Вернемся теперь к вопросу о том, как развился интеллект. На всем протяжении эволюции биологических видов прослеживается общая тенденция развития более высокого интеллекта. В этой главе рассматриваются механизмы, ответственные за это. Эволюция расовых различий в интеллекте продолжает эту тенденцию и обсуждается в двух последующих главах.
1. Общие принципы эволюции интеллекта
Общие принципы эволюции интеллекта в сторону увеличения в течение приблизительно 225 миллионов лет были сформулированы Джерисоном (Jerison; 1973, 2000). Он показал, что имели место два процесса. Во-первых, время от времени биологические виды занимают новые среды обитания или ниши, что требует повышенной познавательной активности. Когда это происходит, виды отвечают развитием большего мозга, обеспечивающего более высокий интеллект. Это позволяет живым организмам справляться с познавательными требованиями новой ниши. Второй процесс состоял в том, что плотоядные и травоядные животные были втянуты в своего рода «гонку вооружений», в которой плотоядные животные должны были стать более интеллектуальными, чтобы ловить травоядных животных, в то время как травоядные должны были стать более интеллектуальными, чтобы спасаться от хищников. Полезное рассмотрение этого процесса было сделано Доукинсом и Кребсом (Dawkins, Krebs; 1979).
При межвидовых сравнениях по размеру мозга и интеллекту возникает проблема, вызванная сильной кросс-видовой связью размеров мозга и тела. Причина этого в том, что значительная часть мозга обслуживает функции тела, ввиду чего виды с крупным телом имеют большой мозг. Чтобы учесть размер тела при межвидовых сравнениях размера мозга, Джерисон ввел понятие коэффициента энцефализации (EQ), представляющий собой показатель размера мозга относительно размера тела. Он установил величину EQ для среднего живущего ныне млекопитающего в 1,0 и выразил значения EQ других вымерших и живущих ныне видов относительно этого стандарта. Джерисон определяет интеллект биологических видов как их EQ, который обуславливает способность мозга к обработке информации.
Важные моменты в развитии более высокого EQ при появлении новых видов представлены в Таблице 15.1. Эти данные были скомпилированы из работ Джерисона (Jerison; 1973, 2000), Катлера (Cutler; 1976) и Харви и Глуттон-Брока (Harvey, Glutton-Brock; 1985).
Таблица 15.1.
Эволюция коэффициентов энцефализации
В строках 1, 2 и 3 показано, что 225 миллионов лет рыбы и рептилии имели низкий EQ, равный 0,05, и что он не претерпел увеличения ни 60 миллионов лет назад, ни к настоящему времени.
2. Млекопитающие
Из строки 4 видно, что EQ первых млекопитающих, появшихся приблизительно 225 миллионов лет назад, составлял 0,25. Это было пятикратным увеличением по сравнению с рептилиями, от которых они эволюционировали, и первым квантовым скачком в увеличении EQ и интеллекта.
Беличья мартышка
Сенегальский галаго
Предок млекопитающих – цинодонт
Череп австралопитека
Homo erectus. Реконструкция
Объяснение такого развития состоит в том, что рептилии были в значительной степени дневными животными, получавшими информацию об окружающем мире главным образом через зрение. Подобно живущим ныне рептилиям, их поведение состояло в значительной степени в жестких ответах на визуальные знаки-стимулы. Первые млекопитающие были маленькими животными размером примерно с крысу. Они заняли ночную нишу: в течение дня спали, а ночью добывали пропитание. Эта ниша представляла преимущество ввиду того, что давала защиту от хищных рептилий, но и имела недостаток, так как зрение ночных животных плохо подходило для сбора информации об окружающем мире, хотя положение улучшалось в сумерках, на рассвете и лунными ночами.
