मस्तिष्क और आंतरिक कान की प्राचीन मानव खोपड़ी की विस्तृत संरचना के विस्तृत स्कैन

लिटिल फुट दक्षिणी अफ्रीका में सबसे पुराने ज्ञात होमिनिंस में से एक है। यह लगभग पूरा कंकाल, जीनस ऑस्ट्रोपिथेकस से संबंधित है, तीन मिलियन से अधिक वर्षों की है। यह 1994 में दक्षिण अफ्रीका में जोहान्सबर्ग के पास स्टरकोन्टेनी गुफाओं में पाया गया था, जो "मानव जाति के पालने" का हिस्सा है।

हम अफ्रीका में पाए जाने वाले सैकड़ों जीवाश्म अवशेषों की बदौलत जीनस ऑस्ट्रेलोपिथेकस के बारे में काफी कुछ जानते हैं। हम जानते हैं कि इसमें कई प्रजातियां शामिल हैं, उनमें से कुछ संभवतः एक ही समय में रहते हैं, और इन प्रजातियों ने भोजन की उच्च विविधता का सेवन किया है।

लेकिन दुर्भाग्य से, क्योंकि जीवाश्म अक्सर खंडित होते हैं, हमें अभी भी ठीक से पता नहीं है कि ऑस्ट्रलोपिथेकस का मस्तिष्क कैसा दिखता था, वे कैसे चलते थे या कुछ खास तरीकों से विकसित हुए थे।

अब लिटिल फ़ुट के अपेक्षाकृत अक्षुण्ण खोपड़ी और माइक्रो-टोमोग्राफी नामक एक उच्च तकनीक स्कैनिंग तकनीक के संयोजन ने हमें कुछ उत्तरों को प्रकट करने में मदद की है।

मैंने और मेरे सहयोगियों ने वस्तुतः लिटिल फुट की खोपड़ी की जांच के लिए माइक्रोटोमोग्राफी का उपयोग किया था। यह तकनीक एक स्कैनर के उपयोग पर निर्भर करती है जो हमें एक समय में कुछ माइक्रोमीटर - बहुत बारीक विवरण तक पहुंचने की अनुमति देता है। हमने खोपड़ी के विभिन्न शारीरिक संरचनाओं की खोज की और, विशेष रूप से, मस्तिष्क के निशान और आंतरिक कान।

हमने तब तुलना की जो हमने अन्य ऑस्ट्रलोपिथेकस नमूनों को पाया, और जीवाश्म अलग-अलग समूहों से संबंधित है: पैरेन्थ्रोपस और प्रारंभिक होमो । ये भौगोलिक रूप से छोटे हैं, जिसने हमें विकास को ट्रैक करने की अनुमति दी है।

मस्तिष्क और आंतरिक कान भी जीवाश्म होमिनिन और उनके भौतिक और सामाजिक वातावरण के बीच दिलचस्प अंतर हैं। इन अध्ययनों के माध्यम से, हम अपने पूर्वजों के रहने और विकसित होने के बारे में नए परिदृश्य प्रस्तुत कर सकते हैं।

मस्तिष्क छाप का अध्ययन

मस्तिष्क जीवाश्म नहीं बना सकता है। इसका अर्थ है कि होमिनिन मस्तिष्क के विकास की कोई भी समझ मस्तिष्क की छापों का विश्लेषण करने पर निर्भर करती है जो हमारी खोपड़ी के अंदर संरक्षित होती हैं, जिसे एंडोकास्ट के रूप में भी जाना जाता है।

एंडोकास्ट मस्तिष्क के आकार, आकार और संगठन के साथ-साथ इसे खिलाने वाले संवहनी तंत्र के बारे में जानकारी दे सकता है। कुछ दरारों की उपस्थिति और इस तथ्य के बावजूद कि खोपड़ी के कुछ हिस्से विकृत हैं, लिटिल फ़ुट का एंडोकैस्ट अपेक्षाकृत पूर्ण है और मस्तिष्क के स्पष्ट निशान को संरक्षित करता है।

"लिटिल फुट" की खोपड़ी और एंडोकास्ट का एक 3-डी प्रतिपादन। (बीउडेट एट अल। 2019 जर्नल ऑफ़ ह्यूमन इवॉल्यूशन)

लिटिल फ़ुट के ललाट लोब में मस्तिष्क के छाप ऑस्ट्रेलियाई भूगर्भ के छोटे नमूनों के समान होते हैं: वे एप-जैसे पैटर्न दिखाते हैं जो जीवित मनुष्यों से काफी भिन्न होते हैं। लिटिल फ़ुट के एंडोकास्ट के पीछे के क्षेत्र में दृश्य प्रांतस्था, युवा ऑस्ट्रोपिथेकस और जीवित मनुष्यों की तुलना में अधिक विस्तारित प्रतीत होती है, जहां यह अधिक कम हो जाती है।

