Читать книгу "Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека - Элис Робертс"

У теории «дорогой ткани» есть и другие сомнительные моменты, проявившиеся уже во время первой публикации. Было высказано предположение о том, что экономия энергии, необходимая для дополнительного роста головного мозга, могла осуществляться и за счет других тканей и органов тела, а также за счет увеличения времени сна или снижения общей физической активности. Кроме того, с точки зрения эволюции было бы логично полагать, что большой мозг появился до того, как уменьшился размер кишечника: увеличенный мозг стимулировал развитие умений и навыков (например, охоту и термическую обработку пищи), что, в свою очередь, позволило нашим предкам придерживаться более качественной диеты, в результате чего и произошло уменьшение длины кишечника. Действительно, есть полученные в экспериментах на животных данные о том, что размер кишечника может изменяться в течение жизни в ответ на изменения в пищевом рационе.

Есть также сомнения в отношении малой длины кишечника у человека. Относительные размеры органов человеческого тела вычисляли на очень малой, статистически недостоверной выборке, а известно, что анатомические параметры человеческого тела подвержены значительным вариациям. Кроме того, были проблемы с методами сравнения людей с другими приматами, на основании которых можно было бы делать выводы о предсказанной длине кишечника для человека. Большинство приматов можно грубо поделить на две большие группы – на приматов, питающихся листьями, и на приматов, питающихся фруктами. Человекообразные обезьяны в большинстве своем относятся к плодоядным животным, а следовательно, обладают более коротким кишечником, чем листоядные обезьяны, по крайней мере, если учитывать площадь поверхности слизистой оболочки кишечника. Таким образом, если объединить в одну группу всех приматов для того, чтобы предсказать, какими будут размеры кишечника у примата X, а примат X окажется плодоядным (или, например, всеядным), то мы получим завышенную оценку. Если построить график зависимости площади слизистой оболочки кишечника от размеров тела, то люди на этом графике окажутся в той же зоне, что плодоядные/всеядные животные, то есть именно там, где по прогнозу и должна находиться человекообразная обезьяна.

К какому же выводу мы приходим? Определенно, есть сомнения относительно того, что наш кишечник на самом деле короче, чем можно ожидать от плодоядной или всеядной человекообразной обезьяны нашего роста и размера. Но если гипотеза Айелло и Дина неверна, то каким образом мы тогда расплачиваемся за наш большой мозг, обходясь без повышения основного обмена?

В недавнем исследовании, опубликованном в 2011 году, были рассмотрены многочисленные новые данные, полученные в результате изучения 191 особи, относящихся к 100 разным видам млекопитающих. В этом исследовании не было найдено никаких подтверждений гипотезы «дорогой ткани»: не было выявлено никакой связи между размерами мозга и размерами других «дорогих» органов. Однако ученые обнаружили, что происходит нечто интересное с другим, менее затратным типом ткани: было обнаружено, что размер мозга проявляет отрицательную корреляцию с количеством жира в теле; то есть, другими словами, у жирных животных мозг маленький, и, наоборот, у худых животных мозг крупнее. Авторы предположили, что такая корреляция возникает, потому что животные либо становятся более сообразительными, либо создают запасы энергии, чтобы избежать гибели от голода. Кроме того, было высказано предположение, что баланс между весом мозга и долей жира в весе тела определяется энергетическим балансом. Конечно, сама жировая ткань требует мало энергии для поддержания своей жизнедеятельности, но зато она дорого обходится животному, потому что создает лишний вес, который приходится носить и тратить на это драгоценную энергию. И наконец, авторы обзора считают, что смогли разрешить загадку сочетания большого мозга и сравнительно невысокой интенсивности обмена в организме человека. Люди, казалось бы, опровергают характерную для млекопитающих тенденцию, так как обладают большим мозгом и изрядным количеством жира – в сравнении с другими человекообразными обезьянами, и выглядит это так, будто избыточный (но зато дешевый с энергетической точки зрения жир) может маскировать эффект больших энергетических трат на поддержание работы крупного и «дорогого» головного мозга. Если пересчитать энергозатраты на тощую массу человеческого тела (без жира), то окажется, что уровень основного обмена веществ у человека выше, чем у других обезьян. Если же добавить жир, то средний показатель основного обмена снижается. Таким образом, решается проблема несоответствия крупного мозга и заурядных показателей основного обмена – пусть даже за счет жира. Нам действительно нужна дополнительная энергия на поддержание работы большого головного мозга, но теперь для объяснения не надо привлекать теории сокращения расходов на другие энергоемкие ткани. Экономить энергию, кроме того, можно за счет уменьшения работы тела, например при движении или размножении.

