Плацента и гормоны в утробе могли быть ключевыми факторами эволюции человеческого мозга

Согласно новой гипотезе, предложенной исследователями из Кембриджского и Оксфордского университетов, плацента и вырабатываемые ею гормоны могли сыграть решающую роль в эволюции человеческого мозга, а также привести к поведенческим чертам, позволившим человеческим обществам процветать и расширяться.

Доктор Алекс Цомпанидис, старший научный сотрудник Центра исследований аутизма Кембриджского университета и ведущий автор исследования, отметил, что небольшие вариации в пренатальном уровне стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстроген, могут предсказывать скорость социального и когнитивного обучения у младенцев и даже вероятность таких состояний, как аутизм. Это заставило задуматься об их значении для эволюции человека.

Одним из объяснений эволюции мозга может быть адаптация человека к социальной жизни. Профессор Робин Данбар, эволюционный биолог из Оксфордского университета, отметил, что жизнь в более крупных и сложных социальных группах связана с увеличением размера мозга, но механизмы, связывающие эти поведенческие и физические адаптации, остаются неясными.

В новой статье, опубликованной в Evolutionary Anthropology, исследователи предполагают, что таким механизмом могут быть пренатальные половые стероидные гормоны (тестостерон, эстрогены) и их влияние на развивающийся мозг и поведение.

Используя мини-мозги (кластеры нейрональных клеток, выращенные в чашке Петри из стволовых клеток доноров), другие учёные впервые смогли изучить влияние этих гормонов. Недавние открытия показали, что тестостерон может увеличивать размер мозга, а эстрогены — улучшать связность нейронов.

У людей и других приматов (шимпанзе, гориллы) плацента связывает эндокринные системы матери и плода, производя эти гормоны в различных количествах.

Профессор Грэм Бёртон отметил, что плацента регулирует продолжительность беременности и снабжение плода питательными веществами, что критически важно для развития характерного для нашего вида большого мозга. Однако преимущество человеческой плаценты перед плацентами других приматов было менее очевидным.

Два предыдущих исследования показывают, что уровень эстрогена во время беременности у человека выше, чем у других видов приматов.

Ещё одной характеристикой человека как вида является способность формировать и поддерживать большие социальные группы. Для этого людям потребовались адаптации, поддерживающие высокий уровень фертильности и одновременно снижающие конкуренцию в больших группах за партнёров и ресурсы.

Пренатальные половые стероидные гормоны также важны для регуляции взаимодействия и развития мужчин и женщин (половая дифференциация). Например, более высокий уровень тестостерона относительно эстрогена ведёт к более мужским чертам в анатомии и поведении (конкуренция).

Однако у людей эти усреднённые половые различия по сравнению с ближайшими родственниками-приматами и другими вымершими видами человека (например, неандертальцами) уменьшены. Вместо этого анатомические особенности, специфичные для человека, по-видимому, связаны в большей степени с аспектами женской, а не мужской биологии, и с эффектами эстрогенов (например, уменьшенное количество волос на теле, большое соотношение длины второго и четвёртого пальцев).

Исследователи предполагают, что ключ к объяснению этого может снова лежать в плаценте, которая с помощью фермента ароматазы быстро превращает тестостерон в эстрогены. Недавние открытия показывают, что у людей уровень ароматазы выше, чем у макак, а у мужчин он может быть немного выше, чем у женщин.

Обобщая эти данные, авторы выдвигают гипотезу, что высокий уровень пренатальных половых стероидных гормонов в утробе в сочетании с повышенной функцией плаценты мог сделать человеческий мозг больше и более взаимосвязанным. Одновременно более низкое соотношение андрогенов (таких как тестостерон) к эстрогенам могло привести к снижению конкуренции между мужчинами и улучшению фертильности у женщин, позволив людям формировать более крупные и сплочённые социальные группы.

Профессор Саймон Барон-Коэн отметил, что изучение эффектов пренатальных половых стероидов на нейроразвитие в течение последних 20 лет привело к открытию их важности для нейроразнообразия в человеческих популяциях. Новая гипотеза идёт дальше, утверждая, что эти гормоны могли также сформировать эволюцию человеческого мозга.

Доктор Цомпанидис добавил, что эта гипотеза ставит беременность в центр истории нашего вида. Адаптации в плаценте и способе выработки ею половых стероидных гормонов могли быть решающими для эволюции нашего мозга и возникновения когнитивных и социальных черт, делающих нас людьми.