Інтелект, еволюція мозку людини та дієта

Але лише наявність вищого мозку не змінює нашої анатомії та фізіології, які, згідно з природним законом, залишаються характерними для цілком вегетаріанських ссавців, призначених для вживання різноманітних овочів, горіхів

У Homo великий розмір мозку відносно маси тіла, безумовно, є особливістю, яка відрізняє цей рід від усіх інших Hominoidea, але насправді являє собою не що інше, як продовження тенденції до прогресивної доробки мозку, показаної в процесі еволюції споріднених приматів.

Приховані, суперечливі погляди на цінність інтелекту. Іронія тут полягає в тому, що існує суперечність у логіці ставлення певних прихильників дієти щодо інтелекту. Деякі екстремісти-фрутаріанти пропагують передбачувану природність фруктових дієт за допомогою міфу "люди - голі мавпи без інструментів", про які йшлося в останньому розділі. Цю брехню часто представляють як справжню науку (зайве говорити, що це кривава наука) тими, хто її просуває. Оскільки вдосконалене використання інструментів є еволюційною характеристикою людського інтелекту, ми можемо помітити, що ті, хто пропагує міф, кажуть, що вам слід відмовитись від використання інструментів, шукаючи свою "природну" дієту (ця нісенітниця може навіть бути представлена як наукова чи логічна ). Однак попереднє є рівнозначним сказанню вам відкинути свій інтелект і навіть відхилити ваш статус людини, щоб вибрати (нібито)

Таким чином, аргументи, які висувають екстремісти-фрутарі, суперечливі; аргумент можна викласти так: Використовуйте свій інтелект, щоб домовитись з екстремістом про те, що люди є "голими мавпами, без інструментів", і тим самим відкинути, в майбутньому, ваше використання інтелекту при виборі їжі. Ще однією іронією є те, що деякі екстремісти, які пропагують цей фальшивий міф, представляють себе "науковими". Однак кривошипна наука (або наукова фантастика) є більш точним описом таких міфів. Суперечлива логіка міфу "гола мавпа" є хорошим прикладом амбівалентного, розгубленого ставлення до інтелекту, яке демонструють деякі прихильники дієти.

Останні еволюційні дослідження наголошують на взаємодії дієти та розвитку мозку. Крім того, нещодавні дослідження зробили цитати вище застарілими. Зауваження Мілтона [1993] про взаємодію між еволюцією мозку та дієтою дають короткий вступ до більш сучасної перспективи

Спеціалізовані хижаки та рослиноїдні тварини, якими рясніють африканські савани, розвивалися одночасно з ранніми людьми, можливо, змушуючи їх [людей] стати новим типом всеїдних, зрештою залежних від соціальних та технологічних інновацій, і, отже, значною мірою, про потужність мозку.

Ми починаємо свій огляд з теми енцефалізації, або

Енцефалізація

Вступ

Найважливішими особливостями, які роблять людей унікальними у всій природі, є наш високий інтелект і "великий" мозок. Тут "великий" означає великий мозок щодо розміру тіла. Енцефалізація або відносний розмір мозку аналізується за допомогою міри, відомої як коефіцієнт енцефалізації.

"Очікуваний" проти фактичного розміру мозку. Для того, щоб виміряти енцефалізацію, були розроблені статистичні моделі, які порівнюють розмір тіла з розміром мозку між видами, дозволяючи тим самим оцінити "очікувану" масу мозку для даного виду на основі маси його тіла. Фактична маса мозку виду порівняно з (поділеною на) його "очікуваною" масою мозку дає коефіцієнт енцефалізації. Вищі коефіцієнти вказують на види з розмірами мозку більших, ніж очікувалося. Таким чином, коефіцієнт, що перевищує 1, вказує на фактичну масу мозку, більшу за прогнозовану, тоді як коефіцієнт менше 1 вказує на менше, ніж передбачалося

Коефіцієнт енцефалізації важливий, оскільки він дозволяє кількісно вивчати та порівнювати розміри мозку між різними видами шляхом автоматичного регулювання розміру тіла. Наприклад, слони, які є фолівоядними, та певні хижі морські ссавці мають більший мозок (фактична фізична маса), ніж люди. Однак, пристосувавшись до розміру тіла, у людей набагато «більший» мозок, ніж у слонів або морських ссавців. Крім того, важкою є також складність мозку (і, звичайно, енцефалізація не визначає безпосередньо складність - вона вимірює лише розмір).