Как уже было сказано, наши предки могли увеличить потребление энергии за счет улучшения качества пищи, которая перестала требовать тщательного разжевывания и дробления, а также за счет термической обработки пищи, которая, благодаря этому, стала легче усваиваться. Кроме того, наши предки гоминиды, вероятно, переключились на более качественную еду, то есть на мясо, хотя нельзя сбрасывать со счетов и значительную долю крахмалистых клубней в их рационе. Переход на более качественную еду, на более гибкую диету и разделение добытой еды между сородичами означали, что гоминиды получили в свое распоряжение высокоэнергетическую диету, на которую могли рассчитывать в повседневной жизни. Вероятно, это было решающим фактором, обусловившим не только непропорциональный рост головного мозга, но и увеличение размеров тела в целом.

Если мы внимательно присмотримся к собственному кишечнику, то убедимся, что в нем, в принципе, нет ничего особенного. Лично я не думаю, что человеческий кишечник сильно отличается от кишечника наших ближайших сородичей – человекообразных обезьян. Это типичный кишечник плодоядного животного, но это означает, что он вполне подходит и для животного всеядного. Другими словами, наш желудочно-кишечный тракт не является высокоспециализированным, а это очень значительное для нас преимущество, потому что позволяет придерживаться весьма гибкой и разнообразной диеты. Мы можем выжить, питаясь самыми разными пищевыми продуктами – одни из нас прекрасно себя чувствуют на чисто мясной пище, а другие являются строгими вегетарианцами. Оглядываясь на наше далекое прошлое, мы можем сказать, что диетическая гибкость, какой отличались наши предки, означала, что они могли выжить, употребляя в пищу все съедобное, что их в данный момент окружало. В принципе, мы не очень привередливые едоки (о чем мне часто приходится напоминать моей трехлетней дочери).

Есть некоторые данные о том, что наша пищеварительная система все же изменилась, но не в смысле анатомического строения, а в смысле физиологии, то есть набора ферментов, которые мы используем для расщепления пищи. В сравнении с шимпанзе, у нас больше копий гена, кодирующего фермент амилазу, расщепляющую крахмал, что позволяет нам эффективнее переваривать такие крахмалистые продукты, как клубни. За последние 10 тысяч лет во многих человеческих популяциях в Европе, Индии, Африке и на Ближнем Востоке произошли определенные генетические изменения: один ген, который обычно «отключался» в детстве, остался «включенным». Этот ген кодирует синтез фермента лактазы, который способствует расщеплению молочного сахара – лактозы. Это очень важный фермент, поскольку он позволяет нам в младенчестве усваивать материнское молоко. У большинства млекопитающих, как и у многих людей, способность продуцировать лактазу пропадает после отлучения от груди, так как он становится просто ненужным. Однако в племенах скотоводов, где с доисторических времен привычка пить молоко сохраняется и у взрослых, ген лактазы продолжает функционировать. Это изменение наверняка произошло после приручения и одомашнивания животных в эпоху неолита, причем в разных местах и в разное время. В тех популяциях, где распространились эти генетические изменения, проявилось мощное действие естественного отбора, стимулировавшего выработку лактазы. Вероятно, эти изменения происходили в периоды засухи или голода, когда способность пить и переваривать свежее молоко означала выбор между жизнью и смертью. Кстати, эти сравнительно недавние изменения физиологии нашего пищеварительного тракта означают несостоятельность идеи о пользе новомодной так называемой «палеодиеты», которая воспроизводит рацион наших предков – охотников и собирателей. Во-первых, их рацион различался в разных местах даже в эпоху палеолита, а во-вторых, во многих популяциях произошли значительные генетические изменения с тех пор, как мы оставили образ жизни палеолитических охотников. Короче, мы сейчас вовсе не те древние собиратели и охотники, чьи окаменелые останки находят палеонтологи.