Люди оказались «энергичнее» обезьян

Дневной расход калорий у человека, ведущего сидячий образ жизни, всё равно оказывается намного выше, чем у наших ближайших родичей-приматов – шимпанзе, горилл и орангутанов.

Как известно, человеческий мозг больше обезьяньего, что до сих пор представляет собой определённую загадку для антропологии и эволюционной биологии. Большой мозг требует много энергии, следовательно, наши предки в эволюции должны были как-то иначе свести энергетический баланс, отобрав калории у каких-то других систем в пользу разросшейся нервной.

 (Кстати, мозг – не единственная энергозатратная особенность, по которой мы отличаемся от прочих приматов; люди ещё и рожают чаще и больше, чем человекообразные обезьяны, и повышенная скорость размножения опять же требует повышенных энергетических расходов.)

По одной из гипотез, мозг у людей получил возможность увеличиться за счёт кишечника. Желудочно-кишечный тракт тоже требует много калорий для переваривания, всасывания и т. д., и чем он длиннее, тем больше энергии уходит на его обслуживание.

Считается, что как раз тогда, когда человеческий мозг начал интенсивно разрастаться, одновременно начал уменьшаться кишечник, что, очевидно, сопровождалось изменениями в рационе питания; возможно, что изменения в диете и позволили укоротить желудочно-кишечный тракт и, как следствие, дали мозгу шанс увеличиться.

Гипотеза эта родилась ещё в 90-е годы XX века, однако споры о том, действительно ли есть связь между размером мозга приматов и размером кишечника, не умолкают до сих пор. Некоторые полагают, что всё дело как раз в том, что наши предки научились готовить: питательные вещества в обработанной пище делаются более доступными, а значит, больше энергии можно потратить, в том числе, и на развитие мозга и на процессы высшей нервной деятельности.

Ещё одна гипотеза утверждает, что мозг человека мог увеличиваться за счёт мышц – потому что, во-первых, люди заметно слабее обезьян (при том, что и мы, и они используем мышцы одинаковым образом), и, во-вторых, обмен веществ в человеческих мышцах заметно отличается от мышечного метаболизма других приматов. Исследователи, которые придерживаются «мышечной гипотезы», полагают, что причиной ослабления мышц у людей стал именно мозг, а не изменения в экологии и не изменения в рационе питания.

Но зачем вообще искать внутренние энергетические ресурсы, которые нервная система могла бы использовать в эволюции?

Затем, что основной обмен – так называют минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности бодрствующего организма в состоянии покоя, натощак и в комфортных условиях – так вот, основной обмен одинаков у людей и человекообразных обезьян.

То есть и мы, и они сжигаем в состоянии покоя одинаковое количество калорий. Но мозг-то у нас больше – то есть на какие-то другие органы энергии у нас должно тратиться меньше, чем у обезьян.

Однако в последние годы концепция «равных энергетических затрат» оказалась под вопросом. Когда у нескольких обезьян стали измерять общий расход энергии (а не только то, что сгорает в состоянии покоя), то оказалось, что, например, у орангутанов уровень общего метаболизма на удивление низкий.

После этого за дело взялись основательно: общий обмен веществ измерили у 27 обыкновенных шимпанзе, 8 шимпанзе бонобо, 10 горилл, 11 орангутанов и 141 человека (разумеется, во всех случаях уровень метаболизма соотносили с размером тела). В результате, как пишут в Nature авторы исследования, люди оказались «энергичнее» обезьян: мы тратим в день на 400 калорий больше, чем обыкновенный шимпанзе и шимпанзе бонобо, на 635 калорий больше горилл и на 820 калорий больше орангутанов. В процентах всё выглядит более наглядно: так, по сравнению с шимпанзе, дневная энергетическая норма человека на 27% больше.

Исследователи работали с обезьянами, содержащимися в зоосадах и в специальных убежищах для животных, расположенных в США и Африке, и поэтому тут можно придраться к тому, что животные, использовавшиеся в эксперименте, жили в неволе и потому их уровень метаболизма может быть не таким, как в дикой природе.

Однако по некоторым данным энергетические расходы у диких человекообразных обезьян и у тех, которые живут в неволе, примерно одинаковы, несмотря на якобы разную активность. Кроме того, в вышеописанной работе для сравнения с обезьянами выбрали людей, ведущих сидячий образ жизни.

Всё это говорит о том, что из всех человекообразных приматов люди – наиболее «энергоёмкие», и, вероятно, как раз потому, что им, то есть нам, нужно содержать мозг. Здесь есть ещё один нюанс: современный человек всегда может восполнить запас питательных веществ и потому может не бояться внезапного перерасхода, но как у наших предков обстояли дела со стабильным энергообеспечением?

Самый простой выход – стать толще, обзавестись жировыми запасами, которые в голодное время можно пустить на умственную работу. В статье в Nature, между прочим, говорится, что люди действительно обгоняют приматов по количеству жира в организме. То есть, чтобы поумнеть, человеку пришлось потолстеть.

Теперь осталось только понять, как и когда у наших предков внезапно ускорился метаболизм; надо надеяться, что ответ на эти вопросы даст более тщательный анализ древних человеческих и человекообразных останков.

Впрочем, «кулинарную» и «кишечную» гипотезы никто со счетов пока не сбрасывает. Может быть так, что повысившийся метаболизм с жировыми отложениями были лишь первым этапов в процессе увеличения мозга. В дальнейшем слегка поумневшие люди могли додуматься до кулинарных манипуляций, а естественный отбор мог благоприятствовать не только тем, у кого был особенно высокий обмен веществ, но и тем, у кого был не слишком длинный кишечник.

По материалам Science .