Mózg Einsteina rozczarował. Jeśli chodzi o wielkość, ewolucja grała w dziwną grę

W drugiej połowie XIX w., gdy wiara w ewolucję w nauce się ugruntowała, a pokolenie jej przeciwników w szybkim tempie wymierało, pojawiło się zapotrzebowanie na posiadanie szacownych praw przyrody. Bo jakże to – mają je fizycy, chemicy czy astronomowie, a ewolucjonizm, powoli wysuwający się na czoło wszelkich nauk, wciąż ma być tylko dziedziną opisową, jak – nie przymierzając – filatelistyka?

Życie, które od miliardów lat rozwijało się na Ziemi, nie mogło zdawać się tylko na działanie przypadku. Powinno było wypełniać jakiś plan i podlegać nieubłaganym prawom przyrody. Takich regularności pod koniec XIX i w początkach XX w. dopatrzono się bez liku i wydawało się, że są one równie niewzruszone jak trajektorie planet czy zasady kierujące zachowaniem atomów. Wymieńmy trzy najważniejsze z nich, by zobaczyć, na czym polegały i jak zniosły próbę czasu.

1. Prawo biogenetyczne, zwane też prawem Haeckla. Głosiło ono, że w rozwoju osobniczym każdego organizmu powtarzane są etapy, jakie dany gatunek przeszedł w toku swojej ewolucji. Wybitny niemiecki ewolucjonista Ernst Haeckel wpłynął na rzesze biologów, a może bardziej nawet laików, serią niezwykle wyrazistych rysunków, na których widać, jak rozwijający się od stadium zapłodnionego jaja zarodek człowieka przybiera kolejno kształty jamochłona, lancetnika, ryby, wczesnego czworonoga i na końcu prymata.

2. Prawo nieodwracalności ewolucji, zwane też prawem Dollo. Belgijski paleontolog Louis Dollo twierdził w nim, że zrodzone w toku ewolucji złożone cechy nie mogą powstać więcej niż raz lub że – wedle innej wersji – wymarłe gatunki nie mogą pojawić się ponownie na Ziemi. Każdy gatunek (i każdy element jego budowy) jest wyjątkowy, bo stoi za nim licząca miliony lat, ze swej natury niepowtarzalna historia.

3. Prawo Cope’a, nazwane imieniem wybitnego badacza dinozaurów i ssaków kopalnych, amerykańskiego paleontologa Edwarda Drinkera Cope’a, który głosił, że w poszczególnych liniach ewolucyjnych rozmiary ciała osobników zwiększały się w czasie, co w większości przypadków, zwłaszcza ssaków kenozoicznych, znajdowało pokrycie w danych paleontologicznych. Wszyscy miłośnicy skamieniałości znają przykłady maleńkich, pięciopalczastych przodków koni, które wyewoluowały w rosłe wierzchowce, czy drobnych przodków naczelnych, z których powstały po milionach lat ogromne gigantopiteki czy goryle.

Wszystkie te „prawa”, choć opierały się na autentycznych tendencjach ewolucyjnych, okazały się z czasem jedynie uogólnieniami, które pomijały ogromną liczbę wyjątków i w końcu poległy za sprawą nagromadzenia niepasujących do ogółu odstępstw. A prawdziwe reguły nie uznają wyjątków – albo nie są regułami.

Czytaj też (Pulsar): Grota gra, wspólnota tańczy! Jakiej muzyki słuchali ludzie paleolitu? I do czego służył im dźwięk

Kto ma wysokie EQ

Jest jednak jeszcze jedno „prawo”, nigdy zresztą tak nienazwane, bo wydawało się zupełnie oczywiste, wedle którego w toku naszej ewolucji stale rosła wielkość mózgu naszych kolejnych przodków, aż do osiągnięcia obecnej wartości. Pewien rodzaj formalizacji przybrało w 1973 r., gdy amerykański psycholog i badacz inteligencji zwierząt Harry Jerison wprowadził pojęcie współczynnika encefalizacji EQ – odpowiednik IQ mierzącego inteligencję wśród ludzi. O ile IQ odnosi się do poszczególnych osobników, podając wartość liczbową ich inteligencji odbiegającej – w górę lub w dół – od średniej dla całej populacji, o tyle EQ przypisane jest całym gatunkom, żyjącym lub kopalnym, których domniemana inteligencja ma wynikać ze względnej wielkości ich mózgów w stosunku do masy ciała.