Выходом из этого положения явилось развитие у ранних ночных млекопитающих слуха, обоняния, осязания и «интегрирующего процессора» для получения и анализа информации от этих трех органов чувств наряду со зрением. Тогда они стали в состоянии объединять информацию, получаемую от этих четырех органов чувств, чтобы идентифицировать хищников, пищу и половых партнеров. Развитие способности к обработке слуховой, обонятельной и осязательной информации потребовало увеличения слуховых, ольфакторных и тактильных центров мозга, а также развития интеграционной способности для объединения информации, полученной от этих четырех органов чувств. Эти новые познавательные функции потребовали пятикратного увеличения коэффициента энцефализации по сравнению со средним значением у рыб и рептилий (от 0,05 до 0,25).
Из строки 5 видно, что 60 миллионов лет назад EQ средних млекопитающих увеличился до 0,75, что представляет тройное увеличение в сравнении с 0,25 первых млекопитающих. В строке 6 показано, что за следующие 60 миллионов лет EQ среднего млекопитающего еще увеличился до 1,0. Таким образом, за 225 миллионов лет, прошедших с их появления, EQ средних млекопитающих увеличился приблизительно в четыре раза. Как представляется, это увеличение имело место в значительной степени вследствие действия принципа «гонки вооружений» между плотоядными и травоядными животными, которые оказывали давление отбора друг на друга в сторону увеличения интеллекта и соответствующего ему EQ.
3. Птицы
Как следует из строки 7, первые птицы появились приблизительно 150 миллионов лет назад. У первой птицы, археоптерикса, EQ составлял 0,10 – вдвое выше значения рептилий, от которых они эволюционировали. Это был второй квантовый скачок в увеличении EQ и интеллекта. В строках 8 и 9 показано, что EQ птиц увеличился приблизительно до 0,75 60 миллионов лет назад и еще возрос до 1,0 за следующие 60 миллионов лет к настоящему времени.
Останки археоптерикса – древнейшей вымершей птицы
Гнездо птицы
Таким образом, у средних живущих ныне птиц примерно такой же EQ, как и у средних живущих ныне млекопитающих. Объяснение увеличения EQ птиц следует искать, вероятно, в том, что нишей их обитания стала преимущественно воздушная среда. Это давало преимущество: они находились вдалеке от хищников. Невыгодным было то, что птенцов, вылупившихся в гнездах на вершинах деревьев, нужно было кормить в течение нескольких недель, пока те не вырастут в достаточной степени для того, чтобы летать и заботиться о себе самостоятельно. Чтобы вырастить своих птенцов, родители должны были построить гнездо, запомнить положение гнезда на местности, создать брачную пару и сотрудничать в кормлении своих птенцов и в защите гнезда от хищников.
Эти задачи требовали, очевидно, более высоких интеллекта, способности к обучению и EQ, чем те, которые были необходимы рыбам и рептилиям, не заботящимся о своей молоди. Более высокий интеллект птиц и млекопитающих, таких как собаки и кролики, был выявлен с помощью различных экспериментальных задач, это рассматривается в обзоре Разрина (Razrin, 1971). Возрастание со временем EQ птиц происходило, вероятно, в значительной степени вследствие «гонки вооружений» между хищными и нехищными птицами, которые оказывали давление отбора друг на друга, приводящее к возрастанию интеллекта и соответствующего ему EQ.
