Мозг. Такой ли он особенный?

Проблема теперь заключается в том, чтобы найти объяснение тому, что заставило больших человекообразных обезьян отказаться от свойств, которые мы делим с другими приматами. Теперь, когда мы знаем, что энергетическая стоимость мозга приматов высока для его объема в сравнении с неприматами, потому что в единице объема их мозга упаковано чрезвычайно большое число нейронов, и у меня появилось подозрение, что большие узконосые обезьяны стали аутсайдерами в отношении размера мозга, потому что просто не смогли позволить себе содержать большой мозг, соответствующий размеру их тел. Выдержать такую двойную нагрузку метаболизм живого существа не в состоянии.

Потребление калорий является ограничивающим фактором

Является ли животное жизнеспособным с точки зрения энергетического баланса, зависит от того, может ли оно потреблять достаточно калорий для удовлетворения потребностей тела и мозга. Мне захотелось проверить мою идею о том, что ограниченное количество доступных калорий вынудило крупных человекообразных обезьян пойти на сделку: увеличить массу тела в обмен на уменьшение массы головного мозга. На одну чашу математических весов я положила количество калорий, которое могут получить различные виды животных – для начала приматы – из своего суточного рациона, а на другую чашу число калорий, необходимое для поддержания различных комбинаций массы тела и числа нейронов. Мне хотелось выяснить, существует ли предел того, как много нейронов и при какой массе тела может позволить себе примат, и в чем заключается этот предел, потому что если станет ясно, что таким пределом окажется триллион нейронов при массе в несколько тонн, то такой предел, конечно, не имеет ни малейшего физиологического смысла.

Суточное потребление энергии организмом можно измерить или, по крайней мере, оценить в килокалориях по правилу Клейбера: 70 × (масса тела в кг)^0,75, как было сказано в главе 9. Поскольку мы знали массу тела ряда приматов, то могли легко оценить у них суточное потребление энергии. Что же касается вычисления суточного потребления энергии мозгом, то здесь мы располагали показателем 6 ккал в сутки на миллиард нейронов, который можно использовать для оценки энергетических потребностей мозга макака, бабуина и человека[213], откуда мы предположили, что это правило можно распространить и на других приматов.

У нас, правда, не было данных о том, сколько энергии в килокалориях получают приматы из добытого ими корма в час в условиях дикой природы. Но эти данные можно было найти в научной литературе, в статьях приматологов, наблюдавших жизнь, поведение и питание приматов в естественных условиях. Все, что нам надо было сделать, – это найти данные и адекватно их осмыслить.

Поиск необходимых данных был осуществлен работавшей в моей лаборатории выпускницей Кариной Фонсека-Азеведо, которая до этого работала у нас, исследуя вариабельность клеточного состава головного мозга у мышей, но потом перешла в другую лабораторию. Но, посетив однажды обсуждение, на котором я предположила, что утверждение о том, что люди являются аутсайдерами в сравнении с высшими обезьянами, является ложным и что справедливо обратное – это они, а не мы аутсайдеры, Карина решила вновь присоединиться к нам и выразила желание заняться поиском необходимых данных.

Она прекрасно справилась с делом, собрав данные о числе часов, которое приматы разных видов тратят в природе на добывание и поедание пищи. Первый вопрос заключался в следующем: как изменяется потребление калорий с изменением массы тела; могут ли крупные приматы получать больше килокалорий в час, чем мелкие, как мы интуитивно предполагали изначально? Развивается ли способность потреблять больше калорий быстрее, чем потребность организма в калориях, – в таком случае не существует энергетических ограничений для увеличения массы тела – или медленнее – тогда приматы в какой-то момент должны упереться в стену, потеряв способность к дальнейшему росту массы тела и его размеров?

Мы рассудили, что число часов, которое различные приматы тратят в природе, добывая корм и питаясь, должно быть достаточно для покрытия ежедневной потребности в калориях. Если они потребляют калорий больше, чем им требуется, то взрослые приматы должны быть склонны к ожирению, но этого никто не наблюдал – как правило, дикие приматы отличаются стройностью и поджаростью. Если бы они потребляли меньше калорий, то страдали бы истощением, чего также не наблюдают у здоровых диких приматов. Отсюда мы могли рассудить, что дикие приматы за время, которое они тратят на добычу пищи и еду, получают количество калорий, в точности соответствующее их энергетическим потребностям. Теперь мы могли разделить общую суточную потребность в калориях на время, затрачиваемое приматами каждого вида на поиск и потребление пищи, чтобы получить число калорий, которое они получают за один час добывания и потребления пищи.