https://frosthead.com

Τι πραγματικά έκανε αρχέγονους εγκεφάλους τόσο μεγάλο;

Τα οφέλη ενός μεγάλου εγκεφάλου μπορεί να φαίνονται προφανή σε εμάς. Αλλά πολλά πλάσματα εκτός από τους ανθρώπους έχουν αναπτυχθεί χωρίς αυτά και συνεχίζουν να κάνουν καλά, σας ευχαριστώ πολύ. Μετά από όλα, όπως ο Alex DeCasien, πτυχιούχος φοιτητής ανθρωπολογίας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, «ο εγκέφαλος είναι υπερβολικά ακριβός για να αναπτυχθεί και να διατηρηθεί». Για τους ανθρωπολόγους αυτό δημιουργεί ένα εξελικτικό μυστήριο: Τι θα οδηγούσε ένα πλάσμα να επενδύσει τόση ενέργεια σε μια όργανο που δεν παρέχει κανένα άμεσο κυνήγι, ζευγαρώματα ή αμυντικά οφέλη;

σχετικό περιεχόμενο

  • Τι πραγματικά κρατά τους πιθήκους από την ομιλία τους; Τα μυαλά τους

Πάνω από δύο δεκαετίες πριν, οι ανθρωπολόγοι άρχισαν να αγκαλιάζουν την «κοινωνική θεωρία του εγκεφάλου» ως πιθανή απάντηση. Αυτή η ιδέα δηλώνει ότι ήταν οι προκλήσεις της διαχείρισης ολοένα και πιο σύνθετων κοινωνικών σχέσεων και αλληλεπιδράσεων που οδήγησαν κυρίως στην ανάπτυξη μεγαλύτερων εγκεφάλων, σε αντίθεση με την πρόκληση να βρούμε τρόφιμα. Μετά από όλα, το να είσαι κοινωνικό πλάσμα είναι πολύ δουλειά. Ωστόσο, μια νέα μελέτη του DeCasien στοχεύει σε αυτήν την κυρίαρχη θεωρία υποδηλώνοντας έναν διαφορετικό καταλύτη για την ανάπτυξη του εγκεφάλου: φρούτα.

Στην έρευνά της, το DeCasien επικεντρώνεται κυρίως στις διαφορές μεταξύ των φύλων στα πρωτεύοντα. Πριν από λίγα χρόνια, έτρεχε με τις μελέτες για τις διαφορές μεγέθους του εγκεφάλου μεταξύ των φύλων των πρωτευόντων και έτρεξε σε αυτό που αποκαλεί "τεράστια αντίφαση". Βρήκε διαφορετικές πρόσφατες μελέτες που υποδηλώνουν ότι είτε τα πολυγυνόδια πρωτεύοντα (αυτά που ζευγαρώνουν με πολλαπλούς συνεργάτες) είτε τα μονογαμικά πρωτεύοντα (εκείνα που διατηρούν μακροχρόνιες σχέσεις ζευγαρώματος με έναν σύντροφο) είχαν μεγαλύτερα εγκεφάλου από το άλλο. Παραδόξως, "και οι δύο υποστήριξαν την υποστήριξη της υποθέσεως του κοινωνικού εγκεφάλου", λέει ο DeCasien.

Μερικοί από αυτούς τους επιστήμονες υποστήριξαν ότι η διαχείριση πολλαπλών εταίρων θα επιβάρυνε περισσότερο το μυαλό και θα ενθάρρυνε την ανάπτυξη μεγαλύτερων εγκεφάλων, ενώ άλλοι πρότειναν ότι η σφυρηλάτηση ενός μόνιμου δεσμού ζευγαρώματος με έναν συνεργάτη θα απαιτούσε περισσότερη διανοητική ικανότητα. "Όταν επανεξέταζα αυτήν την προφανή αντίφαση, ήθελα να λάβω υπόψη αυτές τις παλαιότερες ιδέες", λέει ο DeCasien. Χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνικές και διευρυμένα δεδομένα, η DeCasien και η ομάδα της έκαναν ακριβώς μια μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Nature Ecology and Evolution .

Το συμπέρασμά της: Αυτές οι παλαιότερες ιδέες ήταν σωστές - κυρίως.

Μεγαλύτερες μελέτες για την ανάπτυξη του εγκεφάλου των πρωτευόντων προήλθαν από έως και 43 είδη πρωτευόντων, λέει ο DeCasien. Τα σύγχρονα σύνολα δεδομένων επέτρεψαν στην ομάδα της να αξιοποιήσει τα δεδομένα μεγέθους του εγκεφάλου από περισσότερα από 140 είδη. Συγκρίθηκαν αυτά τα μεγέθη εγκεφάλου με τη διατροφή των ειδών και τους παράγοντες που σχετίζονται με την κοινωνική ανάπτυξη, όπως το μέγεθος της ομάδας και το σύστημα ζευγαρώματος. Ήταν σε θέση να χαλαρώσουν αυτούς τους αριθμούς με προηγμένες τεχνικές στατιστικής ανάλυσης που αναπτύχθηκαν ή εξευγενίστηκαν την τελευταία δεκαετία.

