Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

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.

Карина обнаружила, что это число, скорость потребления калорий, варьировало в диапазоне от 9–10 килокалорий в час у мелких обезьян, таких как мармозетка или ночная обезьяна, до 202 килокалорий в час у орангутана и 335 килокалорий в час у гориллы. Как показано на рис. 10.1, имеет место положительная корреляция между массой тела и часовым потреблением калорий, как, собственно, мы и ожидали: более крупные приматы поглощают больше килокалорий за один час добывания и поедания пищи. Есть определенное преимущество в обладании большой пастью.

Рис. 10.1. Более крупные приматы обладают большей способностью к потреблению энергии (в килокалориях за час, потраченных на сбор и поглощение пищи). Однако почасовое поглощение калорий растет с массой тела пропорционально ее значению, возведенному в степень 0,53 (пунктирными линиями показан 95-процентный доверительный интервал изменения значений функции). Значения функции, таким образом, растут медленнее, чем энергетическая стоимость организма, которая растет в соответствии со степенным законом с показателем 0,75

Еще мы обнаружили, что часовое поглощение калорий приматами в дикой природе изменяется по закону степенной функции с показателем 0,53, то есть с меньшим, чем 0,75 – показатель функции, согласно которой изменяется энергетическая стоимость организма с увеличением массы тела. Это означало, что часовая энергетическая стоимость более крупных приматов возрастает быстрее с увеличением массы, чем способность получать калории в течение того же часа, что, в свою очередь, означало, что существует определенный предел, ограничивающий увеличение массы тела приматов.

Но это касалось только часовых показателей, и теоретически всегда была возможность добывания пищи и питания в течение более долгого времени, если не удавалось добыть необходимую энергию в течение одного часа. Действительно, Карина выяснила, что время поиска и потребления пищи в течение суток увеличивалось от в среднем двух часов среди мелких приматов до 7 часов у орангутанов и до 8 часов у горилл, как показано на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Более крупные приматы тратят больше часов в сутки на поиск и потребление пищи. Несмотря на то что число часов в сутки, которое они тратят на эту деятельность, растет медленно, пропорционально массе тела, возведенной в степень 0,22, колебания в массе тела приматов достаточно для увеличения числа потраченных на поиск и потребление пищи часов с 2 до 8

Практически, однако, в сутках всего 24 часа, и число часов, которое примат может провести за поиском и поглощением пищи, ограничивается потребностью во сне, а это 8–9 часов в сутки – это еще одно свойство, которым мы похожи на остальных приматов. Орангутаны имеют возможность добывать пищу и есть не более 8–9 часов в сутки, и это то время, какое они посвящают поискам, когда еды становится мало^[214]. И в этой ситуации они теряют вес во время сухого сезона, а это указывает на то, что им следовало бы посвящать поиску еды еще большее время, чтобы получить дополнительные калории, но они не могут этого сделать. Было подтверждено документированными наблюдениями, что гориллы^[215] могут тратить на поиск еды до 10 часов в сутки, но такое бывает при недостатке корма, и тратить столько времени на еду и ее поиск гориллы ежедневно и регулярно неспособны.

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.