यह जानकारी महत्वपूर्ण है क्योंकि होमिन मस्तिष्क में दृश्य कॉर्टेक्स की कमी पार्श्विका एसोसिएशन कॉर्टेक्स के विस्तार से संबंधित है, जो स्मृति, आत्म-जागरूकता, अभिविन्यास, ध्यान या उपकरण उपयोग जैसे महत्वपूर्ण कार्यों में शामिल है। इसका अर्थ यह हो सकता है कि उन कार्यों को लिटिल फुट में विकसित नहीं किया गया था, क्योंकि बाद के होमिन की तुलना में।

हमारी परिकल्पना यह है कि लगभग 2.8 मिलियन वर्ष पहले हुए पर्यावरणीय परिवर्तनों के कारण आस्ट्रेलोपिथेकस के मस्तिष्क पर चयनात्मक दबाव आ सकता है। एक अप्रत्याशित वातावरण ने ऑस्ट्रेलोपिथेकस के आवास और खाद्य संसाधनों को बदल दिया होगा, और उन्हें जीवित रहने के लिए अनुकूल होना चाहिए। यह लिटिल फुट और छोटे ऑस्ट्रलोपिथेकस के बीच सेरेब्रल अंतरों की व्याख्या करेगा।

और हमारे अध्ययन से यह भी पता चलता है कि ऑस्ट्रेलोपिथेकस के एन्डोकास्ट में संवहनी प्रणाली पहले की तुलना में अधिक जटिल थी, विशेष रूप से मध्य मेनिंगियल वाहिकाओं में। इसका मतलब यह है कि सेरेब्रल रक्त प्रवाह के मामले में लिटिल फुट अपेक्षाकृत हमारे करीब हो सकता है।

मानव वंश में एक बड़े मस्तिष्क के उद्भव में इस विशेषता ने एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई हो सकती है, क्योंकि संवहनी प्रणाली का यह हिस्सा संभवतः मस्तिष्क के शीतलन प्रणाली में शामिल है।

आंतरिक कान की खोज

एक दूसरे पेपर में हम लिटिल फुट के आंतरिक कान के बारे में आकर्षक विवरणों का वर्णन करते हैं। आंतरिक कान में संतुलन के अंग होते हैं - अपने अर्धवृत्ताकार नहरों के साथ वेस्टिबुलर प्रणाली - और सुनवाई, घोंघे के आकार का कोक्लीअ के माध्यम से।

परंपरागत रूप से, जीवाश्मों के भीतर के कान का वर्णन अस्थायी हड्डी में एम्बेडेड बोनी भूलभुलैया के आकार के माध्यम से किया जा सकता है। हमारे माइक्रोटोमोग्राफिक विश्लेषण ने हमें लिटिल फुट के आंतरिक कान को वस्तुतः पुनर्निर्माण करने की अनुमति दी। हमने पाया कि इसने मानव जैसी और एप जैसी विशेषताओं को संयोजित किया है। यह एक और ऑस्ट्रलोपोपिथेकस नमूना है जैसा कि जैकोव कैवर्न में स्टरकोन्टेइन में पाया जाता है, जो लिटिल फुट के समान उम्र का है। वे दो नमूने आस्ट्रेलोपिथेकस के आंतरिक कान के पैतृक आकारिकी का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं।

वेस्टिबुलर सिस्टम और हरकत के बीच एक करीबी रिश्ता है - हम कैसे चलते हैं। लिटिल फुट और अन्य ऑस्ट्रलोपिथेकस में, वेस्टिबुलर प्रणाली मनुष्यों और पैरेन्थ्रोपस से भिन्न होती है, लेकिन वानरों के साथ समानता होती है।

यह लंबे समय तक चलने वाली परिकल्पना के अनुरूप हो सकता है कि ऑस्ट्रलोपिथेकस जमीन पर दो पैरों पर चल सकता था, लेकिन पेड़ों में भी कुछ समय बिताया। पैरेन्थ्रोपस भी होमो से अलग है: वे हमारे जैसे ही बीपेड थे, लेकिन शायद दौड़ने जैसी विशिष्ट गतिविधियों में शामिल नहीं हो सके।

हमने आंतरिक कान से और अधिक आकर्षक अंतर्दृष्टि प्राप्त की। इनमें यह तथ्य भी शामिल है कि लिटिल फ़ुट का कोक्लीअ, जो आंतरिक कान में पाया जाता है, भूगर्भीय रूप से छोटे ऑस्ट्रोपोपिथेकस नमूनों के समान है और पैरेन्थ्रोपस है । लेकिन यह जीवाश्म होमो नमूनों से काफी हद तक अलग है। यह अंग ध्वनि धारणा और आहार, आवास या संचार जैसे पारिस्थितिक कारकों से संबंधित है।

इसलिए हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि लिटिल फ़ुट अपने परिवेश के साथ हमारे हाल के मानव पूर्वजों की तुलना में अलग तरीके से बातचीत कर सकता था।

यह शोध लिटिल फुट के मस्तिष्क और आंतरिक कान में एक आकर्षक खिड़की प्रदान करता है, और हमें यह समझने में मदद करता है कि हमारे पूर्वजों के दिमाग और कान लाखों साल पहले कैसे विकसित हुए थे।

यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।

Amélie Beaudet, पोस्टडॉक्टोरल फेलो, यूनिवर्सिटी ऑफ विटवाटरसैंड