развитие мозга в ходе развития плода дает их детенышам большое преимущество в начале жизненного пути. Более того, поскольку эта черта свойственна всем современным приматам, она должна была быть свойственна и их общему предку. Первопричины разрастания нашего мозга, как и его связь с размножением, имеют глубокие корни в нашем эволюционном прошлом.
Разбираясь в том, как мозг растет после рождения, нужно принимать во внимание степень развития мозга у новорожденных. В предыдущей главе мы уже познакомились с принципиальной разницей между млекопитающими, у которых детеныши появляются на свет незрелыми и зрелыми. У первых, к которым относятся мыши, хомяки, ежи, кролики и кошки, беременность длится сравнительно недолго. Как и можно было бы ожидать, новорожденные детеныши этих млекопитающих невелики по сравнению с матерью и имеют небольшой головной мозг. Соответственно, и значительная часть роста мозга должна происходить у них уже после рождения, обычно в тот период, в течение которого они развиваются, оставаясь в гнезде.
Общее правило состоит в том, что у млекопитающих, появляющихся на свет незрелыми, размеры головного мозга увеличиваются после рождения приблизительно в пять раз. Быстрый рост мозга продолжается примерно до тех пор, пока не открываются глаза и уши, а тело не покрывается шерстью. Этот этап развития можно считать соответствующим моменту появления на свет у млекопитающих, рождающихся зрелыми. После открывания глаз и ушей скорость роста мозга сильно уменьшается и остается сравнительно невысокой вплоть до достижения мозгом размеров, характерных для взрослого животного.
У млекопитающих, появляющихся на свет зрелыми (таких как приматы, копытные, дельфины и слоны), новорожденные детеныши довольно велики и уже имеют сравнительно крупный головной мозг, поэтому у них после рождения мозг растет намного меньше. Как правило, у таких млекопитающих мозг после рождения увеличивается примерно вдвое, то есть далеко не так сильно, как у млекопитающих, рождающихся незрелыми, у которых он обычно увеличивается после рождения примерно в пять раз. Кроме того, у млекопитающих, рождающихся зрелыми, в том числе у всех приматов, за исключением человека, переход от быстрого к более медленному росту мозга обычно совершается к моменту появления на свет.
Однако человек в этом отношении уникален среди приматов. Как уже было сказано, соотношение размеров мозга и тела у человеческого плода и новорожденного младенца соответствует общей закономерности, характерной для приматов. Но дальнейший рост человеческого мозга после рождения резко отличается от дальнейшего роста мозга после рождения у любого другого примата и любого другого млекопитающего. У всех остальных приматов размеры мозга после рождения увеличиваются вдвое, а у человека – почти в 4 раза, что поистине поразительно. Столь существенное увеличение размеров мозга после рождения сочетается у нас с еще одной уникальной особенностью: скорость роста мозга у нас, в отличие от других приматов, а также от других млекопитающих, рождающих зрелых детенышей, не замедляется ко времени появления на свет. Не замедляется она и через несколько недель после рождения, как у млекопитающих, рождающих незрелых детенышей. У человека замедление роста мозга происходит лишь примерно через год после рождения.
Иными словами, человеческий мозг продолжает расти с той же скоростью, с какой он растет у плода, в течение года после рождения. Именно продолжением типичного для плода характера роста мозга в течение столь долгого времени после рождения и объясняется исключительная беспомощность новорожденных человеческих младенцев по сравнению с другими новорожденными приматами. Зоолог Адольф Портман верно подметил, что по-хорошему следовало бы считать, что беременность у человека длится 21 месяц: 9 месяцев в утробе матери, а затем еще 12 месяцев снаружи. Антрополог Эшли Монтагю сформулировал ту же мысль немного иначе: он писал, что у человека за 9 месяцами нормальной беременности в матке («утерогестации») следуют еще 9 месяцев развития вне матки, похожего на развитие плода («экстерогестация»).
Ясно, что у человеческих новорожденных мозг и связанные с ним анатомические структуры остаются незрелыми по сравнению с соответствующими структурами новорожденных других приматов и других млекопитающих, производящих на свет развитых детенышей. Отсюда следуют несколько выводов, важных для медицины. Во-первых, это повышенная частота заболеваемости расстройствами уха, горла и носа у младенцев. Многие из таких расстройств ослабевают или полностью проходят в течение первого года жизни. Один из ярких примеров подобных заболеваний – воспаление среднего уха (отит), которое в тяжелых случаях может приводить к потере слуха. Отит часто встречается у человеческих младенцев оттого, что евстахиева труба, через которую между глоткой и полостью среднего уха может проходить воздух, у новорожденных еще остается сравнительно незрелой.