Закон Клейбера. Закон Клейбера виражає взаємозв'язок між розміром тіла, зокрема масою тіла, та потребою організму в метаболічній енергії, тобто RMR (метаболічні потреби в спокої), також відомий як BMR (базальна метаболічна потреба в енергії). Форма

Мозок і травна система конкурують за обмежену частку бюджету метаболічної енергії. Ключовим зауваженням щодо відносного розміру мозку в середньому для видів є те, що в рівнянні того, як розмір мозку змінюється пропорційно розміру тіла, використовується експоненціальний масштабний коефіцієнт, майже ідентичний тому, що використовується в рівнянні щодо того, як основний рівень метаболізму в організмі (BMR) ) змінюється залежно від розміру тіла, тобто закону Клейбера. (Експоненціальний коефіцієнт масштабування, використаний у рівнянні для зміни маси мозку по відношенню до маси тіла, дорівнює 0,76 [Foley and Lee 1991]; аналогічний коефіцієнт масштабування для BMR становить 0,75; Kleiber [1961], як цитується у Foley and Lee [1991] .) Це важливо, оскільки це прямо вказує на те, що розмір мозку тісно пов'язаний з кількістю метаболічної енергії, доступної для його підтримки [Milton 1988, Parker 1990].

Цей пункт стане головним у міру продовження. Наразі достатньо зауважити, що кількість енергії, доступної для мозку, залежить від того, як загальний енергетичний бюджет організму повинен розподілятися між мозком та іншими енергоємними органами та системами, особливо травною системою. Далі, скільки енергії потрібно травній системі (і, отже, скільки залишається на мозок та інші «дорогі» органи) - це функція виду харчування, який вид розробив для обробки під час своєї еволюції. Продовжуючи, ми повернемося до наслідків цього для дієти людини, оскільки це стосується еволюції великого мозку людини.

Для отримання додаткової інформації щодо виведення коефіцієнтів енцефалізації, закону Клейбера та використовуваних статистичних процедур підгонки зверніться до .

Порівняльний анатомічний аналіз мозку приматів

Стефан [1972] пропонує порівняльний анатомічний аналіз мозку приматів, включаючи сучасних людей, приматів, які не є людьми, та наших доісторичних предків. Нижче наводиться короткий зміст важливих моментів, зроблених у Стефані [1972]. Тут зауважимо, що робота Стефана була зроблена до цитування вище досліджень Мартіна; таким чином, Стефан використовує дещо інший показник енцефалізації.

Великий розрив між людьми та великими мавпами. Існує великий розрив між енцефалізацією сучасних людей та всіма існуючими (нинішніми) нелюдьми-приматами, включаючи наших найближчих родичів, великих мавп. Однак цей великий пробіл заповнюється аналізом енцефалізації наших доісторичних предків гомінідів.

Розширення мозку непропорційне. Розширення людського мозку в порівнянні з приматами, що не є людьми, не є пропорційним (тим самим, можливо, суперечить попередній цитаті Ле Гро Кларка). Стефан [1972, примітки:

Розширення мозку не є пропорційним; тобто всі частини не розвиваються з однаковою швидкістю. Неокортекс є на сьогоднішній день найбільш прогресивною структурою і тому використовується для оцінки еволюційного прогресу Шкала Приматів).

Фактори енцефалізації: енергія (метаболізм)

Реальність енцефалізації - відносно великого людського мозку - з його відповідно високим інтелектом, очевидно. Однак об’єктом сучасних досліджень і дискусій є вивчення того, які еволюційні фактори зумовили розвиток посиленої енцефалізації людини. Подібне дослідження дає розуміння нашої еволюційної дієти, а також виявляє, чому будь-який порівняльний "доказ", який ігнорує інтелект та значний вплив розміру мозку на метаболічні потреби, є логічно сумнівним.

Життєвий цикл та енергетичні потреби

Паркер [1990] аналізує інтелект та енцефалізацію з точки зору теорії життєвої історії (LHS), розділу поведінкової екології. LHS базується на передумові, що еволюційний відбір визначає терміни основних подій життєвого циклу - особливо тих, що стосуються відтворення - як рішення проблем оптимізації енергії.

