Биопаспорт, или Человеческое лицо как идентификатор пользователя

Метрические архивы армии США помогли антропологам выяснить, почему человеческие лица выглядят столь уникально и разнообразно по сравнению с мордами животных.

Оказалось, что социальная эволюция человечества на протяжении нескольких сотен тысяч лет сделала гены, управляющие формированием разных черт лица, необычайно изменчивыми по сравнению с участками ДНК, отвечающими за развитие других частей тела. Это превратило лицо человека в своеобразный социальный паспорт.
«Люди чрезвычайно хорошо распознают лица, в нашем мозге даже есть специальная часть, отвечающая только за эту задачу. Наше исследование показало, что естественный отбор сделал наши лица уникальными и легко распознаваемыми. Понятно, что способность отличать одного человека от другого полезна для меня, но столь же важно для общения с другими людьми и то, что меня тоже можно легко распознать среди других. Если бы это было не так, то все мы были бы похожи друг на друга», — говорит Майкл Шихан из Университета Калифорнии в Беркли, один из авторов статьи.
Шихан и его коллега по университету Майкл Нахман пришли к такому выводу, пытаясь найти ответ на простой и одновременно крайне запутанный и неоднозначный вопрос, почему мы видим столь большую разницу в облике людей и при этом все животные для нас выглядят однообразно.
Как объясняют исследователи, с точки зрения классической теории биологической эволюции высокое разнообразие и уникальность человеческих лиц объяснить достаточно сложно. По их словам, естественный отбор благоприятствует сохранению только тех признаков, которые помогают животному выжить, а все остальные черты устройства тела и облика должны постепенно исчезать. Если бы развитие человечества шло исключительно по этому пути, то все люди обладали бы однотипными и очень похожими лицами.
Тем не менее ничего подобного не произошло, это означает, что разнообразие лиц было важным по каким-то иным причинам для существования отдельных людей и всего человечества в целом. Шинан и Нахман предположили, что человек приобрел уникальную форму и очертания лица благодаря тому, что нашим предкам приходилось постоянно общаться с десятками и сотнями сородичей в первобытных племенах, которых им как-то нужно было отличать друг от друга.
Эта идея возникла не на пустом месте, в последние годы биологи все чаще обнаруживают, что лица и способность распознавать их играет большую роль в жизни многих социальных животных. К примеру, в декабре 2011 года Шихан и несколько других ученых обнаружили, что социальные виды ос, живущие в сообществах из нескольких десятков особей, умеют запоминать «лица» (уникальный по своей форме рисунок из черных и желтых пятен на голове) своих соплеменников и использовать для того, чтобы отличать их от чужаков. Некоторые социальные птицы, в том числе и новокаледонский ворон, «эйнштейн» мира пернатых, используют практически тот же набор нейронов, что и человек, для определения различий в лицах сородичей и людей и запоминания их.
Руководствуясь этой идеей, антропологи проверили, действительно ли эволюция многообразия человеческих лиц проходила под влиянием социальных нужд. Для этого авторы статьи проанализировали то, насколько сильно отличаются лица у разных людей и прочие детали в их анатомии — к примеру, длина рук и ног или форма костей.

В этом Шихану и Нахману помогли метрические архивы, которые вооруженные силы США ведут с 1988 года. При поступлении на службу армейские доктора не только проверяют здоровье рекрутов, но и измеряют и каталогизируют все мелкие физиологические дефекты и особенности в устройстве тела, которые учитываются при пошиве формы. Антропологи воспользовались этими данными для оценки того, насколько разнообразна форма всех частей тела, в том числе и лица.
Армейская база данных подтвердила гипотезу ученых — черты лица человека, как мужчин, так и женщин, действительно были более разнообразными по своей форме и устройству, чем все остальные части тела. Что важно, практически все элементы в его «архитектуре» — к примеру, размеры носа и ушей, их форма, расстояние между глазами и прочие вещи — были независимыми друг от друга. Именно это, как подчеркивают авторы статьи, и придает лицу его уникальность. Облик других частей тела, например длина рук и ног или ширина и длина кистей, взаимосвязан между собой, что сильно ограничивает их разнообразие.
По словам Шихана и Нахмана, их теория подтверждается и на генетическом уровне. Когда антропологи сравнили между собой тысячу геномов из онлайн-базы 1000Genomes, они обнаружили, что гены, управляющие развитием различных черт лица, содержали в себе значительно больше мелких различий, так называемых однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), чем те участки ДНК, которые управляют ростом ног, рук и прочих частей тела.
«Вариации в устройстве генов постепенно исчезают под давлением естественного отбора, если они важны для выживания вида. В данном случае происходит нечто обратное: отбор поддерживает многообразие в структуре генов и связанных с ними черт лица. Все это соответствует идее о том, что отбор благоприятствовал развитию черт, способствующих распознаванию людей по лицам», — добавляет Нахман.
Ободренные успехом, ученые пошли и дальше, вглубь истории человечества. Сравнение существующих на сегодня «воскрешенных» геномов денисовцев и неандертальцев показало, как пишут авторы статьи, что и древние кузены человека, жившие 50—400 тысяч лет назад, обладали уникальными лицами. Что интересно, подобное генетическое разнообразие не было характерно для шимпанзе, чьи лицевые гены содержали в себе такое же количество SNP, как и другие фрагменты ДНК, управляющие развитием остальных частей тела. Этот факт, как считают антропологи, свидетельствует в пользу социального характера эволюции лица человека.
Читать далее →