Богатото на енергия кърма прави потомството оживени знания

потомството

Богатото на енергия кърма привлича потомството

Плацентата е електроцентрала: тя кара мозъка на бозайниците да расте. Кърмата прави останалото: На осемгодишна възраст човешките деца с кърма имат коефициент на интелигентност с десет точки по-висок

От Силвия фон дер Вайден

Те се считат за гении на животинския свят: делфини, които тъкат издишани въздушни мехурчета в завеси до ъгловите ята на рибите. Слонове, които помагат на умиращите съзнатели през последния им час. Интелектуалните способности на най-близките ни роднини са най-впечатляващи: шимпанзетата могат да общуват с хората чрез научен символичен език.

Общото между тези видове е голям мозък, който ги дарява с високо ниво на умения и интелигентност. Особено бозайниците са сред привилегированите видове. Биолозите Вера Вайсбекер от университета в Кеймбридж и университета в Йена и Анджали Госвами от Университетския колеж в Лондон изследваха защо това е така в едно проучване. Това се отнася до общо около 650 вида бозайници, които са различно напреднали в своето развитие.

Изследователите сравняват мозъчния обем и енергийния баланс на 197 вида торбести, чиито преждевременно родени млади зреят в торба с 457 вида плацента, които хранят нероденото си потомство чрез специален орган, плацентата. Към торбестите се отнасят например кенгуруто и коала. Хората, маймуните, делфините и слоновете са членове на плацентарните животни.

Решаващата роля за развитието на голям мозък, според заключението на изследването, публикувано в списание PNAS, се играе от майчините грижи. „Колкото по-дълго потомството може да узрее в утробата или да бъде сучено от майка си, толкова по-голям и по-ефективен може да стане мозъкът“, казва Вера Вайсбекер.

Алън Лукас, директор на Института за детско здраве в Лондон, не е изненадан от резултатите. „Плацентата на майката работи като енергиен пакет, който снабдява потомството с хранителни вещества и енергия. При нероденото дете около 70 процента от калориите отиват за растежа на мозъка “, казва той. Дори след раждането бозайниците осигуряват на потомството си специално енергийно хранене. Кърмата е богата на въглехидрати под формата на лактоза. Енергийните бомби са необходими предимно за образуването на нервни клетки в бързо растящ мозък. Ето защо човешкото мляко съдържа два пъти повече лактоза от кравето.

Фазата на кърмене струва на майката много енергия. Но инвестициите се изплащат. Лукас открива, че децата, които са получавали кърма като бебета, все още превъзхождат връстниците си, които са израснали само с храна на бутилки, когато са били на осем години. Средно те имат коефициент на интелигентност, който е с десет точки по-висок. Дори преждевременно родените деца се възползват от ефекта.

От еволюционна гледна точка големият мозък е скъпо предложение. Той консумира най-много енергия от всички органи. При възрастни, които имат един от най-големите мозъци в природата въз основа на телесното си тегло, той тежи около 1,5 килограма и изисква 15 процента от енергията, доставяна с храната. Следователно биолозите предполагат, че големите мозъци могат да се развият само при онези групи животни, които имат ефективно функциониращ метаболизъм.

Плацентата играе важна роля в това. По време на бременност той поема жизненоважния обмен на вещества между майката и детето. Органът, изграден от майчина и детска тъкан, също контролира толерантността на двете различни имунни системи. Това гарантира, че потомството може да узрее по-дълго в утробата. Именно това прави възможно луксозното оборудване на вид с голям мозък.

„Предполагаме, че особено активен метаболизъм в плацентата корелира с размера на мозъка само защото малките им са свързани с метаболизма на майка си чрез хранителния орган за дълго време“, пишат Вайсбекер и Госвами.

Главните животни (примати) се възползват най-ясно от това. Те включват маймуни и хора. „Приматите са развили мозъци, които са непропорционално големи спрямо размера на тялото им. Те са повече от два пъти по-големи в сравнение с други групи бозайници. Разликата в рамките на приматите е още по-ясна. Обемът на мозъка на днешните хора е повече от три пъти по-голям от този на шимпанзето, най-близкия му роднина “, казва Джон Олман, еволюционен биолог от Калифорнийския технологичен институт.

Според американския изследовател промените в околната среда и условията на живот също се отразяват на развитието: „Забележимо е, че приматите, които ядат плодове, са развили предимно значително по-големи мозъци от тези, които ядат само листа.“ Преди всичко, че плодовете, съдържащи захар и витамини, осигуряват повече енергия и здравословни съставки със същото количество и са по-лесни за смилане от зелените.

„В тропическите гори, местообитанието на големи маймуни, дърветата от различните видове не дават плодове едновременно и често са отдалечени. Намирането на желаните източници на храна бързо е от съществено значение за оцеляването. Натискът на конкуренцията изискваше нововъведения и корекции, които засягат особено зрението и мозъка “, обяснява Олман.

Биологична иновация буквално привлича погледа: хората и големите маймуни различават всички цветове на дъгата. За разлика от много други видове бозайници, които имат само два различни вида чувствителни на цвят светлинно-чувствителни клетки в ретината, хората и техните най-близки роднини са разработили три вида цветни рецептори: за червен, зелен и син. Взаимодействието им прави забележими смесени цветове, които представляват целия цветен спектър. Това означава, че узрелите плодове, които обикновено са червени или жълти, могат лесно да бъдат разпознати отдалеч.

Това донесе нови задачи на мозъка. Не само трябваше да обработва голямо разнообразие от цветна информация. Тези, които искаха бързо да намерят хранителните ресурси, трябваше да могат да запомнят местоположението си и да планират експедициите си. Умствената работа остави своя отпечатък, особено върху предците на човека. Те са забелязали драстично увеличаване на размера и функционалното разделение на труда в мозъчната кора. Това даде възможност за ефективно справяне със сложните психични процеси.

Успехът не само се възползва от вида в неговата цялост. Продължителността на живота на индивида се увеличи. „От всички примати хората имат най-висока продължителност на живота, и то не само в съвремието“, казва Олман. Това означава ли по-нататъшно нарастване на размера? Едва ли изследователят вярва: „До ранна възраст човешкият мозък се нуждае от максимум енергия за своето развитие. По-нататъшно увеличаване на размера би трябвало да стане за сметка на енергийното снабдяване на други жизненоважни органи. "

Човешкият дух е намерил изход във все по-тясното си жилище и разчита на класа, вместо на количество. Само хората имат мозък, при който разделението на труда между дясното и лявото мозъчно полукълбо е толкова напреднало, че те вече се различават функционално. Много учени днес вярват, че тази дихотомия е семето за развитие на самочувствие.

Източник: Weisbecker V., Goswami A. Размер на мозъка, анамнеза за живота и метаболизъм при торбеста/плацентарна дихотомия, PNAS 2010, doi 10.1073/pnas.0906486107