Больше тело или больше мозг: ученые выясняют, что в эволюции людей было раньше 

Фото из открытых источников

Поддержание работы большого мозга обходится невероятно дорого. Мозговая ткань расходует энергию примерно в 20 раз быстрее, чем обычная ткань тела, поэтому развитие большего мозга никогда не является случайным эволюционным шагом. На протяжении десятилетий одна из теорий пыталась объяснить, как приматам вообще удалось развить больший мозг.

Эта идея, казалось, рухнула под воздействием одного-единственного влиятельного фактора. Новый анализ утверждает, что вердикт был вынесен слишком поспешно. Эта гипотеза известна как гипотеза отставания мозга. Она утверждает, что размер тела обычно изменяется первым, а размер мозга — позже. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS One.

Причина довольно проста. Размер тела легко меняется в зависимости от местной пищи и климата, в то время как перестройка работы мозга занимает гораздо больше времени. Более крупный корпус также обеспечивает экономию энергии за счет эффекта масштаба. Считалось, что этот избыток в дальнейшем позволит окупить затраты на более крупный мозг.

В 1999 году исследователи Динер и Нанн разработали остроумный способ проверить это. Они измерили, насколько далеко мозг каждого вида находится от ожидаемой линии, соответствующей размеру его тела.

Затем команда сравнила этот разрыв с тем, как давно пары видов разделились. Реальное отставание должно привести к тому, что более древние линии будут постепенно возвращаться к ожидаемой линии. Исследователи не обнаружили подобной закономерности в изученном ими мозге приматов. Гипотеза утратила свою актуальность и в основном исчезла из поля зрения.

Робин Данбар из Оксфордского университета посчитал, что старый вердикт заслуживает повторного рассмотрения. С 1999 года изменились две важные вещи.

В настоящее время молекулярная генетика позволяет определять даты разделения приматов гораздо точнее, чем это было возможно ранее, основываясь только на ископаемых останках. Статистики также выявили недостаток в методе регрессии, на котором основывался первоначальный тест. Этот метод, как правило, сглаживает реальную тенденцию, когда данные скрывают отдельные подгруппы.

Данбар сохранил тот же самый набор данных по видам, поэтому любые различия были бы обусловлены используемыми методами.

Благодаря более точным датам дивергенции и более справедливой регрессии, недостающая закономерность вновь проявилась. Размер мозга действительно отставал от размера тела в нескольких линиях приматов.

Сигнал стал сильнее, когда Данбар разделил данные на отдельные категории. В результате набор данных разделился на пять естественных групп, а не на одну. Каждая группа приматов демонстрировала свою собственную тенденцию к положительному отставанию в развитии мозга. Восприятие всего как единого однородного облака скрывало реальную взаимосвязь.

Размер мозга не просто сравнялся с ожидаемым значением и вернулся к норме. Во многих линиях обезьян и человекообразных приматов этот показатель продолжал расти, превышая допустимые размеры тела. Их мозг становился значительно больше, чем можно было бы предположить, исходя только из размеров тела.

Эти виды фактически перешли на более высокий уровень когнитивных способностей. Для двух самых молодых групп этот подъем продолжался на протяжении примерно двух и девяти миллионов лет.

Лемуры, лори и их родственники поступили иначе. После того, как их тела стали крупнее, эта группа в основном отступила к исходной линии и осталась на ней. Их мозг не продвинулся дальше.

Мозг, который разрастается быстрее, чем тело, все равно нуждается в каком-то питании. Данбар обнаружил, что линии развития, наиболее активно стремящиеся к большим размерам мозга, также отдавали предпочтение фруктам.

Фрукты, семена и орехи содержат больше доступной энергии, чем листья. Листоедам приходится медленно ферментировать пищу, что ограничивает количество потребляемой ими энергии. По всей видимости, более богатый рацион питания компенсировал увеличение объема мозговой ткани. Увеличение размеров тела не требовало подобных изменений в питании, поскольку потребность в энергии была значительно ниже.

Так зачем вообще выращивать такой дорогостоящий мозг? Вероятным фактором давления была постоянная угроза со стороны хищников. Приматы, обитающие на открытых участках земли, сталкиваются с большей опасностью и меньшим количеством укрытий. Жизнь в большой группе обеспечивает защиту, но поддержание многочисленных взаимосвязей требует значительных когнитивных усилий. Виды, проводившие больше времени на земле, как правило, имели больший мозг относительно своих размеров. Это указывает на то, что риск хищничества стал причиной всех этих изменений.

Когда мозг приматов адаптировался к увеличению размеров тела, что могло бы вызвать его дальнейшее увеличение? Данбар определил последовательность причинно-следственных связей. Анализ путей выявил удивительно четкую цепочку.

Размер группы определялся сначала по размеру мозга. Затем по размеру мозга выбиралось большее тело, чтобы помочь ему оплачивать счета за энергию. Это переворачивает с ног на голову старое, устоявшееся предположение о том, что размер тела всегда играет первостепенную роль. Здесь социальность находится во главе последовательности.

«Обезьяны, человекообразные обезьяны и, конечно же, люди со временем переключились с физической силы на интеллект как основной способ защиты от хищников», — сказал Данбар.

Ископаемые остатки человека наглядно демонстрируют ту же траекторию развития. Австралопитеки прочно расположились на ожидаемой линии развития приматов. Их тела были очень похожи на тела современных шимпанзе. Около 2,5 миллионов лет назад ранние представители рода Homo начали осваивать более открытые и опасные территории.

Размер мозга резко увеличился, в то время как размер тела практически не изменился. Это привело к тому, что соотношение размера мозга к размеру тела значительно вышло за пределы прежних показателей.

Переход к употреблению мяса, сначала добываемого из падали, а затем охотящегося, тесно связан с ростом численности. Здесь, в ускоренном режиме, повторяется закономерность, наблюдаемая у других приматов.

В результате возрождается идея, которая казалась мертвой, и развивается в более глубоком направлении. Размеры тела часто менялись первыми, но мозг не просто догнал их. Они переступили черту и вошли в новую когнитивную область. Социальное объяснение всего этого до сих пор является предметом споров среди исследователей.

Другие по-разному интерпретируют связь между мозгом и питанием. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы сопоставить условия проживания в группах с другими возможными факторами, влияющими на это.

На данный момент последовательность «сила важнее интеллекта» получила новые подтверждения. А её неожиданный поворот оказывается гораздо интереснее, чем предполагалось изначально.