Una dintre cele mai fundamentale provocări filosofice este înțelegerea de unde am venit. În special, oamenii caută să înțeleagă cum au obținut trăsăturile speciale ale inteligenței și conștiinței care ne diferențiază de restul regnului animal. Știința modernă a dezvăluit că creierul este sediul inteligenței, așa că cei care caută un răspuns la originile noastre unice nu trebuie să se uite mai departe decât la evoluția creierului în strămoșii noștri primate. Specialiștii în encefalizare - termenul tehnic pentru „dezvoltarea evolutivă a creierului” - au încercat să coreleze variabilele ecologice și biologice cu dimensiunile relativ mari ale creierului primatelor. Unele teorii se concentrează pe comportamentul social al primatelor, în timp ce altele se concentrează pe caracteristicile fiziologice, cum ar fi viziunea îmbunătățită a culorilor. Această lucrare subliniază rolul dietei primatelor în encefalizare, acoperind patru teorii: ipoteza extracției alimentelor, ipoteza hărții mentale, ipoteza efemeră a aprovizionării cu alimente și ipoteza costisitoare a țesuturilor. Toate aceste ipoteze oferă o privire asupra modului în care am devenit așa cum suntem.

explica

Dimensiunea crescută a neocortexului la primate este în mare parte responsabilă pentru creșterea dimensiunii creierului lor față de alte primate (Allman 1999, Jerison 1973, 1979). „Neocortex” este latina care înseamnă „scoarță nouă” care se potrivește pe măsură ce această parte a creierului își acoperă regiunile exterioare. Specialiștii în encefalizare se concentrează pe neocortex deoarece consideră că este responsabil pentru capacități mai avansate ale primatelor (Allman 1999, Sawaguchi 1989, Fish 2003). Studiile se separă între părți ale creierului care sunt utilizate pentru funcții primitive - cum ar fi menținerea ritmului cardiac, respirația și echilibrul - și funcții avansate care izvorăsc din neocortex. Primatologii măsoară indicii părților extra-corticale (ECI) care indică dimensiunea părților cortexului cerebral care sunt asociate cu funcții avansate. ECI sunt, prin urmare, indicative ale gradului de expansiune corticală (Jerison 1973, Sawaguchi 1989).

Dietele primatelor depind de extragerea alimentelor cu valoare nutritivă ridicată. Aceasta implică utilizarea complicată a funcțiilor anatomice avansate. Gibson, căruia i se atribuie (Rifkin 1995) această ipoteză, oferă o descriere excelentă care merită citată textual:

Timp de milioane de ani, aceste produse alimentare încorporate au fost blocate anterior în spatele acestor scoici și oase. În timpul erei mezozoice (epoca pre-primate și pre-mamifere de acum 251 până la 65 de milioane de ani), dinozaurii și reptilele fără aceste funcții avansate nu puteau extrage cu ușurință valoarea nutrițională a alimentelor încorporate. După ce meteoritul teoretic Chicxulub a șters dinozaurii, mamiferele au iradiat în populații mari pentru a umple nișele nou disponibile în Era Paleozoică (în urmă cu 65 de milioane de ani până în prezent). Angiospermele sau plantele fructifere, de asemenea, au iradiat în timpul paleozoicului, oferind o nișă deschisă pentru produsele alimentare încorporate. Neocortexul primatelor a ajutat, așadar, la ocuparea primatului de o nișă de alimente încorporate neocupată anterior și recent îmbogățită.

Ocuparea nișei alimentare încorporate de către speciile din afara clasei Mammalia oferă, de asemenea, o perspectivă asupra relației dintre dimensiunea creierului și dieta. Papagalii și corbii au o parte crescută a creierului anterior, care poate fi legată de capacitatea lor de a folosi instrumente pentru extragerea alimentelor (Emery & Clayton 2004). Acesta ar putea fi un exemplu de trăsătură convergentă în evoluție. O trăsătură convergentă este o adaptare dezvoltată independent într-o specie separată care conferă aceleași beneficii. Dovezi pentru o trăsătură convergentă, cum ar fi extracția alimentelor, și relația sa cu expansiunea creierului susține ipoteza că dimensiunea creierului și o dietă bazată pe alimente încorporate sunt legate. Aceste dovezi, combinate cu natura complicată a extracției alimentare menționate mai sus, promovează, de asemenea, ipoteza că mărirea creierului creierului la primate este o adaptare pentru a atinge nișa furnizată de alimentele încorporate.