Bezwzględna wielkość mózgu nie jest dobrym wskaźnikiem inteligencji, bo każdy dodatkowy kilogram ciała to również dodatkowe neurony kontrolujące jego funkcjonowanie. Wzrost wielkości mózgu wraz ze wzrostem masy ciała nie jest procesem liniowym – dwa razy większe ciała nie wymagają dwa razy więcej neuronów, bo pewne podstawowe funkcje życiowe są takie same u wszystkich gatunków w obrębie danej grupy. Jeśli ułożymy wszystkie gatunki ssaków na linii oznaczającej wielkość ciała – od myszy do słonia – to zobaczymy, że mózg również rośnie, ale wyraźnie wolniej. Jeśli za miarę „inteligencji gatunkowej” przyjmiemy stosunek masy mózgu do masy ciała, który eliminuje wpływ samych rozmiarów, otrzymamy znacznie lepsze – choć wciąż niedoskonałe – przybliżenie ilościowe tego zagadnienia.

Tutaj pozycja człowieka wyraźnie wykazuje odstępstwo od normy – wśród wszystkich ssaków tylko kilka gatunków (np. małpka sajmiri) może poszczycić się lepszym od naszego wynikiem. Jerison pokazał jednak, że ten wynik trzeba przemnożyć przez pewien współczynnik (Q w nazwie EQ), który pozwoli stwierdzić, czy gatunek wykazuje średnie, oczekiwane wartości, czy też je przekracza w górę lub w dół. Wartość oczekiwana tego EQ to liczba jeden, wszystko co powyżej oznacza ponadnormatywną wielkość mózgu (i w domyśle – inteligencji), wartość niższa wystawia gatunkowej bystrości kiepską notę. I w tej najbardziej obiektywnej punktacji pozycja Homo sapiens jest niezagrożona. Z EQ rzędu 7,5 przewyższamy, i to znacznie, wszystkie inne gatunki ssaków: np. butlonos – 4, orka – 3, szympans – 2,3, słoń – 2, pies – 1,2, kot – 1, hipopotam – 0,4.

Mądrość z puszki

Jak w tym rankingu wyglądają przodkowie Homo sapiens? Odkrycia kopalnych homininów zaczęły się późno, pierwszy wymarły gatunek Homo (neandertalczyk) został opisany w 1864 r., a więc kilka lat po opublikowaniu „O powstawaniu gatunków” Darwina (1859). Neandertalczyk okazał się mieć dużą puszkę mózgową w granicach właściwych dla naszego gatunku – do tego jeszcze wrócimy, bo tu kryje się znaczenie późniejszych sensacji. Równie duży mózg, i też w granicach właściwych dla naszego gatunku, miał kolejny, znaleziony w 1869 r. tzw. kromaniończyk z południa Francji, nazwany oryginalnie Homo sapiens fossillis. To do dziś jeden z najstarszych Europejczyków w postneandertalskiej Europie.

Kolejno odkrywane gatunki ukazywały oczekiwaną prawidłowość: po pierwsze, były coraz starsze, po drugie miały coraz mniejsze mózgi. I tak pod koniec XIX w. odkryto na indonezyjskiej Jawie szczątki tzw. pitekantropa (dziś Homo erectus), znacznie starsze od neandertalczyka i kromaniończyka o pojemności puszki mózgowej ok. 900 cm sześc. Kolejny kopalny gatunek to odkopana w 1924 r. w jednej z jaskiń na południu Afryki czaszka młodocianego osobnika, tzw. dziecka z Taung, tym razem z zachowanym naturalnym odlewem mózgu. Objętość tego organu można było więc określić z wielką precyzją – gatunek ten, nazwany Australopithecus africanus, żył znacznie wcześniej od pitekantropa (ok. 2,8 mln lat temu) i miał też dużo mniejszy mózg, oceniany na ok. 500 cm sześc. Znajdowane później jeszcze starsze homininy wciąż potwierdzały wykrytą tendencję – im były starsze, tym mniejsze miały mózgi. I tak odkryta w latach 70. XX w. Lucy, opisana jako Australopithecus aferensis, miała wielkość mózgu ok. 450 cm sześc. W owym czasie był to najstarszy ze wszystkich znalezionych homininów (ok. 3,2 mln lat) – i wydawało się, że jesteśmy już na początku naszej linii rodowej, a Lucy i jej krewni to formy wyjściowe dla wszystkich późniejszych homininów. Stąd określenie „pramatka całej ludzkości”. Wkrótce jednak się okazało, że i ona miała swych homininowych przodków. Dwóch z nich miało na tyle dobrze zachowane czaszki, że udało się ocenić wielkość ich mózgów.

