Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 169

Компьютерра

15.04.2013 - 21.04.2013

Колонка

Парадокс Уоллеса, или Почему мы обладаем столь крупным мозгом

Дмитрий Шабанов

Опубликовано 21 апреля 2013

В результате естественного отбора дикарь был бы наделён мозгом, лишь слегка превосходящим мозг обезьяны, тогда как на деле его мозг лишь ненамного меньше мозга философа. Итак, мы можем сделать вывод, что дикарь обладает мозгом, который при совершенствовании и развитии способен выполнять намного более сложную работу, чем от него обычно требуется.

Альфред Рассел Уоллес

В этой колонке я начну обсуждение проблемы, вызывающей у меня затруднение. Это затруднение связано не с самим парадоксом Уоллеса, одна из формулировок которого вынесена в эпиграф. С моей точки зрения, на сегодня найдены удовлетворительные объяснения причин интеллектуальной мощности нашего мозга. Главное, что мне непонятно, — почему факторы, которые столь благотворно влияли на нашу предшествующую эволюцию, не оказывают соответствующего воздействия на наши социальные реалии. Но об этом — позже, вероятно — в следующей колонке.

А в этой колонке поговорим о парадоксе Уоллеса. Мы наблюдаем современных людей и видим, что их мозг способен на осуществление чрезвычайно сложных операций, которые, вероятно, намного превосходят сложность задач, которые решали наши предки в период нашего эволюционного становления. Мозг может показаться избыточным, да ещё и чрезвычайно дорогим эволюционным приобретением. Грубо говоря, вес мозга составляет только 2 процента от веса нашего тела, но он потребляет 20 процентов расходуемой нами энергии — это уже серьёзно. Коли так, вопрос, вынесенный в эпиграф, кажется вполне обоснованным.

Осталось напомнить, что мозг «дикаря» (палеолитического представителя нашего вида) был не меньше, а больше мозга современного человека. Эволюционный перелом произошёл где-то 30-40 тысяч лет назад: до этого момента размер мозга в нашей эволюционной линии увеличивался, а после он начал уменьшаться! Причины такого уменьшения достаточно убедительно обсуждаются. Но почему же до этого переломного момента мозг столь последовательно увеличивался?

Как известно, объяснение свойств живых существ как следствия эволюции вследствие естественного отбора независимо пришло в головы Чарльзу Дарвину и Альфреду Расселу Уоллесу. До сих пор спорят, благородно ли Дарвин поступил с адресованным ему письмом Уоллеса с изложением основ новой теории. Похоже, в самой знаменитой книге Дарвина, в «Происхождении…», были определённые заимствования идей Уоллеса. Уоллес был по-настоящему благороден; именно он является автором термина «дарвинизм».

Отцы-основатели современного эволюционизма разошлись в вопросе о происхождении человека. И Дарвин, и Уоллес сочли, что человек слишком разумен, чтобы развитие его интеллекта можно было объяснить простым действием естественного отбора. Дарвин попытался объяснить развитие нашего разума с помощью новой концепции полового отбора. Уоллес предпочёл констатировать, что развитие нашего разума остается необъясненным и его объяснение требует учёта дополнительных факторов.

Дальнейшее развитие эволюционной биологии показало (как и во многих иных вопросах) проницательность Дарвина. Впрочем, окончательно закрывать вопрос пока рано. Говоря о происхождении человеческого разума, мы описываем уникальный процесс, недоступный прямому наблюдению и эксперименту. Если сейчас мы имеем теоретические модели, удовлетворительно описывающие этот процесс, это не означает, что в будущем не появятся новые, ещё более успешные объяснения. Моё описание накопленных в этой области представлений будет по необходимости очень кратким. Если эта тема заинтересует вас подробнее, рекомендую обратиться хотя бы ко второму тому двухтомника Александра Маркова об эволюции человека.

Рассмотрим, к каким категориям могут относиться объяснения того, почему в эволюции нашего вида развился наш огромный мозг. Конечно, первым делом надо рассмотреть возможность того, что создание «сверхмозга» носило приспособительный характер. Но среда не является чем-то единым, и её можно разделить на внепопуляционную и внутрипопуляционную. Мы говорили о том, что отбор может быть групповым и индивидуальным; наконец, не надо забывать о половом отборе. Те или иные признаки могут развиваются в ходе приспособительной эволюции, направленной не на них самих, а на какие-то иные, более-менее тесно с ними связанные свойства. Наконец, какие-то признаки (вероятно, только достаточно простые) могут развиваться просто случайно.