În plus față de cerințele de extracție a alimentelor, o dietă pe bază de fructe necesită și capacități suplimentare în localizarea alimentelor. Dietele pe bază de fructe necesită intervale mai mari de acasă decât dietele pe bază de frunze datorită distribuției împrăștiate și aglomerate a fructelor. Hrănirea fructelor necesită, prin urmare, stocarea unei hărți mentale în minte, astfel încât să revizitați sursele de hrană în timp. Prelucrarea acestor date ar necesita un creier relativ mai mare (Brock & Harvey 1980, Deacon 1990, Rifkin 1995, Aiello & Wheeler 1995). Pentru a testa această ipoteză, Clutton-Brock și Harvey (1980) au descoperit printre speciile de primate o corelație pozitivă între mărimea ariei de origine a unei specii și mărimea creierului lor. Această analiză este importantă, deoarece compară dimensiunile creierului între primatele în sine, mai degrabă decât să se uite doar la creierele mari ale primatelor în general. Această analiză comparativă relevă o relație mai strânsă între dimensiunea creierului și intervalele de acasă. Deoarece zona de acasă este dictată în mare măsură de necesitățile de a respecta o dietă cu primate, atunci ar fi necesară o hartă mentală mai mare pentru hrănirea cu succes.

„Ipoteza hărții mentale” nu ar fi nimic fără dovada faptului că primatele posedă hărți mentale. Boesch (1984) a descoperit existența hărților mentale la cimpanzei, de exemplu. De asemenea, Sigg a testat (1986) existența unei hărți mentale la babuinii hamadryas analizând rutele pe care le parcurg. El a descoperit că ei caută poziții intermediare pe o pistă și au un sentiment de direcție generală a unei ținte, ca o gaură de apă. Aceasta implică faptul că o hartă mentală a surselor de hrană ar necesita, de asemenea, o hartă a punctelor intermediare pentru a ajunge la destinații. Prin urmare, complexitatea și spațiul de stocare necesare pentru hărțile mentale crește odată cu dimensiunea hărții mentale.

Dimensiuni relativ mai mari ale creierului pentru primate pot fi o adaptare la natura efemeră sau pe termen scurt și rare a dietelor pe bază de fructe. Ipoteza aprovizionării cu alimente efemere afirmă că sursele de hrană care sunt mai rare necesită capacități cognitive suplimentare pentru a-și monitoriza disponibilitatea, pentru a memora secvențele de timp și pentru a stoca, așa cum s-a menționat anterior, o hartă mentală (Clutton-Brock și Harvey 1980, Milton 1988, Rifkin 1995). Frecvența pomilor fructiferi adaugă o dimensiune temporală hărților mentale. Orangutanii, de exemplu, se vor întoarce înapoi la același pom fructifer exact în aceeași perioadă a anului când fructele sunt coapte. O astfel de gândire bazată pe hartă necesită mai multă complexitate a gândirii, care, așa cum am menționat anterior, necesită un neocortex mai mare.

Modul special de evoluție a maimuțelor mari ca răspuns la schimbările climatice drastice susține în continuare ipoteza efemeră a aprovizionării cu alimente. La sfârșitul eocenului și în jurul începuturilor erei oligocene în urmă cu treizeci de milioane de ani, Pământul s-a răcit, ceea ce a redus pădurile tropicale și a făcut pământul mai arid. Pădurile uscate cu poieni de iarbă se răspândesc pe latitudini depărtate de ecuator. Extincțiile în masă la mamifere au avut loc în acest moment, astfel încât răspunsul în evoluția primatelor este revelator:

Alți consumatori de fructe din regatul alimentar demonstrează capacități de memorie și, prin urmare, poate că dietele pe bază de fructe nu pot fi singura presiune care necesită inteligență (Rifkin 1995).

