Мозг. Такой ли он особенный?

Приняв 8 часов за предел времени, в течение которого примат может добывать и потреблять пищу, мы положили на одну чашу весов суточное потребление калорий, рассчитанное для приматов, питающихся в течение 8 часов в сутки, в зависимости от массы их тела, а на другую чашу суточную энергетическую стоимость приматов с той же массой. Максимальную массу тела, которую может позволить себе примат, добывающий и потребляющий пищу в течение 8 часов, мы получили из уравнения, связывающего потребление энергии с энергетической стоимостью, чтобы определить, при каких условиях поглощенная энергия равняется ее расходу, и нашли, что это происходит при массе тела около 120 кг. То, что эта масса тела не является чрезмерной и типична для доминантного самца гориллы, имеет очень большое значение: есть предел массы тела, положенный доступностью калорий, и гориллы живут почти у самого этого предела. Становясь больше, доминантный самец вынужден прилагать больше усилий для поиска пищи, но есть и еще одно обстоятельство: альфа-самец отнимает пищу у более слабых членов стада, так что в конечном счете большая масса окупается.

Мозг или мышцы

Мы пока даже не рассматривали энергетическую стоимость большего числа нейронов, но уже определили значимый энергетический предел для увеличения массы тела приматов. Но что если мы теперь сосредоточимся на энергетической стоимости мозговых нейронов? Так как мы знали массу мозга каждого из упомянутых видов, мы могли вычесть ее из массы тела для того, чтобы посчитать энергетическую стоимость тела за вычетом мозга (это формальность, потому что масса мозга относительно мала в сравнении с тотальной массой тела). Поскольку мы знали или могли оценить число нейронов мозга каждого вида приматов, то мы могли добавить и количество калорий, необходимое для поддержания жизнедеятельности этих нейронов. Действительно, мы могли бы оценить число килокалорий, необходимое для снабжения энергией мозга любого примата, просто по предсказанному числу нейронов для данной массы головного мозга при допущении, что мозг потребляет те же 6 килокалорий на 1 миллиард нейронов в сутки, что, как мы выяснили ранее, присуще мозгу людей, грызунов и приматов еще двух видов[216]. Теперь мы были в состоянии положить на одну чашу наших весов количество энергии, которую приматы могут получить из своего рациона (в зависимости от массы тела и количества часов, потраченных в сутки на поиск и потребление пищи), а на другую чашу общую энергетическую стоимость при разных сочетаниях «безмозглой» массы тела и числа нейронов. Зная, что скорость потребления калорий уже недостаточна для поддержания жизни тел более крупных приматов, мы понимали, что добавление энергетической стоимости нейронов на другую чашу весов быстрее приведет к нарушению равновесия. Вопрос, следовательно, заключался в том, насколько быстро приматы с данным числом нейронов выйдут за максимальный предел числа часов, чтобы компенсировать увеличенную потребность в энергии за счет добывания и потребления пищи.

Уравновесив потребление калорий и их расход для мозга и тела, который зависит от массы тела, числа мозговых нейронов и числа часов, потраченных на добывание и потребление пищи, мы смогли определить и изобразить «зоны жизнеспособности»: сочетания массы тела, числа мозговых нейронов и часов, потраченных на добывание и потребление пищи, которые можно было бы поддерживать при поглощении установленного числа килокалорий при данных условиях, как это показано на рис. 10.3. Тот факт, что такие зоны вообще удалось обозначить, указывал, что на самом деле потребление калорий является лимитирующим фактором не только размера тела, но и числа нейронов в мозге, которое мог позволить себе примат в зависимости от числа часов, потраченных на кормодобычу в течение суток.

Рис. 10.3. Затененные области под каждой кривой указывают жизнеспособные сочетания числа нейронов мозга и массы тела, которые могут поддерживаться данным числом часов, потраченных на добывание и потребление пищи (часов). Направленные вниз правые части каждой кривой указывают на компромисс: по достижении максимального числа мозговых нейронов масса тела может возрастать только за счет числа нейронов; точно так же число нейронов может возрастать за пределы кривых только за счет массы тела