Мозг. Такой ли он особенный?

Очень важна форма зон жизнеспособности, показанных на рис. 10.3: даже для приматов, которые могут потратить 10 часов на добывание и потребление еды, эти зоны круто снижаются справа. Это означало, что существует определенный предел количества нейронов, которое может позволить себе примат с определенной массой тела (максимальная вертикальная величина каждой кривой на рис. 10.3), но не только это, но еще и то, что после определенного значения увеличение массы тела может происходить довольно дорогой ценой: либо добывание и потребление еды в течение более долгого периода (то есть выход за пределы кривых, обозначенных на рис. 10.3), либо, если это невозможно, уменьшение числа нейронов в головном мозге.

Это крутой и физиологически очень важный компромисс, который становится еще более отчетливым, если учесть максимальное число нейронов, которое животное может себе позволить при данном числе часов в сутки, в течение которых оно потребляет килокалории, а также максимальную массу тела, при которой возможно содержание стольких нейронов, как при приведенной ниже комбинации. Например, потребление пищи в течение 8 часов в сутки позволяет примату иметь максимально 53 миллиарда нейронов, и не больше – и в этом случае ценой ограничения максимальной массы тела 25 кг. Увеличение массы тела при тех же 8 часах добывания и потребления пищи, согласно нашим расчетам, было возможно только за счет уменьшения числа нейронов, и, таким образом, максимальное число нейронов, которое может позволить себе животное, уменьшается по мере увеличения массы тела, как показано на следующей схеме:

По достижении определенного момента слишком крупное тело начинает обходиться очень дорого в энергетическом плане, а добыть энергию можно, только собирая еду в течение определенного числа часов в сутки, невзирая на дополнительную энергетическую цену самих нейронов. Но слишком много нейронов – это тоже неподъемная ноша для тела средних размеров. Для 75-килограммового примата, согласно нашим подсчетам, 30 миллиардов нейронов являются пределом. Гориллы и орангутаны, с их 33 миллиардами нейронов и массой тела 50–100 кг, достигают предела при трате 8 часов в сутки на добывание и потребление пищи. Калории, которые они суммарно потребляют, могут, конечно, пойти и на поддержание большего числа нейронов, но только при условии уменьшения массы тела. При их реальной массе они просто не смогут употребить дополнительное количество калорий для того, чтобы поддержать большее число нейронов. Другие, более мелкие приматы могут легко увеличить число часов, которые они тратят на добывание и потребление пищи, если им это потребуется, и они могут, в течение многих поколений, позволить себе рост числа нейронов, и это, видимо, на самом деле произошло, так как мы видим отчетливую тенденцию к увеличению массы мозга и тела у приматов в ходе их эволюции.

Но такое увеличение уже не могло происходить, когда размер тела в эволюции приматов стал таким большим, что оно потребовало опасного уровня потребления килокалорий в сутки. Мозг орангутана приблизительно в три раза меньше, чем мозг человека, и, следовательно, учитывая линейность правил нейронного шкалирования, действующих у приматов, имеет в три раза меньше нейронов, то есть требует в три раза меньше калорий на поддержание его жизнедеятельности – около 180 килокалорий в сутки. В периоды недостатка плодов, когда, по некоторым оценкам, суточное потребление энергии у самки орангутана составляет около 1800 килокалорий (это в лучшем случае, если принять стопроцентную калорийность потребляемой пищи, что на самом деле не так, как мы убедимся ниже), то есть мозг потребляет 10 % всех калорий, принятых за сутки, а остатка не хватает для поддержания жизнедеятельности остального организма, и животные начинают терять в весе. Удвоение массы мозга орангутана потребовало бы дополнительно еще 180 килокалорий, что, в свою очередь, потребовало бы еще одного часа сбора плодов. Учитывая, что орангутаны и так ищут еду максимально возможное для них число часов в сутки, становится ясно, что любое значимое увеличение числа нейронов поставило бы под угрозу само выживание этого вида.

Самые крупные человекообразные обезьяны, таким образом, не могут просто увеличить ежесуточное время сбора и поедания пищи: в этом отношении они достигли максимума и не могут тратить на еду больше часов, а значит, они достигли максимума в суточном потреблении калорий. Примат не может одновременно иметь очень большое тело и очень большое число нейронов: либо мозг, либо мышцы – и, похоже, крупные человекообразные обезьяны «выбрали» мышцы.