Dar simplul fapt de a avea un creier superior nu ne modifică anatomia și fiziologia care, conform legii naturale, rămân caracteristice unui mamifer vegetarian total, menit să mănânce o varietate de legume, nuci

dieta

În Homo dimensiunea mare a creierului în raport cu greutatea corporală este cu siguranță o caracteristică care distinge acest gen de toate celelalte Hominoidea, dar de fapt nu reprezintă decât o extensie a tendinței către o elaborare progresivă a creierului prezentată în evoluția primate înrudite.

Opiniile ascunse, contradictorii, despre valoarea inteligenței. O ironie aici este că există o contradicție în logica atitudinilor anumitor avocați dietetici cu privire la inteligență. Unii extremiști fructiferi promovează pretinsa naturalețe a dietelor fructifere prin intermediul mitului „oamenii sunt maimuțe goale, fără instrumente”, discutat în ultima secțiune. Această minciună este adesea prezentată ca știință reală (este inutil să spunem că este o știință crank) de către cei care o promovează. În măsura în care utilizarea avansată a instrumentelor este o caracteristică evolutivă a inteligenței umane, putem observa că cei care promovează mitul spun că ar trebui să respingi utilizarea instrumentelor în căutarea dietei tale „naturale” (această prostie poate fi chiar prezentată ca fiind științifică sau logică ). Cu toate acestea, precedentul este echivalent cu a vă spune să vă respingeți inteligența și chiar să vă respingeți statutul de ființă umană, pentru a selecta (presupus)

Argumentul adus de extremiștii fructiferi este astfel contradictoriu; argumentul poate fi afirmat astfel: Folosește-ți inteligența pentru a fi de acord cu extremistul că oamenii sunt „maimuțe goale, fără instrumente” și astfel resping, în viitor, utilizarea inteligenței tale în alegerile alimentare. O altă ironie aici este că unii dintre extremiștii care promovează acest fals mit se prezintă ca „științifici”. Cu toate acestea, știința crank (sau science fiction) este o descriere mai exactă pentru astfel de mituri. Logica contradictorie a mitului „maimuței goale” este un bun exemplu al atitudinii ambivalente și confuze față de inteligența afișată de unii avocați dietetici.

Cercetările evolutive recente subliniază acum interacțiunea dintre dieta și dezvoltarea creierului. În plus, cercetările recente au făcut ca citatele de mai sus să fie învechite. Observațiile lui Milton [1993] privind interacțiunea dintre evoluția creierului și dieta oferă o scurtă introducere într-o perspectivă mai modernă

Carnivorele și erbivorele specializate care abundă în savanele africane au evoluat în același timp cu primii oameni, forțându-i poate [pe oameni] să devină un nou tip de omnivori, unul în cele din urmă dependent de inovația socială și tehnologică și, astfel, într-o mare măsură, despre puterea creierului.

Începem recenzia noastră cu subiectul encefalizării sau


Encefalizare

Introducere

Cele mai semnificative caracteristici care îi fac pe oameni unici în întreaga natură sunt inteligența noastră înaltă și creierele „mari”. Aici „mare” înseamnă că creierul este mare în raport cu mărimea corpului. Encefalizarea, sau dimensiunea relativă a creierului, este analizată folosind o măsură cunoscută sub numele de coeficient de encefalizare.

„Așteptat” vs. dimensiunea reală a creierului. Pentru a măsura encefalizarea, au fost dezvoltate modele statistice care compară mărimea corpului cu dimensiunea creierului între specii, permițând astfel estimarea masei cerebrale „așteptate” pentru o specie dată pe baza masei sale corporale. Masa cerebrală reală a unei specii în comparație cu (împărțită la) masa „așteptată” a creierului conferă coeficientul de encefalizare. Cotații mai mari indică specii cu dimensiuni ale creierului mai mari decât se așteptau. Astfel, un coeficient mai mare de 1 indică o masă cerebrală reală mai mare decât cea prevăzută, în timp ce coeficienții mai mici de 1 indică mai puțin decât se aștepta

