Ученые опровергли гипотезу фруктовой диеты: приматы развили свой мозг не из-за добычи фруктов

Исследование, проведенное Институтом Макса Планка и Смитсоновским институтом, опровергает теорию о том, что большой мозг приматов развился в первую очередь благодаря эффективности добычи фруктов, и предполагает, что на развитие мозга влияют другие факторы. Чтобы выяснить это, исследователи провели эксперименты, сравнив кормовой интеллект приматов с большим мозгом с млекопитающими с меньшим мозгом.

Приматы обладают более крупным мозгом, чем большинство других млекопитающих. В течение многих лет исследователи изучали, объясняется ли размер их мозга диетой, в частности употреблением фруктов. Команда из Института поведения животных имени Макса Планка (MPI-AB) и Смитсоновского института тропических исследований (STRI) недавно впервые проверила эту гипотезу и обнаружила, что теория фруктовой диеты, возможно, не верна.

Исследователи использовали съемку с беспилотника, GPS-слежение и тонкий анализ поведения, чтобы проверить, как четыре вида фруктоядных млекопитающих решают одну и ту же природную головоломку в тропических лесах Панамы.

Они обнаружили, что крупные виды приматов вели поиски фруктов не более эффективно, чем мелкие млекопитающие. Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the Royal Society B, опровергает традиционное мнение о том, что для умных решений при поиске пищи необходим большой мозг.

Согласно ведущей теории о том, как приматы развивали более крупный мозг, фрукты и интеллект работали рука об руку, способствуя росту мозга. Животные с более крупным мозгом могли использовать свой интеллект для более эффективного поиска фруктов, что, в свою очередь, давало больше энергии для питания мозга.

Фрукты — ценный, но изменчивый ресурс. Они предъявляют когнитивные требования к животным, которые должны находить плодоносящие деревья и запоминать время созревания. Исследования подтвердили диетическую теорию эволюции мозга, показав корреляцию между размером мозга и количеством фруктов в рационе.

Но исследователи из MPI-AB и STRI решили, что теория «созрела» для того, чтобы подвергнуть ее сомнению. «Гипотеза фруктовой диеты никогда не была подтверждена экспериментально», — говорит первый автор исследования Бен Хирш, научный сотрудник STRI.

«Препятствие было методологическим. Чтобы проверить гипотезу фруктовой диеты, ученые должны измерить, насколько эффективно животное находит фрукты. Приматы и многие другие млекопитающие ежедневно преодолевают большие расстояния в поисках пищи, что делает практически невозможным воспроизведение их реальных навигационных задач в лаборатории», — добавил Хирш.

Команда обошла эту проблему, воспользовавшись природным явлением в тропических лесах на острове Барро Колорадо в Панаме. В течение трех месяцев каждый год млекопитающие, питающиеся фруктами, вынуждены есть плоды лишь одного вида деревьев — Dipteryx oleifera.

«Когда животные питаются почти исключительно плодами Dipteryx, они одновременно решают одну и ту же кормовую головоломку, — говорит старший автор исследования Мэг Крофут. — Это дает нам мощный инструмент для сравнения их кормовой эффективности».

Команда составила карту расположения всех деревьев Dipteryx на острове Барро-Колорадо, пролетев на дронах летом, когда высокие деревья были увенчаны заметными пурпурными цветами. Карта фруктовых деревьев показала весь масштаб фруктовой головоломки, с которой столкнулись животные, но ученым все равно нужно было проверить, насколько эффективно млекопитающие с разным размером мозга посещают эти деревья.

Они проследили за несколькими особями двух приматов с крупным мозгом (паукообразные обезьяны и белолицые капуцины) и двух родственников енотов с меньшим мозгом (белоносые коатисы и кинкажу). GPS-датчики определяли пути, по которым животные добирались до деревьев, а акселерометры подтверждали, что во время посещения дерева животное было активно и, возможно, питалось.

Затем ученые рассчитали эффективность маршрута как ежедневное количество времени, проведенное животным на деревьях Dipteryx, деленное на пройденное расстояние. Согласно гипотезе фруктовой диеты, обладатели крупного мозга — капуцины и паукообразные обезьяны — должны демонстрировать большую эффективность маршрутов, чем коатисы и кинкажу.

«Мы не нашли никаких доказательств, что животные с большим мозгом принимали более разумные решения по добыче пищи, — говорит Крофут. — Если больший мозг и делает животных умнее, то этот интеллект не используется для более эффективного прокладывания маршрута к фруктовым деревьям в тропическом лесу».

Авторы говорят, что их исследование, опровергнув гипотезу о фруктовой диете, может сместить акцент на идеи, выходящие за рамки эффективности кормовой базы. «Более крупный мозг может способствовать улучшению эпизодической памяти, что позволяет этим видам лучше планировать время посещения деревьев, чтобы получить максимальное количество спелых фруктов», — говорит Хирш.

Авторы также предполагают, что более крупный мозг может быть связан с использованием орудий труда, культурой или сложностью жизни в социальной группе. «Наше исследование не может точно определить движущие силы эволюции мозга, — говорит Крофут. — Но мы смогли использовать минимально инвазивные методы для эмпирической проверки важной гипотезы об эволюции, познании и поведении диких животных».

Ранее в исследовании, которое может революционизировать понимание развития мозга, исследователи из Гарвардского университета обнаружили, что сложные нейронные схемы, ответственные за определенное поведение у рыбок данио, могут формироваться без необходимости сенсорного опыта, предполагая, что одного лишь генетического программирования достаточно для установления функциональных нейронных связей.