De gemiddelde lichaamsgrootte van de mens fluctueerde de afgelopen miljoen jaar aanzienlijk en hangt sterk samen met de temperatuur. Koudere, hardere klimaten dreven de evolutie van grotere lichaamsmaten, terwijl warmere klimaten leidden tot kleinere lichamen. De hersengrootte veranderde ook drastisch, maar evolueerde niet samen met de lichaamsgrootte.
Ons onderzoek geeft aan dat het klimaat – met name de temperatuur – de afgelopen miljoen jaar de belangrijkste oorzaak is geweest van veranderingen in lichaamsgrootte.
Een interdisciplinair team van onderzoekers, geleid door de universiteiten van Cambridge en Tübingen, heeft metingen van de lichaams- en hersengrootte verzameld voor meer dan 300 fossielen van het geslacht Homo die over de hele wereld zijn gevonden. Door deze gegevens te combineren met een reconstructie van de regionale klimaten van de afgelopen miljoen jaar, hebben ze het specifieke klimaat bepaald dat door elk fossiel werd ervaren toen het een levend mens was.
Uit de studie blijkt dat de gemiddelde lichaamsgrootte van mensen de afgelopen miljoen jaar aanzienlijk heeft gefluctueerd, waarbij grotere lichamen zich in koudere streken ontwikkelen. Grotere afmetingen zouden dienen als buffer tegen koudere temperaturen: er gaat minder warmte verloren van een lichaam wanneer de massa groot is in verhouding tot het oppervlak. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
Onze soort, Homo sapiens, ontstond ongeveer 300.000 jaar geleden in Afrika. Het geslacht Homo bestaat al veel langer en omvat de Neanderthalers en andere uitgestorven, verwante soorten zoals Homo habilis en Homo erectus.
Een bepalend kenmerk van de evolutie van ons geslacht is een trend van toenemende lichaams- en hersenomvang; in vergelijking met eerdere soorten zoals Homo habilis, zijn we 50% zwaarder en zijn onze hersenen drie keer groter. Maar de drijfveren achter dergelijke veranderingen blijven hevig besproken.
“Onze studie geeft aan dat het klimaat – met name de temperatuur – de afgelopen miljoen jaar de belangrijkste oorzaak is geweest van veranderingen in lichaamsgrootte”, zegt professor Andrea Manica, een onderzoeker aan de afdeling Zoölogie van de Universiteit van Cambridge die de studie leidde.
Hij voegde eraan toe: “We kunnen aan mensen die tegenwoordig leven zien dat mensen in warmere klimaten meestal kleiner zijn en mensen die in koudere klimaten leven groter zijn. We weten nu dat dezelfde klimatologische invloeden al een miljoen jaar aan het werk zijn.”
De onderzoekers keken ook naar het effect van omgevingsfactoren op de hersengrootte in het geslacht Homo, maar de correlaties waren over het algemeen zwak. De hersengrootte was meestal groter toen Homo leefde in habitats met minder vegetatie, zoals open steppen en graslanden, maar ook in ecologisch stabielere gebieden. In combinatie met archeologische gegevens suggereren de resultaten dat mensen die in deze habitats leven op grote dieren jaagden als voedsel – een complexe taak die de evolutie van grotere hersenen zou kunnen hebben aangedreven.
“We ontdekten dat verschillende factoren de hersengrootte en lichaamsgrootte bepalen – ze staan niet onder dezelfde evolutionaire druk. De omgeving heeft een veel grotere invloed op onze lichaamsgrootte dan onze hersengrootte”, zegt Dr. Manuel Will van de Universiteit van Tübingen, Duitsland, eerste auteur van de studie.
Hij voegde eraan toe: “Er is een indirecte invloed van de omgeving op de hersengrootte in meer stabiele en open gebieden: de hoeveelheid voedingsstoffen die uit de omgeving wordt gehaald, moet voldoende zijn om het onderhoud en de groei van onze grote en bijzonder energieverslindende hersenen mogelijk te maken.”
Dit onderzoek suggereert ook dat niet-omgevingsfactoren belangrijker waren voor het aansturen van grotere hersenen dan het klimaat, waarbij de belangrijkste kandidaten de toegevoegde cognitieve uitdagingen zijn van een steeds complexer sociaal leven, meer diverse diëten en meer geavanceerde technologie.
De onderzoekers zeggen dat er goed bewijs is dat het menselijk lichaam en de hersengrootte blijven evolueren. Het menselijk lichaam past zich nog steeds aan aan verschillende temperaturen, met gemiddeld grotere mensen die tegenwoordig in koudere klimaten leven. De hersengrootte bij onze soort lijkt te zijn afgenomen sinds het begin van het Holoceen (ongeveer 11.650 jaar geleden). Door de toenemende afhankelijkheid van technologie, zoals het uitbesteden van complexe taken aan computers, kunnen de hersenen de komende duizend jaar mogelijk nog meer krimpen.
“Het is leuk om te speculeren over wat er in de toekomst met de lichaams- en hersengrootte zal gebeuren, maar we moeten oppassen dat we niet te veel extrapoleren op basis van de afgelopen miljoen jaar, omdat er zoveel factoren kunnen veranderen”, zegt Manica.
Dit onderzoek werd gefinancierd door de European Research Council en het Antarctic Science Platform.
Reference
Will, M. et al: ‘Different environmental variables predict body and brain size evolution in Homo.’ Nature Communications, July 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24290-7