Coeficientul de encefalizare este important deoarece permite studiul cantitativ și compararea dimensiunilor creierului între diferite specii prin ajustarea automată pentru dimensiunea corpului. De exemplu, elefanții, care sunt folivori, și anumite mamifere marine carnivore au creiere mai mari (masa fizică reală) decât oamenii. Cu toate acestea, după ajustarea în funcție de dimensiunea corpului, oamenii au creiere mult mai „mari” decât elefanții sau mamiferele marine. În plus, complexitatea creierului este semnificativă și (și, desigur, encefalizarea nu măsoară în mod direct complexitatea - măsoară doar dimensiunea).

Legea lui Kleiber. Legea lui Kleiber exprimă relația dintre dimensiunea corpului - în special masa corporală - și cerințele de energie metabolică ale corpului, adică RMR (cerințe de energie metabolică în repaus), cunoscute și sub denumirea de BMR (cerințe de energie metabolică bazală). Forma

Creierul și sistemul digestiv concurează pentru o cotă limitată din bugetul energiei metabolice. O observație cheie de remarcat despre mărimea relativă a creierului atunci când este calculată la nivel de specie este că ecuația pentru modul în care mărimea creierului variază proporțional cu dimensiunea corpului folosește un factor de scalare exponențial aproape identic cu cel utilizat în ecuația pentru modul în care rata metabolică bazală a unui organism (BMR) )) variază în funcție de mărimea corpului, adică Legea lui Kleiber. (Coeficientul de scalare exponențial utilizat în ecuația pentru modul în care masa creierului variază în raport cu masa corporală este de 0,76 [Foley și Lee 1991]; coeficientul de scalare analog pentru BMR este de 0,75; Kleiber [1961] așa cum este citat în Foley și Lee [1991] .) Acest lucru este important deoarece implică în mod direct faptul că mărimea creierului este strâns legată de cantitatea de energie metabolică disponibilă pentru a o susține [Milton 1988, Parker 1990].

Acest punct va deveni central pe măsură ce continuăm. Deocamdată este suficient să observăm că cantitatea de energie disponibilă creierului depinde de modul în care bugetul total de energie al corpului trebuie repartizat între creier și alte organe și sisteme cu consum intensiv de energie, în special sistemul digestiv. Mai mult, cantitatea de energie necesară sistemului digestiv (și, prin urmare, cât de mult rămâne pentru creier și alte organe „scumpe”) este o funcție a tipului de dietă pe care o specie și-a dezvoltat-o ​​pentru a se ocupa în timpul evoluției sale. Pe măsură ce continuăm, ne vom întoarce la ramificațiile acestui lucru pentru dieta umană, deoarece se referă la evoluția creierului uman mare.

Pentru mai multe informații despre derivarea coeficienților de encefalizare, Legea lui Kleiber și procedurile statistice de ajustare utilizate, consultați .


O analiză comparativă a anatomiei creierelor primatelor

Stephan [1972] oferă o analiză comparativă a anatomiei creierelor primatelor, incluzând oamenii moderni, primatele neumane și strămoșii noștri preistorici. Mai jos este un rezumat al punctelor importante făcute în Stephan [1972]. Rețineți aici că lucrarea Stephan a fost făcută înainte de cercetarea Martin citată mai sus; astfel Stephan folosește o măsură ușor diferită a encefalizării.

    Oamenii la vârful primatului. Folosind măsuri de encefalizare bazate pe encefalizarea primatelor insectivore, Stephan [1972] raportează că oamenii se află chiar în vârful indexului (cu un coeficient de encefalizare, sau EQ, de 28,8), în timp ce Lepilemur este în partea de jos (EQ = 2,4 ).