W 1994 r. odkryto w skałach nad rzeką Auasz w Etiopii świetnie zachowany szkielet sprzed 4,4 mln lat osobnika nazwanego Ardi (Ardipitecus ramidus), który wykazywał cechy wskazujące na nadrzewność, np. odwiedziony duży palec stopy. Mózg był bardzo mały – określa się go na zaledwie 350 cm sześc., a więc w granicach właściwych dla współczesnych szympansów. To ważne, bo – jak się zdaje – szympansy nie zwiększyły mózgów w toku swej ewolucji ani o jotę, podobnie zresztą jak inne wielkie małpy, goryle i orangutany.

Ostatnim chronologicznie i najstarszym wiekowo kopalnym homininem był odkryty w 2001 r. w Czadzie sahelantrop, znany głównie z pięknie zachowanej czaszki. Wiek tego znaleziska jest niezwykły – 7 mln lat, a pojemność mózgu, podobnie jak młodszej o 3 mln lat Ardi, bardzo mała – ok. 350 cm sześc. Zważywszy, że osobnik ten żył w czasie, gdy nastąpiło rozejście się linii człowieka i szympansa, można uznać, że nasz wspólny przodek miał taką właśnie wielkość mózgu i że ten wzrastał potem tylko w naszej, ale nie szympansiej, linii rodowej.

Czytaj też (Pulsar): Dziś światło i ciepło to kwestia przycisku. Tęsknisz za „żywym ogniem”? To bywa zgubne

Nieludzcy praludzie

Przełom er przyniósł nie tylko odkrycie najstarszego hominina (sahelantropa), ale też nagłe, dramatyczne i zupełnie nieoczekiwane załamanie wiary w stały proces umózgowienia w naszej linii rodowej. Wtedy to bowiem odkryto nie tylko najstarszego, ale i najmłodszego hominina, który żył na Ziemi wraz z naszym gatunkiem. Tzw. hobbit z wyspy Flores to dziś już prawdziwa gwiazda paleoantropologii, ale w 2003 r. – gdy został odkryty – wywołał szok i konsternację nawet wśród najbardziej otwartych na nowinki antropologów. Był to bowiem niemal kompletny szkielet osobnika żywo przypominającego – wzrostem i wielkością mózgu – starszą o 3,5 mln lat Lucy, choć wiek jego określono początkowo na 12 tys. lat, a więc epokę, gdy „my” zaczęliśmy już budować pierwsze miasta! Co prawda potem ten wiek przesunięto na ok. 50 tys. lat, ale to wciąż czasy niemal współczesne. Na Flores ewolucja jak gdyby cofnęła się o ponad 3 mln lat.

A to był dopiero początek. Ostatnie dwie dekady przyniosły całą serię odkryć, których wspólnym mianownikiem były zaskakująco małe – jak na ich wiek – rozmiary mózgów tych nowo odkrywanych homininów. Pierwszym zaskoczeniem był tzw. człowiek gruziński, który okazał się najstarszym homininem, jaki opuścił Afrykę i zapuścił korzenie w Starym Świecie. Wszystko w nim było przedziwne: że szczątki wielu osobników znaleziono wysoko w górach Kaukazu; że wśród pięciu znalezionych tam czaszek każda była inna od pozostałych, jakby na jednym małym stanowisku żyło pięć różnych gatunków; i wreszcie, że odkrycia dokonano w podziemiach średniowiecznej warowni, gdzie naturalna byłaby obecność archeologów, ale nie ewolucjonistów.

Jednak najdziwniejszy okazał się mózg tych homininów – choć czaszki były tak różne, to ich zawartość we wszystkich przypadkach była zbliżona i bardzo niewielka – ok. 600–650 cm sześc., czyli dużo mniej od czaszek gatunku Homo erectus, do którego w końcu człowieka gruzińskiego przypisano. To o tyle zaskakujące, że panowało wśród antropologów powszechne przekonanie, iż pierwsi ludzie, którzy ruszyli z Afryki na podbój nowych lądów, musieli być rośli, ekspansywni i – oczywiście – inteligentni, a więc w domyśle wielkogłowi.