Быстрый рост мозга в течение первого года жизни связан также с еще одной необычной особенностью новорожденных человеческих младенцев – их исключительной пухлостью. У среднего человеческого новорожденного, весящего около 3,4 кг, жировой ткани почти 0,5 кг – около 14 %. Наши младенцы – одни из самых пухлых среди новорожденных млекопитающих. Они заметно отличаются от костлявых новорожденных других приматов, таких как шимпанзе или макаки-резусы. У новорожденного человеческого младенца на жировую ткань приходится такая же доля массы тела, как у млекопитающих, живущих в Арктике, и даже бо́льшая, чем у новорожденных тюленей. Как показал антрополог Кристофер Кузава, в организме новорожденного человеческого младенца примерно в 4 раза больше жира, чем можно было бы ожидать у обычного новорожденного млекопитающего таких же размеров. Более того, в течение первых девяти месяцев после рождения массовая доля жира у человеческих младенцев продолжает увеличиваться, достигая в итоге примерно четверти от массы тела. В течение этого периода около 70 % энергии, расходуемой на рост, уходит на отложение жира. Короче говоря, здоровые младенцы не теряют свой младенческий жирок, а лишь увеличивают его запасы, иногда сохраняемые до трехлетнего возраста. В накоплении этих запасов младенцем долгое время после его рождения продолжает участвовать мать, кормящая его молоком.
Пухлость наших младенцев принято объяснять тем, что естественный отбор благоприятствовал повышению доли жировой ткани в организме, чтобы компенсировать утрату волосяного покрова, защищающего тело от холода. Известно, что оптимальная температура для человеческих младенцев, развивающихся в инкубаторе, составляет около 32 ℃, так что охлаждение действительно может быть источником неприятностей. Младенческий жирок отличается характерным распределением по телу: он сосредоточен в основном прямо под кожей и, в отличие от запасов жира взрослых людей, лишь в небольшом количестве присутствует в брюшной полости. Эту точку зрения поддерживал антрополог Богуслав Павловский, доказывавший, что различные особенности человеческих новорожденных сформировались в ходе эволюции у древних представителей рода Homo как приспособления для борьбы с чрезмерным охлаждением во время ночного сна в открытой саванне. К числу таких особенностей Павловский относил сравнительно крупные размеры, а также повышенное количество подкожного жира. Еще одна необычная особенность человеческих младенцев – их способность активно регулировать температуру собственного тела.
Однако результаты исследований, которые провел Кузава, не вполне подтверждали, что подкожный жир человеческих младенцев может играть ту роль, которую ему приписывал Павловский. В связи с этим Кузава занялся проверкой другого, более правдоподобного объяснения исключительной пухлости наших младенцев, согласно которому увеличенные запасы жира служат своеобразным энергетическим буфером, особенно важным в период быстрого роста головного мозга в течение первого года жизни. Такой буфер мог бы компенсировать временные нарушения поступления ресурсов в организм растущего младенца. В 2003 году диетологи Стивен Куннейн и Майкл Крофорд сделали следующий шаг на пути к решению данной проблемы, опубликовав статью, в которой доказывали, что пухлость человеческих младенцев может служить ключом к эволюции нашего исключительно крупного мозга, причем не только в связи со значением подкожного жира как резерва энергии. Наш мозг почти наполовину состоит из жира, а в жире младенцев содержатся особые жирные кислоты – длинноцепочечные полиненасыщенные (ДЦПНЖК), которые необходимы для нормального развития мозга. Расчеты показывают, что ДЦПНЖК, содержащихся в младенческом жире в момент рождения, должно быть достаточно для поддержания роста мозга в течение трех месяцев. Куннейн развил эту идею в опубликованной им в 2005 году книге «Выживание наиболее жирных», в которой писал о нормальных человеческих новорожденных, что их следует признать «положительно ожиревшими». Отложение жира у человеческого плода происходит лишь в течение последнего триместра беременности, а на протяжении первых шести месяцев почти никакого жира в организме человеческого зародыша нет. В результате запасы жира у недоношенных младенцев оказываются сильно ниже нормы. У младенцев, рождающихся на пять недель раньше срока, жира вдвое меньше, чем у нормальных новорожденных, а у рождающихся на десять недель раньше срока – в шесть с лишним раз меньше. У таких недоношенных младенцев сильно выпирают ребра и мышцы груди, оттого что жировой ткани у них под кожей очень мало. Недостаточные запасы жира означают, что недоношенные младенцы лишены хорошего буфера для стремительного роста мозга сразу после рождения. Хотя при полноценном питании мозг у таких младенцев все же может развиваться нормально, исключительно важно учитывать их особые пищевые потребности. Куннейн метко называет запасы жира, имеющиеся у новорожденных младенцев, своего рода «страховкой».