Decalaj mare între oameni și maimuțele mari. Există un decalaj mare între encefalizarea oamenilor moderni și toate primatele neumane existente (actuale), inclusiv rudele noastre cele mai apropiate, marile maimuțe. Această mare lacună este umplută, totuși, prin analiza encefalizării strămoșilor noștri hominizi preistorici.

Mărirea disproporționată a creierului. Mărirea creierului uman vs. primatele neumane nu sunt proporționale (prin urmare, poate contrazice citatul anterior din Le Gros Clark). Stephan [1972, notează:

Mărirea creierului nu este proporțională; adică toate părțile nu se dezvoltă în același ritm. Neocortexul este de departe cea mai progresivă structură și, prin urmare, este utilizat pentru a evalua progresul evoluției Scala primatului).


Factori în encefalizare: energie (metabolism)

Realitatea encefalizării - creierul uman relativ mare - cu inteligența sa corespunzătoare, este ușor de văzut. Cu toate acestea, obiectul cercetărilor și dezbaterilor actuale este examinarea factorilor evolutivi care au condus la dezvoltarea creșterii encefalizării umane. O astfel de cercetare oferă o perspectivă asupra dietei noastre evolutive și, de asemenea, dezvăluie de ce orice „dovadă” comparativă care ignoră inteligența și impactul semnificativ al mărimii creierului asupra cerințelor metabolice este logic dubioasă.


Ciclul de viață și cerințele de energie

Parker [1990] analizează inteligența și encefalizarea din perspectiva teoriei strategiei istoriei vieții (LHS), o ramură a ecologiei comportamentale. LHS se bazează pe premisa că selecția evolutivă determină momentul evenimentelor majore din ciclul de viață - în special cele legate de reproducere - ca soluție la problemele de optimizare a energiei.

Energie extinsă necesară creșterii creierului. Parker discută variabilele istoriei vieții la primatele neumane și apoi examinează modul în care evenimentele din istoria vieții se referă la dimensiunea creierului mare, perioada de gestație, maturitatea la naștere, ratele de creștere și consumul de lapte, perioadele de înțărcare și naștere, vârsta pubertății și alte evenimente . Motivația pentru studierea unor astfel de evenimente este că creierul este „stimulatorul cardiac al ciclului de viață uman” [Parker 1990, iar ritmul lent al majorității evenimentelor din istoria vieții umane reflectă energia extinsă necesară creșterii și întreținerii creierului.

Foley și Lee [1991] analizează modelul evolutiv al encefalizării în ceea ce privește strategiile alimentare și alimentare. Ele afirmă în mod clar dificultatea separării cauzei și efectului în acest sens; de la Foley și Lee [1991,

Luând în considerare, de exemplu, dezvoltarea strategiilor de hrănire umană, rentabilitatea crescută a efortului de hrănire și procesarea alimentelor poate fi o condiție prealabilă importantă pentru encefalizare și, la rândul său, este necesar un creier mare pentru a organiza comportamentul de hrănire umană.

În general, costurile energetice ale întreținerii creierului pentru oamenii moderni sunt de aproximativ trei ori mai mari decât cele ale unui cimpanzeu. Costurile de creștere vor fi, de asemenea, proporțional mai mari.

Schimbare dietetică începând cu Homo. În cele din urmă, ei iau în considerare schimbările dietetice care se găsesc în înregistrările fosile odată cu apariția oamenilor (genul Homo), remarcând că [Foley și Lee 1991,

Dezbaterea recentă asupra importanței consumului de carne în evoluția umană s-a concentrat îndeaproape pe mijloacele de dobândire. dar mai puțin cu privire la cantitățile implicate.

Luând în considerare evoluția carnivorului uman, este posibil ca un nivel de 10-20% din aportul nutrițional să fie suficient pentru a avea consecințe evolutive majore.

Se poate argumenta că consumul de carne reprezintă o extindere a lățimii resurselor dincolo de cea găsită la primatele neumane.