I jeszcze jeden przykład, tym razem ze znacznie młodszych czasów. W 2015 r. w jaskini Rising Star w RPA dokonano sensacyjnego odkrycia: w głęboko położonej komorze, o bardzo utrudnionym dostępie, znaleziono ogromne cmentarzysko leżących wprost na osadzie kości praludzkich należących do kilkunastu osobników. Poza jakością zachowania i ilością tych szczątków intrygujący był szczególnie jeden fakt – pośród tysięcy kości i ich fragmentów wszystkie należały do homininów i ani jeden nie należał do innych ssaków (poza nietoperzami). Stąd interpretacja – ludzie musieli tam zostać pochowani czy może pośmiertnie zrzuceni w miejscu dla innych niedostępnym. Takie zachowanie, świadome pozbywanie się zwłok, czyli coś, co przypomina pochówek, pojawiło się w toku naszej ewolucji późno, ok. 50 tys. lat temu, i jest świadectwem psychologicznego zaawansowania, właściwego naszemu gatunkowi lub późnym etapom rozwoju neandertalczyków. Wydawało się więc oczywiste, że oto trafiliśmy na jakąś nieznaną populację praludzi, którzy bardzo wcześnie zaczęli grzebać swoich zmarłych.

I tu nowa sensacja – znaleziona tam czaszka pozwoliła oszacować wielkość tkwiącego w niej mózgu, a ten był zaskakująco mały – ok. 550 cm sześc. To mniej nawet od i tak wyjątkowo „zapóźnionego” człowieka gruzińskiego sprzed 2 mln lat. Jak to wyjaśnić? Wiek szczątków z Rising Star był początkowo nieznany, więc sami odkrywcy tego nowego gatunku – nazwano go Homo naledi – byli skrajnie podzieleni w ocenach. Wedle jednych miał mieć, na podstawie wielkości mózgu, ponad 2 mln lat, drudzy dowodzili, że intencjonalny pochówek wskazuje na nie więcej niż kilkadziesiąt tysięcy lat.

Rozstrzygnięcie nadeszło po kilku latach, gdy dzięki zaawansowanym technikom badawczym udało się ustalić chronologię kości Homo naledi na ok. 250 tys. lat. To kończyło zażarte spory, ale tylko potęgowało zamieszanie – jak osobniki o tak małych mózgach mogły wykazywać tak zaawansowane zachowania i żyć w dodatku pośród innych, znacznie bardziej wielkogłowych ludzi?

W tym miejscu warto postawić jedno fundamentalne pytanie: dlaczego tak długo dominowało przekonanie, że nasze mózgi i inteligencja musiały rosnąć w toku ewolucji homininów? Już fakt, że EQ wielkich małp nawet nie drgnęło przez kilka milionów lat ich ewolucji, powinien skłaniać do ostrożności.

Czytaj też (Pulsar): Jak Homo odszedł od Lucy. Czy człowiek tak naprawdę jest tylko „trzecim szympansem”?

Na co tyle energii?

Jest jeszcze jeden powód do frustracji: mózg to najbardziej energożerna z tkanek ssaków, a ewolucja, jak buchalter, dba przede wszystkim o cięcie niepotrzebnych kosztów. Jeśli tylko jeden gatunek ssaków osiągnął tak wysokie EQ, a wszystkie inne dawały sobie świetnie radę ze znacznie niższym, to znaczy, że tylko wyjątkowe okoliczności pozwoliły doborowi naturalnemu promować tak wielką energetyczną rozrzutność, a gdy tylko ten nacisk słabł, mózg wracał do skromniejszych rozmiarów.

Problem, jak widać, można więc odwrócić i pytać, dlaczego mózg w naszej linii rodowej rósł, zamiast pozostawać na bardziej normalnym i znacznie bezpieczniejszym poziomie. I tak dochodzimy do zaskoczenia z ostatnich lat. Oto się okazuje, że tendencja do wzrostu mózgu, mimo odkrywanych ostatnio wyjątków, nie zatrzymała się wcale wśród bliskich nam krewnych, ale – w innych liniach – trwała dalej i doprowadziła nawet do przebicia dokonań Homo sapiens. Czyżbyśmy mieli utracić palmę pierwszeństwa wśród najinteligentniejszych form na Ziemi? Cóż, wydaje się, że tak właśnie się stało.

Wszystkie z tych najnowszych odkryć „wielkogłowców” pochodzą z Chin, a ich liczba jest imponująca. Pierwsze z nich przyszło w 2021 r. – to pięknie zachowana czaszka z Harbinu. Jest niezwykle masywna i ma bardzo archaiczne cechy, ale mieściła też w sobie wyjątkowo duży mózg, którego pojemność oceniono na ok. 1450 cm sześc., a więc więcej niż średnio u ludzi współczesnych, choć jej wiek szacuje się na ok. 150 tys. lat.