Aiello și Wheeler (1995) au formulat o ipoteză mai recentă asupra efectului dietei asupra encefalizării, numită ipoteza costisitoare a țesuturilor. În timp ce acest lucru a fost destinat în mare parte să descrie expansiunea rapidă a masei neocortexului la hominizi, cercetările ulterioare au confirmat eficacitatea acestuia în sprijinirea importanței constrângerilor biologice în evoluția primatelor.

Organul care este redus pentru a compensa creierul este intestinul, un organ scump din punct de vedere metabolic. Intestinul a fost evidențiat, deoarece alte organe scumpe, inclusiv inima, ficatul, rinichii și mușchii scheletici nu pot fi reduse în raport cu dimensiunea corpului (Aiello și Wheeler 1995). Graficele Aiello și Wheeler arată, de asemenea, o corelație negativă între masa intestinală relativă și masa relativă a creierului și primatele, ceea ce întărește punctul în care o dimensiune redusă a intestinului și o creștere a dimensiunii creierului au evoluat la primate. Mărimea intestinului are implicații importante pentru dieta primatelor.

Dacă inteligența primatelor a fost aplicată pentru îmbunătățirea calității dietei, iar calitatea îmbunătățită a dietei permite creiere mai mari, vom găsi o buclă de feedback pozitivă. Un creier mai mare ar putea duce la abilități motorii senzoriale mai bune, cum ar fi săparea, culegerea și decojirea, pentru a permite extracția mai discriminată a alimentelor. Alte abilități, cum ar fi formarea grupurilor, ar putea îmbunătăți informațiile pe care le are primatul în descoperirea hranei de calitate; fabricarea uneltelor la hominizi a ajutat la vânătoare; navigarea complexă a copacilor ajută și memoria ajută la creșterea gamei pe care primatele o pot acoperi pentru hrană. Pe măsură ce toate aceste caracteristici se dezvoltă, calitatea dietei se îmbunătățește. Cu cât calitatea dietei este mai bună, cu atât intestinul poate fi mai mic. În practică, acest lucru ar fi putut fi generat prin presiuni de selecție sexuală pentru colegii mai inteligenți decât media și primatele cu dimensiuni intestinale mai mici, ceea ce ar putea explica encefalizarea rapidă de la sfârșitul dinozaurilor încoace.

Alte teorii despre encefalizarea primatelor implică o analiză a abilităților sociale ale primatelor. O teorie se încadrează sub titlul „Inteligența machiavelică” care implică capacitatea primatelor de a mentaliza și manipula alți membri ai aceleiași specii (Milton 1988). Antropoizii prezintă, de asemenea, diferențe în structura socială (de exemplu, poliginia unică masculină, poliginia multimară și structurile monoginice) (Sawaguchi 1989), care pot fi analizate în ceea ce privește cerințele lor privind complexitatea cognitivă. O altă teorie care nu este inclusă în această lucrare identifică cerințele cognitive de înțelegere a limbajului culorilor cojilor de fructe pentru a determina maturitatea - o abilitate pe care aparent o prezintă primatele. În cele din urmă, liniile diferite pot avea ipoteze aplicabile diferite, necesitând analize mai comparative.

Legătura dintre dieta primatelor și dimensiunile creierului lor relativ mari este zgârierea suprafeței cauzelor encefalizării primatelor. Progresele contemporane în biologia moleculară, precum secvențierea genomurilor primatelor și colaborarea sporită între instituții prin intermediul internetului, ar trebui să ofere teorii mai convingătoare. Cantitatea și calitatea informațiilor din Primatologie crește exponențial, după cum se poate observa printr-o explozie de informații din ultimii zece ani. Revizuirea acestui subiect în zece ani ar trebui să ofere sugestii mai noi și concrete cu privire la modul în care primatele au dezvoltat creierele mari. Unul dintre domeniile pe care le-am observat că lipsesc au fost discuțiile comparative; lucrarea mai recentă citată de Emery și Clayton (2004) privește inteligența printre alte familii zoologice, cum ar fi păsările. Știința face, de asemenea, pași mari în cercetarea creierului și poate asigura în cele din urmă monitorizarea creierului în timp real la nivelul neuronului de rezoluție. Cu toate acestea, se pare că pentru fiecare răspuns pe care îl descoperim despre origini, cu atât avem mai multe întrebări.

