Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

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.

Орангутаны среди человекообразных обезьян расходуют меньше всего энергии. (Фото James_Jester / pixabay.com.)
Даже шимпанзе, которые считаются эволюционно наиболее близкими человеку, заметно уступают нам в энергетических расходах. (Фото Republica / pixabay.com.)

 (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.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

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 .

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Статьи по теме