Homo, cu encefalizarea sa asociată, ar fi putut fi produsul selecției pentru indivizi capabili să exploateze aceste resurse bogate în energie și proteine ​​pe măsură ce habitatele s-au extins (Foley 1987a).


Cum se leagă calitatea dietei de ponderea creierului în total

Cercetările lui Leonard și Robertson [1992, 1994] oferă o analiză aprofundată a necesităților de energie ale metabolismului creierului și al corpului. Puncte relevante din cercetările lor:

    Schimbări dramatice în ultimii 4 milioane de ani. Leonard și Robertson [1992, nota:

Dovezile din evidența preistorică indică faptul că s-au produs schimbări dramatice în dimensiunea corpului, în maturizare și comportament în cursul evoluției hominidelor, între acum patru milioane de ani și prezent. În consecință, este rezonabil să presupunem că s-au produs și schimbări semnificative în cerințele metabolice și modificările dietetice în această perioadă.

8% din metabolismul în repaus pentru creier, alte mamifere (cu excepția oamenilor) folosesc 3-4%, dar oamenii folosesc un impresionant 25% din metabolismul în repaus pentru creier. Acest lucru indică faptul că „bugetul energetic” uman este substanțial diferit de toate celelalte animale, chiar și cele mai apropiate rude ale primatelor noastre - maimuțele antropoide.

În schimb, metabolismul total uman în repaus nu este semnificativ diferit. Pentru a înțelege relația dintre metabolism (bugetul energetic) și dimensiunea corpului, Leonard și Robertson au colectat date relevante privind metabolismul și dimensiunea corpului la primate, oameni și alte mamifere. Unele dintre datele colectate au inclus mărimea corpului, mărimea creierului, rata metabolică de repaus (RMR), rata metabolică a creierului (MR cerebral), cheltuielile totale de energie (TEE) etc. De asemenea, au colectat date privind activitatea și cheltuielile de energie pentru câteva societăți de vânători-culegători și au selectat primate neumane. Analiza statistică a datelor

[L] antropoidii arge-brained [maimuțele mari], ca grup, nu se îndepărtează de relația generală a metabolismului mamiferului/dimensiunea corpului. Cu toate acestea, mai multe specii individuale deviază semnificativ de la RMR-urile prezise de relația Kleiber.

RM cerebral uman de 3,5 ori mai mare decât maimuțele. Cu toate acestea, într-un contrast marcat, au descoperit că oamenii au un metabolism energetic al creierului radical diferit de cel al altor animale. De la Leonard și Robertson [1992,

Creierul uman reprezintă aproximativ 2,5% din greutatea corporală și reprezintă aproximativ 22% din nevoile metabolice de odihnă.

La 315 kcal (1318 kJ), oamenii folosesc de 3,5 ori mai mult RMR pentru a-și menține creierul decât alți antropoizi (adică o abatere pozitivă de 255%). În mod clar, chiar și față de alte specii de primate, oamenii sunt diferiți în ceea ce privește proporția nevoilor metabolice pentru creier.

Implicația clară este că dieta Homo erectus [notă: Homo erectus a evoluat aproximativ 1,7 Mya] nu a fost pur și simplu o dietă australopitecină cu mai multă carne; mai degrabă au existat schimbări importante atât în ​​componentele animale, cât și în cele vegetale ale dietei.

Ceea ce a făcut din carne o resursă importantă de exploatat nu a fost conținutul ridicat de proteine, ci mai degrabă randamentul său caloric ridicat.

Pe scurt, modul de viață timpuriu asociat cu vânătoarea-culegere asociat a fost un mod mai eficient de a obține hrană, care a susținut o creștere cu 35-55% a necesităților calorice (comparativ cu australopitecinele).