4. Приматы
В строке 10 представлен EQ первых приматов (0,75), появившихся приблизительно 60 миллионов лет назад вслед за исчезновением динозавров. Величина EQ первых приматов была примерно такой же, как и у живших тогда средних млекопитающих и птиц. В строках с 11 по 15 представлены значения EQ живущих ныне представителей первых приматов: древесной землеройки (0,85), западноафриканского лемура потто (1,1), галаго (1,2), изящного лемура (0,7) и черного лемура (1,6). Средний EQ этих пяти живущих ныне видов составляет 1,1; увеличение в сравнении с первыми приматами, жившими 60 миллионов лет назад, равняется приблизительно 50 %. В строке 16 приведен EQ первых обезьян (1,0), появившихся около 30 миллионов лет назад. В строках с 17 по 22 даны EQ шести типичных видов живущих ныне обезьян. Величины их EQ располагаются в пределах от 1,3 у серебристого лангура до 3,5 у бурого черноголового капуцина, так что все они имеют более высокий EQ, чем первые, жившие 30 миллионов лет назад, обезьяны, с их EQ 1,0. В строке 23 приведен EQ первых человекообразных обезьян (2,0), появившихся примерно 16 миллионов лет назад. Основные отличия человекообразных от остальных обезьян заключаются в том, что у человекообразных обезьян нет хвоста и у них более гибкие плечи, что позволяют им поднимать руки выше головы и повисать на ветвях деревьев, тогда как другие обезьяны бегают по веткам. В строках с 24 по 28 даны EQ пяти видов живущих ныне крупных человекообразных обезьян. Значения их EQ следующие: 2,0 у горилл Центральной Африки, 2,1 у гиббона сиаманга из Юго-Восточной Азии и Индонезии, 2,4 у орангутанга с островов Борнео и Суматры, 2,6 у шимпанзе из Центральной Африки и 2,8 у белорукого гиббона, или лара, из Юго-Восточной Азии и Индонезии. Если рассматривать крупных человекообразных обезьян как род, то можно сказать, что у них, по-видимому, не развился более высокий EQ, чем у других обезьян. Средний EQ пяти видов крупных человекообразных обезьян равен 2,4, а у шести видов других обезьян он составляет 2,3. Некоторые из этих EQ определены по малому числу измерений и могут быть недостаточно точны вследствие ошибок выборки.
Стремительное развитие EQ у обезьян и человекообразных обезьян от 1,0 до 2,4 за 30 миллионов лет их существования было намного более быстрым, чем у других млекопитающих и птиц за тот же самый период. Это было третьим большим квантовым скачком в увеличении размера мозга и интеллекта. Представляется, что для столь быстрого увеличения EQ были две причины. Во-первых, в то время как ранние приматы, подобно млекопитающим, от которых они эволюционировали, были ночными животными (Byrne, 2002), обезьяны и человекообразные обезьяны стали животными дневными, бодрствующими днем и спящими ночью. Дневные виды получают информацию о внешнем мире в значительной степени посредством зрения, в соответствии с этим визуальные центры мозга обезьян и человекообразных обезьян увеличились в размере, обеспечив им повышенную способность к обработке визуальной информации. Во-вторых, они жили социальными группами, тогда как ранние приматы вели одиночный образ жизни. Проживание группами дает преимущества в обеспечении исключительного использования территории и ее ресурсов, в сотрудничестве в поиске пищи, в заботе о молодняке и в защите от хищников. Платой за это является необходимость усвоения особями сложных социальных навыков для гармоничного сосуществования с другими участниками группы, с которыми они должны сотрудничать при защите территории, но с которыми они и конкурируют за пищу и половых партнеров. Социальная система этих животных обычно представляет собой группу примерно от тридцати до восьмидесяти особей, в которой существует иерархия подчинения, где два-три доминирующих самца получают больше пищи, исключительный доступ к самкам, когда у тех происходит течка, и лучшие спальные места на деревьях. Чтобы сохранить свое положение, доминирующие самцы обычно формируют союзы для противодействия претензиям со стороны не доминирующих самцов.