"Χρησιμοποιήσαμε όλες τις νεότερες μεθόδους που είναι διαθέσιμες", λέει ο DeCasien. (Αυτός είναι ο λόγος "έχουμε έναν γελοίο αριθμό συμπληρωματικών πινάκων" στη μελέτη, προσθέτει.)

Μετά από αυτές τις αναλύσεις, η ομάδα του DeCasien κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η δίαιτα, όχι η κοινωνική πολυπλοκότητα, φαίνεται να συσχετίζεται περισσότερο με τα μεγαλύτερα μεγέθη του εγκεφάλου μεταξύ των πρωτευόντων. Συγκεκριμένα, τα πρωτεύοντα που έτρωγαν κυρίως σε φρούτα -όπως οι χιμπατζήδες ή οι πίθηκοι- φάνηκαν να έχουν το μεγαλύτερο μέγεθος εγκεφάλου. (Ειδικότερα, οι άνθρωποι αποκλείστηκαν από τα δεδομένα επειδή "είμαστε μια απόκλιση σε σχέση με το μέγεθος του εγκεφάλου", σύμφωνα με τη μελέτη, μια κοινή πρακτική στη συγκριτική έρευνα μεγέθους του εγκεφάλου.)

Αυτό είναι λογικό, επειδή τα φρούτα είναι πολύ πιο πλούσια σε θρεπτικά συστατικά τρόφιμα από το φύλλωμα, λέει η Katherine Milton, φυσική ανθρωπολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Berkeley, που ερευνά την πρωταρχική διατροφική οικολογία και δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. "Επειδή τα υψηλά φυλλώδη πρωτεύοντα θηλαστικά παίρνουν γενικά λιγότερη έτοιμη ενέργεια ανά μονάδα χρόνου από τα εξαιρετικά φρουτώδη πρωτεύοντα, θα πίστευε ότι το μέγεθος του εγκεφάλου τους θα συσχετιστεί με αυτή τη διατροφική διαφορά", δήλωσε ο Μίλτον μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

Ωστόσο, η απλή πρόσβαση σε αυτές τις θρεπτικές ουσίες δεν εξηγεί μόνο γιατί τα πρωτεύοντα που τρέφονται με φρούτα θα εξελίξουν μεγαλύτερους εγκεφάλους, λέει ο DeCasien. "Η αύξηση της διατροφικής σας ποιότητας ... σας επιτρέπει να αυξήσετε το μέγεθος του εγκεφάλου σας, αλλά δεν εξηγεί γιατί θα ήταν επωφελής", λέει ο DeCasien - πόσο μάλλον αρκετά πλεονεκτικός για να δικαιολογήσει την κατανάλωση περισσότερων πόρων στον εγκέφαλό σας από ότι άλλα μέρη του σώμα.

Αυτό το πλεονέκτημα έρχεται στη δυσκολία που απαιτείται για να βρούμε καλούς καρπούς, λέει ο DeCasien. Όπως έγραψε ο Μίλτον σε μια μελέτη του 1981 που συνέκρινε τους ωμοειδείς πίθηκους πίθηκους με τους φημισμένους μαϊμούδες, "τα φρούτα είναι πιο απροστάτευτα κατανεμημένα τρόφιμα σε τροπικά δάση από τα φύλλα [...] Έτσι οι πιθήκους αράχνης αντιμετωπίζουν ένα πολύ πιο περίπλοκο πρόβλημα από τους κακούς σε σχέση με εντοπίζοντας τις πηγές τροφίμων τους, καθώς στην πραγματικότητα ασχολούνται με μια περιοχή προμήθειας πάνω από 25 φορές μεγαλύτερη ». Η μελέτη παρατήρησε ότι οι πιθήκους αράχνης έχουν ένα μέγεθος εγκεφάλου πάνω από το διπλάσιο εκείνου των μαϊμούδων κακοποιών κατά μέσο όρο και εικάζουν ότι οι δυσκολίες μάθησης να βρουν και να θυμούνται πού βρίσκονται τα φρούτα θα μπορούσαν να οδηγήσουν αυτή την ανάπτυξη.

"Η γνωστική πολυπλοκότητα που απαιτείται για να γίνει πιο αποτελεσματική στην αναζήτηση τροφής για αυτά τα πράγματα θα παρείχε επίσης την επιλεκτική πίεση για αύξηση του μεγέθους του εγκεφάλου", λέει ο DeCasien.