Велика енергія, необхідна для росту мозку. Паркер обговорює змінні історії життя у приматів, які не є людиною, а потім досліджує, як події життєвої історії відносяться до великих розмірів мозку, періоду гестації, зрілості при народженні, темпів росту та споживання молока, відлучення та інтервалі народження, віку статевого дозрівання та інших подій . Мотивацією для вивчення таких подій є те, що мозок є "кардіостимулятором життєвого циклу людини" [Parker 1990, і повільний темп більшості подій історії людського життя відображає велику енергію, необхідну для росту та підтримки мозку.

Фолі та Лі [1991] аналізують еволюційну схему енцефалізації з точки зору видобутку їжі та дієтичних стратегій. Вони чітко заявляють про складність розділення причин і наслідків у зв'язку з цим; від Фолі та Лі [1991,

Розглядаючи, наприклад, розробку стратегій видобування їжі людиною, збільшення віддачі від зусиль, спрямованих на видобуток їжі та переробки їжі, може бути важливою передумовою енцефалізації, і, в свою чергу, необхідний великий мозок, щоб організувати поведінку людини в пошуку їжі.

Загалом енергетичні витрати на утримання мозку для сучасних людей приблизно втричі перевищують витрати шимпанзе. Витрати на зростання також будуть пропорційно більшими.

Зміна дієти, починаючи з Homo. Нарешті, вони розглядають зміни в харчуванні, виявлені в скам'янілостях із появою людей (рід Homo), відзначаючи, що [Foley and Lee 1991,

Нещодавня дискусія щодо важливості вживання м’яса в еволюції людини була зосереджена на способах придбання. але, скоріше, менше щодо задіяних кількостей.

Розглядаючи еволюцію м'ясоїдної людини, може виявитись, що рівень 10-20% споживання їжі може бути достатнім для великих еволюційних наслідків.

Можна стверджувати, що вживання м’яса являє собою розширення ресурсної ширини за межі того, що виявляється у приматів, що не є людьми.

Homo з пов’язаною з ним енцефалізацією, можливо, був продуктом відбору для людей, здатних використовувати ці енергетичні та білкові ресурси в міру розширення середовищ існування (Foley 1987a).

Якість дієтичного співвідношення із загальною часткою мозку

Дослідження Леонарда та Робертсона [1992, 1994] забезпечують глибокий аналіз потреб у енергії метаболізму мозку та тіла. Відповідні пункти їх досліджень:

Докази з доісторичних записів вказують на те, що в процесі еволюції гомінідів, між чотирма мільйонами років тому і до теперішнього часу, відбулися кардинальні зміни в розмірі тіла, дозріванні та поведінці. Отже, розумно припустити, що протягом цього періоду також відбулися суттєві зміни в метаболічних потребах та дієтичних змінах.

8% метаболізму спокою для мозку, інші ссавці (крім людей) використовують 3-4%, але люди використовують вражаючі 25% метаболізму у спокої для мозку. Це вказує на те, що "енергетичний бюджет" людини суттєво відрізняється від усіх інших тварин, навіть наших найближчих родичів приматів - антропоїдних мавп.

На відміну від цього, загальний обмін речовин у спокої людини не суттєво відрізняється. Щоб зрозуміти взаємозв'язок між метаболізмом (енергетичним бюджетом) та розміром тіла, Леонард та Робертсон зібрали відповідні дані про метаболізм та розміри тіла у приматів, людей та інших ссавців. Деякі зібрані дані включали розмір тіла, розмір мозку, швидкість метаболізму у спокої (RMR), швидкість метаболізму мозку (MR мозку), загальні витрати енергії (TEE) тощо. Вони також збирали дані про активність та витрати енергії на кількох мисливців суспільства, і відібрати приматів, що не є людьми. Статистичний аналіз даних

[L] аргейні антропоїди [великі мавпи], як група, не відхиляються від загального співвідношення метаболізму ссавців/розміру тіла. Однак декілька окремих видів помітно відхиляються від RMR, передбачених відносинами Клейбера.

МР людського мозку в 3,5 рази перевищує мавп. Однак, навпаки, вони виявили, що у людей кардинально відрізняється енергетичний обмін мозку, ніж у інших тварин. Від Леонарда та Робертсона [1992,

Мозок людини становить близько 2,5% ваги тіла і становить близько 22% метаболічних потреб у спокої.