To jednak nie koniec zaskoczeń. Dziesięć lat wcześniej odkryto w Jaskini Denisowej na Ałtaju paliczek i ząb jakiegoś hominina, z których udało się wyekstrahować duże ilości kopalnego DNA niepasującego do żadnego ze znanych wówczas organizmów. Po raz pierwszy nieznany gatunek został opisany na podstawie samych tylko genów, bez (prawie) żadnych szczątków kostnych. Znając więc niemal kompletny genom, nie mieliśmy zarazem pojęcia o wyglądzie, w tym – w szczególności – głowy. W następnych latach odkryto kilka skamieniałych kości tych tzw. denisowian i ustalono, że krzyżowali się zarówno z nami, jak i z neandertalczykami. Jednak ich wygląd – z braku szczątków czaszki – wciąż pozostawał w sferze domysłów. Dzięki tajemniczemu człowiekowi z Harbinu mogliśmy nagle stanąć z nimi twarzą w twarz, bo – jak się okazało – w jego tkance kostnej znaleziono białka pasujące do tych, które kodowane były przez geny denisowian.

Człowiek z Harbinu to był dopiero początek. W 2024 r. badacze opisali jeszcze jeden gatunek – Homo juluensis, który już w nazwie („wielkogłowcy”) odwołuje się do nadzwyczaj pokaźnych rozmiarów czaszek. Znaleziono je na dwóch stanowiskach chińskich – Xujiayao i Xuchang. Te nowe homininy miały cechy nawiązujące do neandertalczyków, człowieka z Harbinu, a także wczesnych Homo sapiens w Europie, ale ze względu na ogromną pojemność puszki mózgowej we wszystkich znalezionych tam czaszkach (ocenionej średnio na 1700 cm sześc., a w przypadku Xuchang nawet na rekordowe 1800 cm sześc.) uznano, że warto stworzyć dla nich nowy gatunek.

Globalny mózg

Historia badań wzlotów i upadków EQ naszych pobratymców dopiero się rozkręca i warto śledzić jej przyszłe losy, bo z pewnością dużo się będzie działo. Paradoksalnie bardziej problematyczne i trudniejsze jest wyjaśnienie tendencji do wzrostu mózgu – ze względu na wysiłek energetyczny konieczny do utrzymania tego organu i fakt, że nasz mózg zaczął się kurczyć dokładnie w czasie, gdy zaczęliśmy się wznosić ponad wszelkie dokonania świata zwierzęcego.

Zarówno czaszki neandertalczyka, jak i kromaniończyka, choć mieściły się w ramach właściwych dla ludzi współczesnych, były wyraźnie większe od średnich – ostatnie kilkadziesiąt tysięcy lat to proces stałego kurczenia się naszych mózgów. Język, sztuka, religia, nauka – to wszystko zdarzyło się więc w czasie, gdy nasze EQ (a może i IQ?) dość radykalnie się zmniejszyło. Prawdopodobnie wyjaśnienie można wiązać z faktem, że te nasze sukcesy ostatnich 40 tys. lat wynikały z przeniesienia kompetencji intelektualnych z pojedynczych osobników na całe zbiorowości, a więc procesem tworzenia się globalnego mózgu, który na naszych oczach staje się faktem. Już nie musimy, każdy z osobna, na nowo „wymyślać koła”, bo to już dawno się dokonało i tę wiedzę udało się utrwalić i przekazywać pozagenowo z pokolenia na pokolenie.

***

Po śmierci Alberta Einsteina amerykański neurolog Thomas Harvey postanowił zbadać dokładnie jego mózg, z nadzieją, że tam tkwi sekret jego geniuszu. Szybko przyszło rozczarowanie: jego wielkość, 1230 cm sześc., okazała się nie tylko nieco mniejsza od średniej dla Homo sapiens, ale też sporo mniejsza niż u neandertalczyków, kromaniończyków, nie mówiąc już o „wielkogłowcach” z Xuchang. Co nie znaczy, że neandertalczycy czy denisowianie byli mądrzejsi od Einsteina, lecz że ich mądrość nie miała przełożenia na ich globalny mózg. Pojedynczo każdy z nich mógł być – i pewnie był – prawdziwym geniuszem.