Енергетично багате грудне молоко робить потомство жвавими знаннями
Енергетично багате грудне молоко бадьорить нащадків
Плацента - це електростанція: вона змушує мозок ссавців рости. Все інше робить грудне молоко: у віці восьми років людські діти, що перебувають на грудному вигодовуванні, мають коефіцієнт інтелекту, який на десять балів вище
Від Сільвії фон дер Вайден
Їх вважають геніями тваринного світу: дельфінами, які вплітають видихані бульбашки повітря в штори до кутових зграй риб. Слони, які допомагають вмираючим особам в останню годину. Найбільш вражають інтелектуальні здібності наших найближчих родичів: шимпанзе здатні спілкуватися з людьми за допомогою вивченої символічної мови.
Спільне для цих видів - великий мозок, який забезпечує їх високим рівнем майстерності та інтелекту. Зокрема, ссавці належать до привілейованих видів. Чому це так, у дослідженні дослідили біологи Віра Вайсбекер з Кембриджського університету та Університету Єни та Анджалі Госвамі з Лондонського університетського коледжу. Це стосується загалом близько 650 видів ссавців, які по-різному прогресують у своєму розвитку.
Дослідники порівняли об'єм мозку та енергетичний баланс 197 видів сумчастих, передчасно народжені молодняк дозрівають у мішку з 457 видами плаценти, які годують своє ненароджене потомство через спеціальний орган, плаценту. До сумчастих належать, наприклад, кенгуру та коала. Люди, мавпи, дельфіни та слони є членами плаценти.
Вирішальну роль для розвитку великого мозку, згідно з висновком дослідження, опублікованого в журналі PNAS, відіграє материнська турбота. "Чим довше потомство може дозрівати в утробі матері або доїти його мати, тим більшим і потужнішим може бути мозок", - говорить Віра Вайсбекер.
Алан Лукас, директор Інституту здоров'я дітей у Лондоні, не здивований результатами. «Плацента матері працює як блок живлення, який забезпечує потомство поживними речовинами та енергією. У майбутньої дитини близько 70 відсотків калорій йде на ріст мозку », - говорить він. Навіть після народження ссавці забезпечують своїх нащадків спеціальним енергетичним харчуванням. Грудне молоко багате вуглеводами у вигляді лактози. Енергетичні бомби в основному потрібні для утворення нервових клітин у швидко зростаючому мозку. Ось чому грудне молоко людини містить удвічі більше молочного цукру, ніж коров’яче.
Фаза грудного вигодовування коштує матері багато енергії. Але інвестиції окупаються. Лукас з'ясував, що діти, які отримували грудне молоко як немовлята, все ще перевершують своїх однолітків, які виросли на їжі з пляшок, коли їм було вісім років. У середньому вони мають коефіцієнт інтелекту, який на десять балів вище. Навіть недоношені діти отримують ефект від цього ефекту.
З еволюційної точки зору, великий мозок - дороге твердження. Він споживає найбільше енергії з усіх органів. У дорослих людей, які мають один із найбільших мозку в природі, виходячи з ваги свого тіла, він важить близько 1,5 кілограмів і вимагає 15 відсотків енергії, що надходить з їжею. Тому біологи припускають, що великий мозок може розвиватися лише у тих груп тварин, які мають ефективно функціонуючий метаболізм.
Важливу роль у цьому відіграє плацента. Під час вагітності він бере на себе життєво важливий обмін речовин між матір’ю та дитиною. Орган, який складається з материнської та дитячої тканин, також контролює переносимість двох різних імунних систем. Це гарантує, що потомство може довше дозрівати в утробі матері. Саме це робить можливим розкішне обладнання виду з великим мозком.
"Ми припускаємо, що особливо активний метаболізм у плаценті корелює з розміром мозку лише тому, що їх молодняк тривалий час пов'язаний з метаболізмом матері через поживний орган", - пишуть Вайсбекер та Госвамі.
Найвідоміші вигоди від цього мають господарі тварин (примати). До них належать мавпи та люди. «Примати розробили мозок, який непропорційно великий за розміром тіла. Вони більш ніж удвічі більші порівняно з іншими групами ссавців. Різниця всередині приматів ще чіткіша. Обсяг мозку сучасних людей більш ніж утричі перевищує об'єм мозку шимпанзе, його найближчого родича ", - говорить Джон Олман, еволюційний біолог з Каліфорнійського технологічного інституту.
На думку американського дослідника, зміни навколишнього середовища та умов життя також відображаються на розвитку подій: "Помітно, що примати, які їдять фрукти, в основному розвинули значно більший мозок, ніж ті, хто їсть лише листя". Перш за все, що фрукти, що містять цукор і вітаміни, забезпечують більше енергії та корисних інгредієнтів з однаковою кількістю, а також легше засвоюються, ніж зелень.
“У тропічних лісах, середовищі існування великих мавп, дерева різних видів не плодоносять одночасно і часто знаходяться далеко один від одного. Швидке знаходження бажаних джерел їжі має важливе значення для виживання. Тиск конкуренції вимагав інновацій та коригувань, які особливо впливали на відчуття зору та мозок », - пояснює Олман.
Біологічне нововведення буквально кидається в очі: люди та великі мавпи розрізняють усі кольори веселки. На відміну від багатьох інших видів ссавців, у яких на сітківці є лише два різних типи кольорочутливих світлочутливих клітин, люди та їх найближчі родичі розробили три типи кольорових рецепторів: для червоного, зеленого та синього. Їх взаємодія дає змогу сприймати змішані кольори, які представляють весь колірний спектр. Це означає, що стиглі плоди, які зазвичай мають червоний або жовтий колір, можна легко впізнати здалеку.
Це принесло мозку нові завдання. Мало того, що він мав обробляти найрізноманітнішу кольорову інформацію. Ті, хто хотів швидко знайти продовольчі ресурси, повинні були мати можливість пам’ятати своє місце розташування та планувати свої експедиції. Розумова праця наклала свій слід, особливо на предків людини. Вони спостерігали різке збільшення розмірів та функціональний розподіл праці в корі головного мозку. Це дозволило ефективно боротися зі складними психічними процесами.
Успіх не тільки повністю використав вид. Тривалість життя людини зросла. "З усіх приматів люди мають найвищу тривалість життя, причому не тільки в сучасний час", - говорить Олман. Чи означає це подальше зростання розміру? Навряд чи дослідник вважає: «До самого дитинства мозок людини потребує максимум енергії для свого розвитку. Подальше збільшення розміру повинно відбуватися за рахунок енергопостачання інших життєво важливих органів ".
Людський дух знайшов вихід у своєму все вужчому житлі і покладається на клас, а не на кількість. Тільки у людини є мозок, у якому розподіл праці між правою та лівою півкулями головного мозку настільки розвинений, що вони вже функціонально відрізняються. Багато вчених сьогодні вважають, що ця роздвоєність є насінням для розвитку впевненості в собі.
Джерело: Вайсбекер В., Госвамі А. Розмір мозку, історія життя та метаболізм при сумчастій/плацентарній дихотомії, PNAS 2010, doi 10.1073/pnas.0906486107