Доминирующие самцы гориллы
Не доминирующие самцы принадлежат к группе, однако должны проявлять уважительное отношение к положению доминирующих самцов, которые изгонят их из стаи, если почувствуют, что им брошен вызов. Тем не менее не доминирующие самцы, как представляется, понимают, что если они будут вести себя искусно, настанет время, когда доминирующие самцы состарятся и ослабнут и в конце концов умрут, и они смогут унаследовать их место. Чтобы поддержать свое положение в группе в ожидании этой возможности, не доминирующие самцы должны проявлять сдержанность и осмотрительность до тех пор, пока им не представится удобный случай успешно оспорить права доминирующих самцов и сместить их. До тех пор они вступают в союзы с другими не доминирующими самцами, чтобы поддержать свое положение в группе и увеличить свои шансы стать доминирующими. Приобретение этих социальных навыков требует быстрого научения и способности сдерживать претензии к доминирующим самцам. Эти социальные навыки получили название «социального интеллекта», и они, по-видимому, требуют относительно высокого EQ для понимания и управления социальными отношениями, наблюдения, фиксации и запоминания особенностей других участников группы, а также для подавления импульсивных действий. Самцы с высоким социальным интеллектом в конечном итоге становятся доминирующими и приобретают возможность размножаться, что повышает социальный интеллект вида. Теория, что становление высокосоциальными животными было нишей, которая повысила EQ обезьян и человекообразных обезьян, была разработана Данбаром (Dunbar, 1992). Он показал, что среди приматов размер социальной группы вида коррелирует с EQ; это говорит о том, что приматам, живущим большими группами, требуется более высокий EQ для участия в более сложных социальных отношениях между членами группы. Таким образом, обезьяны и человекообразные обезьяны заняли новую нишу как кооперированные социальные виды, что требовало более высокого интеллекта, обеспечиваемого более высоким EQ.
Шимпанзе раскалывает камнем орехи
Обезьяны и человекообразные обезьяны демонстрируют разнообразные проявления высокого интеллекта, что согласуется с высокими значениями их EQ. Наиболее изученным видом является шимпанзе. В 1920-х гг. Келер показал (Kohler; 1925), что при постановке перед шимпанзе сложной задачи, например достать банан, подвешенный к потолку слишком высоко, чтобы до него можно было дотянуться, они могут сообразить, как из ящиков можно построить платформу, на которую они могут забраться и схватить этот банан. Позже Гудолл показала (Goodall; 1986), что шимпанзе в дикой природе научаются изготавливать и использовать орудия для различных целей. Они берут ветки, от которых отрывают боковые отростки, облизывают их, чтобы сделать липкими, вставляют их в отверстия в горках термитов или гнездах муравьев, вытаскивают липкие ветки и съедают термитов или муравьев, прилипших к ним. Они делают пестики, чтобы измельчить древесную мякоть в съедобную пасту, долота, чтобы открыть пчелиные гнезда, используют камни для раскалывания орехов и листья как чаши для питья и чтобы почистить себя, а также поднимают упавшие сучья деревьев для обороны от хищников и при защите своей территории от вторгшихся чужаков.
У них также имеется словарь приблизительно из дюжины криков, служащих для передачи информации о присутствии хищников, о вторжении на их территорию соседних групп обезьян, о расположении источников пищи, о готовности или нежелании поделиться пищей и так далее. Недавно было показано, что орангутанги также изготавливают и используют орудия (Fox, Sitompul, Van Schaik; 1999). В лабораторных исследованиях только обезьяны и человекообразные обезьяны могут справиться с задачами выбора непохожего предмета, в которых предлагаются три предмета, два из которых одинаковы, и нужно выбрать третий лишний, а также обучаться с первого раза, когда предъявляются два различных объекта и правильный выбор меняется день ото дня.
5. Гоминиды
Четвертый квантовый прыжок в EQ и интеллекте имел место с эволюцией гоминид. Это ряд видов, который в итоге привел к появлению Homo sapiens – Человека разумного. Началось это приблизительно 4 миллиона лет назад в Центральной Восточной Африке (там, где теперь находятся Кения и Танзания) с появлением австралопитеков, затем последовательно появились три вида: Homo habilis, Homo erectus и, наконец, Homo sapiens. Время существования этих видов и их EQ приведены в строках 29–32 Таблицы 15.1. Первый из них, австралопитеки, включал несколько видов. Первым появивился Australopithicus afarensis, эволюционировавший от человекообразной обезьяны, очень похожей на шимпанзе.