Ωστόσο, ο Robin Dunbar, ένας ανθρωπολόγος και εξελικτικός ψυχολόγος στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης που ανέπτυξε την υπόθεση του κοινωνικού εγκεφάλου, λέει ότι η μελέτη του DeCasien έχει "σοβαρό ελάττωμα στην [ολόκληρη] δομή του". Ο Dunbar λέει ότι η διατροφή είναι ένας περιορισμός στο μέγεθος του εγκεφάλου, ενώ η κοινωνικότητα χρησιμεύει ως αιτία για την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Συγκρίνοντας τα μεταξύ τους σαν να είναι ισοδύναμα είναι λανθασμένα, λέει ο Dunbar. κατά τη γνώμη του, είναι συμπληρωματικές, όχι εναλλακτικές εξηγήσεις.

"Αυτό που υποστηρίζουν ουσιαστικά είναι ότι οι βελτιώσεις στη διατροφή οδήγησαν την εξέλιξη των μεγάλων εγκεφάλων, ώστε να επιτραπεί η βελτίωση της διατροφής", λέει ο Dunbar. Προσθέτει ότι οι ερευνητές ήταν εσφαλμένοι στο να εξετάσουν το συνολικό μέγεθος του εγκεφάλου, όταν έπρεπε να επικεντρωθούν στο μέγεθος του νεοφλοιού-το τμήμα του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη γνωστική, τη χωρική λογική και τη γλώσσα- που ο Dunbar ανέλυσε στο έγγραφο του 1992 που πρότεινε τον κοινωνικό εγκέφαλο υπόθεση.

Η Dunbar αμφισβητεί επίσης τα στοιχεία που χρησιμοποιεί η DeCasien και η ομάδα της που δείχνει φρούτα-τρώγοντες που έχουν μεγαλύτερους εγκεφάλους από τους φύλακες-τρώγοντες, λέγοντας ότι αγνοούσαν την έρευνα από το 1992 και απέκρουσαν αυτόν τον ισχυρισμό.

Άλλοι ερευνητές που μελετούσαν την εξέλιξη των πρωτευόντων ήταν λιγότερο κρίσιμοι. "Τα αποτελέσματα των συγγραφέων είναι πολύ πειστικά", λέει ο Michael Schillaci, ένας εξελικτικός ανθρωπολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο και δεν συμμετείχε στη μελέτη. Το έργο του DeCasien "παρέχει πολύ ισχυρή υποστήριξη για μια οικολογική εξήγηση για την εξέλιξη του μεγέθους του εγκεφάλου στα πρωτεύοντα, το οποίο είναι χαρακτηριστικό της σειράς μας", λέει ο ίδιος, αλλά λέει ότι είναι σίγουρος αν η κατανάλωση φρούτων συνέβαλε ειδικά στην εξέλιξη του μεγέθους του εγκεφάλου τους ανθρώπους, τους απογόνους των πρωτευόντων, επίσης.

Ο εξελικτικός ανθρωπολόγος του πανεπιστημίου Durham Robert Barton συμφωνεί με μερικά από τα ευρήματα του DeCasien, συγκεκριμένα ότι η υπόθεση του κοινωνικού εγκεφάλου δεν είναι πιθανώς ο βασικός μοχλός ανάπτυξης του εγκεφάλου. Ωστόσο, ο Barton, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη και εργάζεται επί του παρόντος σε μια ευρύτερη μελέτη του ίδιου θέματος, λέει ότι θα διστάσει να εντοπίσει οποιοδήποτε συγκεκριμένο είδος τροφής ως κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξη του εγκεφάλου.

"Όπου συμφωνούμε είναι ότι υπάρχουν λίγα ή καθόλου αποδεικτικά στοιχεία για το φαινόμενο του« κοινωνικού εγκεφάλου »σε αυτά τα μεγάλα σύνολα δεδομένων και ότι υπάρχουν πιο ισχυρές συσχετίσεις με τις οικολογικές μεταβλητές», δήλωσε ο Barton μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

Από την πλευρά της, ο DeCasien προειδοποιεί ότι τα φρούτα και η διατροφή δεν είναι οι μοναδικοί οδηγοί της εξέλιξης του μεγέθους του εγκεφάλου μεταξύ των πρωτευόντων θηλαστικών, και μόνο η κυρίαρχη από την ανάλυση τους. Οι αυξανόμενα πολύπλοκες κοινωνικές αιτίες διαδραμάτισαν σίγουρα ένα σημαντικό ρόλο στην ενθάρρυνση της αύξησης του μεγέθους του εγκεφάλου, λέει. "Δεν είναι ότι είναι ένα και όχι το άλλο", λέει. "Πιστεύουμε σίγουρα ότι αυτά τα πράγματα είναι όλα τα είδη των covolving μαζί."

Τι πραγματικά έκανε αρχέγονους εγκεφάλους τόσο μεγάλο;