Uzun Çocukluk Dönemi, Daha Büyük Beyinlerin Yolunu Açmış

Gürcistan’da bulunan 1,77 milyon yıllık fosil dişler, uzun bir çocukluk döneminin büyük beyin evriminin öncüsü olduğunu gösteriyor.

Büyük maymunlarla karşılaştırıldığında, insanlar olağanüstü derecede uzun bir çocukluk dönemine sahip. Bu süreçte ebeveynler, büyükanne ve büyükbabalar ile diğer yetişkinler, çocukların fiziksel ve bilişsel gelişimine katkıda bulunuyor. İnsan gruplarının karmaşık sosyal ortamında ihtiyaç duyulan tüm bilişsel becerilerin kazanıldığı bu dönem, gelişimin kritik bir aşaması.

Mevcut bilimsel görüş, modern insanların uzun büyüme sürecinin beyin hacmindeki artışın bir sonucu olarak evrimleştiği yönünde; çünkü böyle bir organın gelişmesi büyük miktarda enerji gerektiriyor.

(İlgili: Gürcistan’da 1.8 Milyon Yıllık Homo Erectus Dişi Bulundu)

Ancak “büyük beyin—uzun çocukluk dönemi” hipotezi yeniden değerlendirilmek zorunda kalabilir. Nature dergisinde yayımlanan bir araştırmaya göre, uluslararası bir bilim ekibi, olağanüstü bir fosilin diş gelişimini inceleyerek bu varsayımı sorguluyor.

Dişler, kilit öneme sahip

Zürih Üniversitesi (İsviçre), Avrupa Senkrotron Radyasyon Tesisi (ESRF, Grenoble, Fransa) ve Gürcistan Ulusal Müzesi’nden bilim insanlarının oluşturduğu araştırma ekibi, Gürcistan’daki Dmanisi bölgesinde bulunan ve yaklaşık 1,77 milyon yıl öncesine tarihlenen neredeyse yetişkin bir erken Homo bireyine ait fosilin diş gelişimini incelemek için senkrotron görüntüleme teknolojisini kullandı.

Çalışmanın baş yazarı olan Christoph Zollikofer, “Çocukluk ve bilişsel süreçler fosilleşmez, bu yüzden dolaylı bilgilere güvenmek zorundayız. Dişler bu konuda ideal, çünkü iyi korunurlar ve tıpkı ağaçların yıllık halkalar oluşturması gibi günlük büyüme halkaları üretirler. Bu halkalar, gelişim sürecini kaydeder” diye açıklıyor.

Çalışmanın ortak yazarı Paul Tafforeau, “Bir hominid fosilinin diş gelişimini incelemek, bedenin geri kalanının, özellikle de beynin gelişimiyle güçlü bir şekilde bağlantılı. Bu nedenle, fosil bir bireyin diş büyümesine dair detaylara erişmek, genel gelişimi hakkında önemli bilgiler sağlar” diye ekliyor.

18 yıllık araştırma

Bu proje, ESRF’de faz kontrastlı senkrotron tomografisi kullanılarak yapılan diş mikro yapılarının tahribatsız analizlerindeki ilk başarılı sonuçların ardından 2005 yılında başlatıldı. Bu teknik, bilim insanlarının fosilin dişleri üzerinde sanal mikroskobik kesitler oluşturmasını sağladı.

Bu örnekteki büyüme yapılarının olağanüstü derecede iyi korunmuş olması, doğumdan ölüme kadar tüm diş gelişim aşamalarının benzersiz bir hassasiyetle yeniden oluşturulmasını mümkün kıldı. Bir anlamda, bilim insanları bu hominidin dişlerini sanal olarak yeniden büyütmüş oldu.

Proje, 2005’teki ilk tasarım aşamasından 2023’teki nihai sonuçların tamamlanmasına kadar neredeyse 18 yıl sürdü. Fosilin dişleri ilk kez 2006 yılında tarandı ve 2007’de ölüm yaşına dair ilk sonuçlar elde edildi.

Tafforeau, “Erken hominidlere özgü, büyük maymunlarınkine yakın bir diş gelişimi ya da modern insanlara benzer bir gelişim bulmayı bekliyorduk. Ancak ilk sonuçları elde ettiğimizde gözlerimize inanamadık, çünkü çok farklı bir şeyle karşılaştık: Şimdiye kadar incelenen hiçbir fosil hominin ya da yaşayan büyük maymunda görülmeyen, olağanüstü hızlı bir azı dişi taç büyümesi” diye belirtiyor.

Sonraki yıllarda, dental senkrotron görüntüleme tekniklerinde kaydedilen ilerlemeler sayesinde farklı yaklaşımlar kullanılarak beş farklı deney serisi ve dört kapsamlı analiz gerçekleştirildi. Tüm sonuçlar aynı yöne işaret ettiğinden ve “büyük beyin—uzun çocukluk dönemi” hipotezi üzerinde büyük bir etki yaratma potansiyeline sahip olduğundan, bilim insanları bu fosili anlamak için alışılmışın dışında düşünmek zorundaydı.