    Mărimea corpului și calitatea dietei (DQ). Când a fost analizată relația dintre dimensiunea corpului și calitatea dietei (adică conținutul de energie și nutrienți ai dietei), relația generală constatată a fost că primatele mai mari, de exemplu, gorilele, au diete de calitate slabă (gorilele sunt folivore), în timp ce primatele mai mici au diete de calitate superioară (insectivore). Leonard și Robertson [1994, nota:

În general, există o relație negativă între calitatea dietei (densitatea de energie și nutrienți a produselor alimentare) și dimensiunea corpului (Clutton-Brock și Harvey, 1977; Sailer 1985).

Cu toate acestea, oamenii par să se îndepărteze în mod substanțial de relația dintre primatul DQ și greutatea corporală

[T] dietele celor cinci grupuri de vânători-culegători sunt de o calitate mult mai înaltă decât se aștepta pentru primatele de mărimea lor. Această generalizare este valabilă pentru majoritatea populațiilor umane la nivel de subzistență, deoarece chiar și grupurile agricole care consumă diete pe bază de cereale au estimat DQ mai mari decât alte primate de dimensiuni comparabile.

[E] venită la populațiile umane unde consumul de carne este redus, DQ este încă mult mai mare decât la alte primate cu corp mare, deoarece boabele sunt mult mai dense din punct de vedere caloric decât frunzele.

DQ și RMR. O altă comparație statistică a fost efectuată pentru a analiza relația dintre calitatea dietei și RMR sau rata metabolică de repaus. (Comparațiile anterioare tocmai discutate s-au bazat pe greutatea corporală.) Deși modelul de potrivire nu a fost foarte bun, graficul de date sugerează că DQ uman poate fi, de asemenea, mai mare decât se aștepta atunci când se utilizează RMR ca criteriu de comparare în locul greutății corporale. (Deoarece potrivirea modelului nu este bună, precedentul este doar o ipoteză.)

Paradoxul: unde este energia pentru creierul uman mare?

În orice caz, așa cum am văzut, ceea ce cere explicații este că oamenii „cheltuiesc” mult mai multă energie pe creier decât alte primate: 20-25% din RMR vs. aproximativ 8% la maimuțele mari. Cu toate acestea, RMR-ul uman total rămâne în conformitate cu previziunile bazate exclusiv pe mărimea corpului. Acesta prezintă un paradox: de unde obțin oamenii energia suplimentară pentru a „cheltui” pe creierele noastre mari? După cum vom vedea mai târziu în cercetarea lui Aiello și Wheeler, cea mai fezabilă ipoteză este că răspunsul constă în considerații privind eficiența și calitatea dietei. Leonard și Robertson [1994, concluzionează:

Aceste rezultate implică faptul că modificările calității dietei în timpul evoluției hominidelor au fost legate de evoluția dimensiunii creierului. Trecerea la o dietă mai densă din punct de vedere caloric a fost probabil necesară pentru a crește substanțial cantitatea de energie metabolică utilizată de creierul hominid. Astfel, în timp ce factorii nutriționali singuri nu sunt suficienți pentru a explica evoluția creierului nostru mare, pare clar că anumite modificări alimentare au fost necesare pentru ca evoluția creierului să aibă loc.


A rezuma:

Semnificația cercetării lui Leonard și Robertson [1992, 1994] constă în analiza lor asupra metabolismului energetic, care dezvăluie paradoxul: Cum satisfac oamenii oamenii nevoile de energie dramatic mai mari ale creierului nostru, fără o creștere corespunzătoare a RMR (care este legată de marimea corpului)? Ei susțin că factorul care ne permite să depășim paradoxul este dieta noastră de calitate superioară în comparație cu alte primate. Desigur, înainte de apariția agriculturii și disponibilitatea cerealelor, sursa principală a unei astfel de calități dietetice crescute a fost consumul de faună - alimente de origine animală, inclusiv insecte.

MERGEȚI LA PARTEA URMĂTOARE A ARTICOLULUI

(Relația calității dietetice/Eficiența intestinului cu dimensiunea creierului)