Allman JM. 1999. Creierele în evoluție. Washington, DC: Biblioteca Congresului.

Aiello LC, Wheeler P. 1995. Ipoteza costisitoare a țesuturilor. Antropologia actuală 36: 199-221

Armstrong E. 1983. Dimensiunea relativă a creierului și metabolismul la mamifere. Știință 220: 1302-4

Boesch C, Boesch H. 1984. Harta mentală la cimpanzeii sălbatici: o analiză a transporturilor ciocanului pentru crăparea nucilor. Primate 25.2: 160-170

Clutton-Brock TH, Harvey PH. 1979. Dimensiunea zonei de acasă, densitatea populației și filogenia la primate. În Ecologia primatelor și originile umane, ed. Bernstein IS, Smith EO, pp. 201-214. New York: Garland Press.

Clutton-Brock TH, Harvey PH. 1980. Primate, creiere și ecologie. Jurnalul Societății Zoologice din Londra 190: 309-323

Diacon TW. 1990. Erori de progresie în teoriile evoluției dimensiunii creierului. Revista internațională de primatologie 11: 193-236

Emery NJ, Clayton NS. 2004. Comparând cunoașterea complexă a păsărilor și primatelor. Cognitive Vertebrate Cognition, ed. Rogers LJ, Kaplan G. Kluwer Academic/Plenum Publishers. http://www.zoo.cam.ac.uk/zoostaff/madingley/library/member_papers/nemery/comparing_birds_and_primates_chapter.pdf

Fish JL, Lockwood CA. 2003. Constrângeri dietetice asupra encefalizării la primate. American Journal of Physical Anthropology 120.2: 171-181

Gibson KR. 1987. Cunoașterea, dimensiunea creierului și extracția resurselor alimentare încorporate. În Ontogenia primatului, cunoașterea și comportamentul social, ed. Else JGF, Lee PC, pp. 93-104. Cambridge: Cambridge University Press.

Jerison HJ. 1973. Evoluția creierului și a inteligenței. New York: Academic Press.

Jerison HJ. 1979. Evoluția diversității în dimensiunea creierului. În Dezvoltarea și evoluția dimensiunii creierului: implicații comportamentale, ed. Hahn MF, Jensen C, Dudek BC. New York: Academic Press

Kleiber M. 1961. Focul vieții. New York: Wiley

Milton K. 1988. Comportamentul furajer și evoluția inteligenței primatelor. În inteligența machiavelică: expertiză socială și evoluția intelectului la maimuțe, maimuțe și oameni, ed. Byrne R, Whiten A, pp. 285-305. Oxford: Oxford University Press

Milton K. 1993. Dieta și evoluția primatelor. Scientific American 269: 86-93.

Potts R. 2004. Baza paleoambientală a evoluției cognitive la maimuțele mari. American Journal of Primatology 62.3: 209-228

Rifkin S. 1995. Evoluția inteligenței primatelor. Harvard BRAIN II.I: http://hcs.harvard.edu/

Sawaguchi, T. 1989. Relațiile dintre indicii cerebrali pentru părțile corticale „extra” și categoriile ecologice în antropoide. Creier, comportament și evoluție 43: 281-293

Sigg H. 1986. Modele variabile la babuinii hamadryas: dovezi pentru o hartă mentală. În Ontogenia primatului, cunoașterea și comportamentul social, ed. Altele JGF, Lee PC, pp. 87-91 Cambridge: Cambridge University Press.