Tafforeau, “Hem teknik hem de düşünsel açıdan uzun bir olgunlaşma süreci sonunda, bugün yayımladığımız hipoteze ulaştık” diye açıklıyor.

Süt dişleri daha uzun süre kullanılmış

Çalışmanın ortak yazarı Vincent Beyrand’a göre, sonuçlar, bu bireyin 11 ila 12 yaşları arasında, yani “yirmilik dişleri” çoktan çıktığında öldüğünü gösterdi, tıpkı bu yaştaki büyük maymunlarda olduğu gibi.

Ancak ekip, bu fosilin diş olgunlaşma modelinin şaşırtıcı derecede insana benzediğini keşfetti. Gelişimin ilk beş yılı boyunca arka dişlerin, ön dişlere kıyasla daha yavaş geliştiği gözlemlendi.

Çalışmanın ortak yazarı Marcia Ponce de León, “Bu durum, süt dişlerinin büyük maymunlara kıyasla daha uzun süre kullanıldığını ve bu erken Homo türüne ait çocukların, büyük maymunların yavrularına göre daha uzun süre yetişkin desteğine bağımlı olduğunu gösteriyor. Bu, uzun çocukluk dönemine dair ilk evrimsel sürecin ilk örneklerinden biri olabilir” diye açıklıyor.

Dişler, beyin evrimi hakkında nasıl ipuçları verebilir?

Bu noktada “büyük beyin—uzun çocukluk dönemi” hipotezi test ediliyor. Erken Homo bireylerinin beyinleri, büyük maymunlardan veya Australopithecus‘lardan çok daha büyük değildi, ancak muhtemelen daha uzun yaşıyorlardı. Nitekim Dmanisi’de keşfedilen kafataslarından biri, yaşamının son birkaç yılında dişlerini tamamen kaybetmiş çok yaşlı bir bireye aitti.

Gürcistan Ulusal Müzesi’nden ortak yazar David Lordkipadnize, “Bu kadar yaşlı bir bireyin birkaç yıl boyunca dişsiz yaşayabilmesi, grubun geri kalanının ona iyi baktığını gösteriyor” diye yorumluyor.

Yaşlı bireyler, en fazla deneyime sahip oldukları için topluluk içindeki rollerinin genç bireylere bilgi aktarmak olduğu düşünülüyor. Üç kuşaktan oluşan bu yapı, insanlarda kültürel aktarımın temel bir unsuru olarak kabul ediliyor.

Küçük çocukların henüz tam olgunlaşmamış beyinlerinin yüksek esnekliğe sahip olması sayesinde muazzam miktarda bilgiyi ezberleyebildikleri biliniyor. Ancak aktarılacak bilgi miktarı arttıkça, öğrenme süreci de uzar.

İşte yeni hipotezin devreye girdiği yer burası: Çocukların büyüme süreci yavaşlarken, kültürel aktarım artmış ve yaşlı nesilden genç nesle aktarılan bilginin önemi giderek yükselmiş olabilir.

Bu aktarım süreci, bireylerin mevcut kaynakları daha verimli kullanmasını ve daha karmaşık davranışlar geliştirmesini sağlamış, böylece onlara daha uzun bir çocukluk dönemi (ve muhtemelen daha uzun bir yaşam süresi) lehine evrimsel bir avantaj sağlamış olabilir.

Bu mekanizma bir kez devreye girdikten sonra, doğal seçilim yalnızca biyolojik özellikler üzerinde değil, kültürel aktarım üzerinde de etkili olmaya başlamış olabilir. Aktarılacak bilginin miktarı arttıkça, evrim beyin hacminin büyümesini ve yetişkinliğe geçişin gecikmesini desteklemiş; böylece hem çocuklukta daha fazla şey öğrenmemizi hem de sınırlı besin kaynaklarına rağmen daha büyük bir beyin geliştirebilmemizi sağlamış olabilir.

Dolayısıyla, insan gelişiminin yavaşlamasına neden olan şey, beyin hacmindeki artış olmayabilir. Bunun yerine, çocukluk süresinin uzaması ve üç kuşaklı sosyal yapının biyokültürel evrimi teşvik etmesi, beyin büyümesini, yetişkinliğin gecikmesini ve daha uzun bir yaşam süresini beraberinde getirmiş olabilir. Bu olağanüstü fosilin dişlerini incelemek, bilim insanlarını kendi türümüz Homo sapiens‘in evrimsel süreçlerini yeniden değerlendirmeye yönlendirebilir.

European Synchrotron Radiation Facility. 13 Kasım 2024.

Makale: Zollikofer, C.P.E., Beyrand, V., Lordkipanidze, D. vd. (2024). Dental evidence for extended growth in early Homo from Dmanisi. Nature 635, 906–911.