За следующие два миллиона лет развились другие виды австралопитеков, включая africanus, robustus и boisei. Особи последних видов были крупнее и имели больший мозг, но не в пропорции к размеру тела, так что их коэффициенты энцефализации оставались теми же. Причина эволюции австралопитеков состояла в том, что человекообразные обезьяны приспособлены к жизни в лесах, но в Центральной Восточной Африке климат стал более засушливым, в результате чего большая часть лесов исчезла и сменилась лугами с вкраплениями кустарников и отдельных рощ деревьев. Таким образом, человекообразные обезьяны в Центральной Восточной Африке должны были приспособиться, чтобы выжить в новой нише открытой саванны. Тремя главными адаптивными признаками стали: прямохождение (тогда как обезьяны передвигаются на четвереньках), противопоставление большого пальца остальным и увеличение EQ. Адаптивное значение вертикального положения тела состояло в том, что оно предоставляло лучший обзор, позволяющий видеть хищников на большем расстоянии, давало возможность совершать длительные переходы в поисках пищи и освобождало руки. Освобождение рук и противопоставление большого пальца остальным позволило использовать руки для переноса пищи на стоянку, изготавливать каменные орудия и более ловко захватывать камни и куски дерева и прогонять ими хищников.
Величина EQ гоминидов увеличилась приблизительно втрое в течение примерно 4 миллионов лет от приблизительно 2,6 у человекообразных обезьян, от которых они эволюционировали, до 7,5 у Homo sapiens. Это было очень большой скоростью увеличения по сравнению с таким же увеличением за примерно 56 миллионов от 0,75 у первых приматов около 60 миллионов лет назад до 2,6 у наиболее энцефализированных обезьян и человекообразных обезьян. Объяснением такого увеличения является то, что гоминиды заняли новую нишу открытой саванны, выживание в которой предъявляло более высокие требования к познавательной сфере, чем у человекообразных обезьян, от которых они эволюционировали. Требования к познавательной сфере в этой новой нише состояли преимущественно в том, что надо было находить множество различных видов пищи и защищать себя от хищников. Австралопитеки и последующие гоминиды, как и человекообразные обезьяны, от которых они эволюционировали, продолжали в значительной степени питаться растительной пищей, но в открытой саванне она была более разнообразной и распределенной по большей территории, чем у человекообразных обезьян. Чтобы найти эту пищу, гоминидам требовалось запоминать планы обширных территорий, а это требовало большего мозга. Виды пищи, поедавшейся ими, можно определить по изнашиванию зубов, которое показывает, что их рацион состоял в значительной степени из листьев и фруктов, но они также поедали клубни, орехи, семена трав и насекомых (Isaac, 1978; Parker, Gibson, 1977; Grin, Kay, 1988; Stahl, 1984). Некоторые из гоминидов жили по берегам озер Баринго и Туркана в сегодняшней Кении. Здесь они могли собирать моллюсков и разбивать их ударяя камнями, которые были в состоянии удерживать между большим пальцем и остальными пальцами рук.
Гоминиды пополняли свой рацион из растений и насекомых некоторым количеством мяса, подбирая остатки животных и, возможно, иногда убивая мелких животных. Бабуины и шимпанзе иногда убивают мелких животных на корм, хотя мясо всегда остается лишь небольшой частью их рациона (Strum, 1981). Возможно, австралопитеки и более поздние гоминиды, Homo habilis, делали то же самое. Кроме того, они собирали останки животных, задранных львами, гепардами и леопардами. На стоянках Homo habilis находят кости крупных травоядных животных со следами зубов хищников, поверх которых имеются следы, нанесенные гоминидами камнем.
Homo habilis. Реконструкция
Это говорит о том, что эти крупные травоядные животные были убиты львами, гепардами и леопардами и что Homo habilis подбирали кости и разбивали их для извлечения костного и головного мозга, до которых не могли добраться хищники (Binford, 1985; Blumenschine, 1989). Homo habilis с их EQ, увеличившимся до 4,3, стали первыми гоминидами с мозгом, дающим возможность изготавливать каменные орудия широкого ассортимента. Они откалывали куски кремня для производства острых режущих орудий, которые использовали для изготовления оружия, такого как копья, и ножей для расчленения туш крупных млекопитающих, задранных львами, гепардами и леопардами.