При 315 ккал (1318 кДж) люди використовують понад 3,5 рази більше RMR для підтримки свого мозку, ніж інші антропоїди (тобто позитивне відхилення 255%). Очевидно, що навіть по відношенню до інших видів приматів, люди різняться пропорцією метаболічних потреб мозку.

Очевидним наслідком є те, що дієта Homo erectus [примітка: Homo erectus еволюціонував приблизно 1,7 Mya] була не просто австралопітециновою дієтою з більшою кількістю м’яса; скоріше відбулися важливі зміни як у тваринному, так і в рослинному компонентах раціону.

Що зробило м’ясо важливим ресурсом для експлуатації, це не високий вміст білка, а його висока калорійність.

Коротше кажучи, ранній спосіб збирання мисливського господарства, пов’язаний із цим, був більш ефективним способом отримання їжі, який підтримував збільшення калорійності на 35-55% (порівняно з австралопітеками).

Загалом існує негативна залежність між якістю дієти (енергією та щільністю поживних речовин продуктів) та розміром тіла (Clutton-Brock and Harvey, 1977; Sailer 1985).

Однак, схоже, люди істотно відхиляються від співвідношення ваги тіла DQ і тіла тіла приматів

[Т] Дієти п'яти груп мисливців набагато вищі, ніж очікувалося для приматів їх розміру. Це узагальнення справедливо для більшості всіх прожиткових популяцій людей, оскільки навіть сільськогосподарські групи, що споживають дієтичні продукти на основі зернових, оцінювали DQ вище, ніж у інших приматів порівнянного розміру.

[E] в популяціях людей, де споживання м’яса низьке, DQ все ще набагато вищий, ніж у інших приматів великої маси тіла, оскільки зерна набагато калорійніше, ніж листя.

DQ та RMR. Інше статистичне порівняння було проведено для аналізу взаємозв'язку між якістю дієти та RMR або швидкістю обміну речовин у стані спокою. (Попередні порівняння, про які ми щойно обговорювали, базувались на масі тіла.) Хоча підгонка моделі була не дуже хорошою, дані даних свідчать про те, що показник DQ людини також може бути вищим, ніж очікувалося, якщо використовувати RMR як орієнтир для порівняння замість маси тіла. (Оскільки відповідність моделі погана, попереднє є лише гіпотезою.)

Парадокс: Звідки береться енергія для великого людського мозку

У будь-якому випадку, як ми бачили, пояснення полягає в тому, що люди "витрачають" набагато більше енергії на мозок, ніж інші примати: 20-25% RMR проти приблизно 8% у великих мавп. Проте загальний показник ЯМР у людини залишається у відповідності з прогнозами, заснованими виключно на розмірі тіла. Це представляє парадокс: звідки люди отримують зайву енергію, щоб "витратити" на наш великий мозок? Як ми побачимо пізніше у дослідженні Айелло та Вілера, найбільш здійсненною гіпотезою є те, що відповідь полягає в міркуваннях щодо дієтичної якості та якості. Леонард і Робертсон [1994, висновок:

Ці результати вказують на те, що зміни якості харчування під час еволюції гомінідів були пов’язані з еволюцією розміру мозку. Перехід до більш калорійної дієти, мабуть, був необхідний для того, щоб істотно збільшити кількість метаболічної енергії, яку використовує мозок гомінідів. Таким чином, хоча одних лише харчових факторів недостатньо для пояснення еволюції нашого великого мозку, здається очевидним, що певні зміни в харчуванні були необхідними для суттєвої еволюції мозку.

Узагальнити:

Значимість досліджень Леонарда та Робертсона [1992, 1994] полягає в їх аналізі енергетичного обміну, який виявляє парадокс: як люди задовольняють різко вищі енергетичні потреби нашого мозку без відповідного збільшення RMR (що пов'язано з нашим розмір тіла)? Вони стверджують, що фактором, який дозволяє подолати парадокс, є якісніша дієта порівняно з іншими приматами. Звичайно, до появи сільського господарства та наявності зернових культур основним джерелом такої підвищеної дієтичної якості було споживання фауни - тваринної їжі, включаючи комах.

ПЕРЕЙТИ ДО наступної частини статті

(Зв'язок дієтичної якості/ефективності кишечника з розміром мозку)