Итак, возможные объяснения развития определённого признака таковы:

приспособительное:

групповое: повышающее выживаемость популяции в её среде;

индивидуальное: повышающее шансы на выживание и размножение особи:

повышающее приспособленность особи ко внешней для популяции среде;

повышающее приспособленность особи ко внутрипопуляционной среде;

повышающее привлекательность особи для половых партнёров;

побочный эффект эволюции иных признаков;

случайно возникшее свойство.

Последний вариант (случайное развитие) можно отбросить. Цена обладания энергоёмким мозгом столь высока, что такой признак не мог развиться случайно. Тенденция, обеспечившая его развитие, должна была пересилить отбор, направленный на экономию энергии.

Побочный эффект? Я могу поверить, что способность решать уравнения является побочным эффектом способности выслеживать добычу по следам, но такой признак, как огромный размер мозга, наличием корреляций внутри организма не объяснить. Наоборот, увеличение размеров мозга потребовало глубокой перестройки многих других функциональных «узлов» организма, которые казались неизменными. К примеру, чтобы голова новорожденного смогла пройти в отверстие малого таза, пришлось выработать набор решений ad hoc, включающих «складной» череп у плода (чреватый нарушениями кровоснабжения мозга) и «раскладной» (раскрывающийся в лонном симфизе) таз у роженицы, чреватый нарушениями опорно-двигательной функции.

Наверное, к этой категории объяснений можно отнести аргумент, связанный с возрастанием интенсивности обучения в современной социальной среде. Мы научились учить наших детей, и потому та неврологическая основа, которая обеспечивала функции, важные для «дикаря», которого упоминает Уоллес, сейчас способна решать более масштабные задачи. Иными словами, во время нашего становления эволюционировал мозг с иными, более слабыми способностями, чем тот, что характерен для нас сейчас; тогдашние и нынешние способности являются, в общем, разными признаками. Кстати, этот аргумент полезен для объяснения нынешнего уменьшения размера мозга: при нормальном обучении нам его хватает и так.

Но всё же, пускай с поправкой на меньшую эффективность обучения, крупный головной мозг должен быть следствием прямой приспособительной эволюции. Групповой отбор его не объяснит; если групповой отбор и внёс какой-то вклад в эволюцию этого признака, этот вклад не был решающим (групповой отбор вообще волей-неволей оказывается менее мощным, чем индивидуальный). Итак, надо выбирать между отбором на приспособленность ко внепопуляционной среде, ко внутрипопуляционной среде и половым отбором.

Сама по себе парадоксальность парадокса Уоллеса связана с тем, что отбор на соответствие внепопуляционной среде, как кажется, недостаточен для объяснения развития столь сложного мозга. Что осталось? Внутрипопуляционный и половой отбор. И тут-то мы видим мощные факторы, которые могли обеспечить эволюцию нашего мозга.

Начнём с полового отбора, саму концепцию которого Дарвин предложил в связи с проблемой эволюции человека. И сегодня мы видим, что многих женщин привлекают мужчины с высоким интеллектом, хорошим чувством юмора и выраженными творческими способностями. Не говорите, что жёны умников, шутников и творцов часто сожалеют о том, что связали свою жизнь со своими непрактичными мужьями, а не, к примеру, с занудными богачами. Жалеют. Но всё же раз за разом ведутся на уловки умников, шутников и творцов…

А ещё в самых разных культурах мужчины, которые хотят понравиться женщинам, начинают использовать более сложные речевые конструкции, чем обычно, а также шутить и демонстрировать творческие таланты — способность к танцу, пению, музицированию, стихосложению, живописи и т.п. Вы думаете, это случайность?

Сказанное относится к сегодняшнему дню, но у нас есть основания предполагать, что так было и раньше. Посмотрите лекцию Денниса Даттона на TED’е об эволюционной теории красоты. Вы могли себе представить, что сложные и красивые каплеобразные ашельские рубила, которые наши предки делали в течение головокружительно долгого периода времени (начавшегося 2,5 млн лет назад и закончившегося 1,4 миллиона лет назад), обычно не носят следов износа от использования? Так для чего делались эти рубила? Чтобы показать кому-то свои экстраординарные умения. Кому? Вероятно, потенциальному партнёру, точнее, партнёрше. По Даттону, приём «Почему бы тебе не зайти ко мне в пещеру, я бы показал тебе мои топоры?!» отлично работает до наших дней.