Благодаря большому мозгу люди и приматы умнее большинства млекопитающих, отмечает соавтор рассматриваемого исследования Бен Хирш из Университета Джеймса Кука (Австралия). Но зачем некоторым видам вообще потребовалось развивать крупный мозг? Источник: The Conversation.
Основная гипотеза в отношении причины, по которой у приматов развился большой мозг, базируется на петле обратной связи: более умные животные используют свой интеллект для более эффективного поиска пищи, что приводит к увеличению количества потребляемых калорий, в свою очередь обеспечивающих энергию для питания большого мозга. Подтверждением этой идеи служат исследования, выявившие корреляцию между размером мозга и рационом питания, а точнее, количеством фруктов в рационе животного.
Фрукты – это высокоэнергетическая пища, но они создают для животных сложную головоломку. Различные виды фруктов созревают в разное время года и располагаются по всему ареалу обитания животного. По этой логике животным, которым необходимо находить столь разнообразную пищу, с большей вероятностью потребуется развить большой мозг.
Ключевое предположение здесь заключается в том, что виды с более крупным мозгом более умны и, следовательно, могут более эффективно находить пищу. В рамках нового исследования, результаты которого были опубликованы 29 мая изданием The Royal Society, группа ученых, включавшая автора данной статьи, впервые произвела непосредственную проверку этой гипотезы эволюции мозга.
Отслеживание любителей фруктов в Панаме
Основная проблема при проверке гипотезы с фруктовой диетой заключается в том, что измерить эффективность такого кормодобывания сложно. Млекопитающие, которых требуется изучить, преодолевают большие расстояния, обычно более трех километров в день, что затрудняет воспроизведение схожих реалистичных условий для исследования в лаборатории.
Некоторые исследователи экспериментально манипулировали распределением пищи у диких животных, но подопытным требовалась обширная подготовка, чтобы научиться посещать именно созданные человеком пищевые ресурсы.
В рассматриваемом исследовании ученые воспользовались природным явлением в Панаме, происходящим, когда обычно сложная фруктовая головоломка сжимается до нескольких видов спелых фруктов на протяжении трехмесячного периода. В это время все плодоядные млекопитающие вынуждены ориентироваться на единственный вид деревьев: Dipteryx oleifera.
К счастью для исследователей, деревья диптерикса огромны, иногда достигают 40–50 метров в высоту и летом дают ярко-фиолетовые цветы. Ученые нанесли на карту весь остров с помощью БПЛА во время сезона цветения и выявили лесистые участки с фиолетовыми цветами, нанеся на карту практически каждый диптерикс, что принесет плоды несколько месяцев спустя.
Это дало исследователям полную картину фруктовой загадки, с которой столкнулись исследуемые животные, но еще требовалось проверить, насколько эффективно плодоядные существа с разным размером мозга посещали эти деревья. Были выбраны два примата с большим мозгом (паукообразные обезьяны и белолобые капуцины) и два родственника енота с меньшим мозгом (белоносые носухи и кинкажу).
За два сезона плодоношения группа ученых собрала данные о перемещениях более чем 40 отдельных животных, в результате чего было выявлено более 600 000 GPS-местоположений.
Маршруты и время
После этого потребовалось было выяснить, когда животные посещали деревья диптерикса и как долго. Это была сложная задача, потому что для точного определения, когда наши животные забирались и слазили с фруктовых деревьев, приходилось экстраполировать их местоположение по данным GPS, принимаемым каждые четыре минуты. У некоторых животных также была отмечена дурная привычка спать на деревьях диптерикса. К счастью, специальные ошейники фиксировали активность участвовавших в исследовании существ, поэтому можно было уверенно определять, когда они спят.
Как только эти проблемы были разрешены, исследователи проанализировали эффективность маршрута, поделив количество времени, проводимого животными на деревьях диптерикса ежедневно, на пройденное ими расстояние.
И если животные с более крупным мозгом используют свой интеллект для более эффективного посещения фруктовых деревьев, как предполагает названная выше гипотеза, то у приматов с большим мозгом в ходе исследовании будут выявлены более эффективные маршруты кормления. Однако этого зафиксировано не было.
У двух видов обезьян не было выявлено более эффективных маршрутов, чем у двух неприматов, что наносит серьезный ущерб гипотезе эволюции мозга, основанной на фруктовой диете. Если бы более умные виды действительно показали эффективность обнаружения мест питания, то они могли бы быстрее удовлетворить свои потребности в пище, а затем проводить остаток дня за отдыхом.
При справедливости гипотезы следовало бы ожидать, что обезьяны окажутся более эффективны в выборе своих маршрутов в первые несколько часов дня после их пробуждения голодными. Однако посмотрев на эти первые 2–4 часа дня, мы обнаруживали все тот же результат: обезьяны не демонстрировали эффективность по сравнению с неприматами.
Зачем же нужны большие мозги
Итак, если эволюция развитых мозгов не позволяет приматам планировать более эффективные маршруты поиска пищи, то почему у некоторых видов размер мозга стал больше?
По мнению Бена Хирша, это связано с памятью. Если виды с более крупным мозгом обладают лучшей эпизодической памятью, они, возможно, способны оптимизировать время посещения фруктовых деревьев, чтобы получить больше пищи. Предварительный анализ набора исследовательских данных не подтвердил это объяснение, но здесь потребуются дополнительные исследования, чтобы проверить данную гипотезу.
Интеллект может быть связан с использованием инструментов, позволяющих животному извлекать больше питательных веществ из окружающей среды. Из четырех исследованных учеными видов белолобая обезьяна-капуцин – единственная, что пользовалась инструментами, и у нее также самый большой мозг (относительно размера тела).
Также данное исследование может поддержать гипотезу о том, что размер мозга увеличивается, чтобы справляться со сложностями жизни в социальной группе.