Помимо поиска пищи, другой главной проблемой гоминидов, живущих в открытых саваннах, являлась защита ото львов, гепардов и леопардов. Человекообразные и остальные обезьяны убегают от крупных кошек, забираясь на деревья или перепрыгивая с одного дерева на другое. Для австралопитеков и более поздних гоминидов в открытой саванне такой возможности больше не было. Они должны были отражать нападения львов, леопардов и гепардов, бросая в них камни и поражая их дубинами, сделанными из сучьев немногих оставшихся деревьев. Развившиеся у них недавно большие пальцы, обеспечивающие большую силу захвата, должны были давать им в этом отношении большое преимущество. Шимпанзе иногда используют палки для отражения хищников, но они не собирают арсенал палок и камней для этой цели. Австралопитеки делали это, что должно было требовать большей способности к предвидению и большего интеллекта. По предположению Александера (Alexander, 1989), еще одно давление отбора, увеличившее EQ гоминидов, состояло, вероятно, в том, что более интеллектуальные особи были более искусными производителями орудий и охотниками и имели более высокий социальный интеллект, обеспечивающий им более высокий ранг в иерархии подчинения, благодаря которому они производили больше потомства.
6. Величины IQ обезьян, человекообразных обезьян и гоминид до Homo sapiens
Делались попытки оценить интеллект обезьян, человекообразных обезьян и гоминид до Homo sapiens, основываясь на теории Пиаже о развитии интеллекта у детей. Согласно теории Пиаже, дети проходят четыре стадии познавательного развития. Первая из них – сенсомоторная стадия, на которой ребенок узнает о свойствах объектов, места, времени и причинности. Приблизительно в возрасте двух лет дети совершают переход к «дооперационной» стадии, на которой они овладевают языком и абстрактными понятиями, но еще не в состоянии понять логические принципы. Эта стадия длится до возраста примерно шести лет. В западных обществах дети примерно в семь лет переходят к стадии «конкретных операций», когда они могут усвоить логические принципы, но только на конкретном материале. Примерно в возрасте 12 лет дети переходят к четвертой и заключительной стадии «формальных операций», когда они становятся способными мыслить логически в терминах общих принципов, абстрагированных от конкретных примеров.
Каменные инструменты раннего палеолита из Сент-Ашель, Франция
Обзор попыток применения этой теории к интеллекту обезьян, человекообразных обезьян и дочеловеческих гоминидов представлен в монографии Паркера и МакКинни (Parker, McKinney; 1999). Согласно их заключению, обезьяны большинства видов не продвигаются дальше первой стадии Пиаже и остаются, таким образом, на когнитивном уровне примерно двухлетних детей. По шкале человеческого интеллекта их IQ составил бы приблизительно 12 баллов. Человекообразные обезьяны находятся на ранних этапах дооперационной стадии Пиаже и достигают когнитивного уровня среднего европейского 3–4-летнего ребенка. Их IQ составил бы примерно 22 балла. Попытки оценить уровень интеллекта по Пиаже, достигаемый последовательно появлявшимися видами гоминидов, исходя из изготавливаемых ими орудий, предпринимались Винном (Wynn; 1989). Согласно его заключению, Homo habilis, обитавшие в Восточной Африке приблизительно 2,4 миллиона лет назад, изготавливали простые каменные орудия, для чего им надо было находиться на первых этапах дооперационной стадии, примерно на тех же самых, на которых находятся человекообразные обезьяны. Homo erectus, появившиеся приблизительно 1,7 миллионов лет назад и имевшие несколько больший мозг, изготавливали более сложные ашельские каменные орудия, включая двусторонние ручные рубила, что требует мышления в стадии конкретных операций на уровне, достигаемом современными европейскими 7–8-летними детьми.
Из этого можно вывести, что их IQ должен был составлять приблизительно 50 баллов.