Wiodąca hipoteza dotycząca tego, jak naczelne rozwinęły duże mózgi, obejmuje pętlę sprzężenia zwrotnego: inteligentniejsze zwierzęta wykorzystują swoją inteligencję do wydajniejszego znajdowania pożywienia, co skutkuje większą ilością kalorii, które dostarczają energii do zasilania dużego mózgu. Poparcie dla tej idei pochodzi z badań, które wykazały korelację między rozmiarem mózgu a dietą – a dokładniej, ilością owoc w diecie zwierzęcia.

Owoce są pożywieniem o dużej wartości odżywczej, ale stanowią skomplikowaną zagadkę dla zwierząt. Różne gatunki owoców dojrzewają w różnych porach roku i są rozsiane w obrębie zasięgu występowania zwierzęcia. Zwierzęta, które muszą znaleźć tak bardzo zmienne pożywienie, mogą być bardziej skłonne do ewolucji dużych mózgów.

Kluczowym założeniem jest tutaj to, że gatunki z większymi mózgami są bardziej inteligentne, a zatem mogą znaleźć pożywienie wydajniej. W nowym badaniu opublikowanym dzisiaj w Proceedings of the Royal Society B, po raz pierwszy bezpośrednio przetestowaliśmy tę hipotezę ewolucji mózgu.

Śledzenie osób jedzących owoce w Panamie

Głównym problemem w testowaniu hipotezy diety owocowej jest to, że mierzenie efektywności żerowania jest trudne. Badane przez nas ssaki pokonują duże odległości, zwykle ponad trzy kilometry dziennie, co utrudnia odtworzenie realistycznych warunków badania w laboratorium.

Niektórzy badacze eksperymentalnie manipulowali dystrybucją pożywienia wśród dzikich zwierząt, ale zwierzęta potrzebowały intensywnego szkolenia, aby nauczyć się korzystać ze źródeł pożywienia stworzonych przez człowieka.

W naszym badaniu wykorzystaliśmy naturalne zjawisko w Panamie, które występuje, gdy zwykle skomplikowana układanka owoców kurczy się do zaledwie kilku gatunków dojrzałych owoców w ciągu trzech miesięcy. W tym czasie wszystkie ssaki owocożerne są zmuszone skupić się na jednym gatunku drzewa: Dipteryx oleifera.

Na szczęście dla nas, Dipteryks drzewa są ogromne, czasami osiągają 40–50 metrów wysokości i latem wytwarzają jaskrawofioletowe kwiaty. Mapowaliśmy wyspę za pomocą dronów w sezonie kwitnienia i zidentyfikowaliśmy kępy fioletowych kwiatów, mapując praktycznie każdy Dipteryks które zaowocowało kilka miesięcy później.

Dało nam to pełny obraz owocowej zagadki, z którą mierzyły się nasze zwierzęta badawcze, ale nadal musieliśmy sprawdzić, jak skutecznie zwierzęta o różnych rozmiarach mózgu odwiedzały te drzewa. Wybraliśmy dwa naczelne o dużych mózgach (małpy czepiaki i kapucynki białogłowe) oraz dwóch krewnych szopów o mniejszych mózgach (koati białonose i kinkajous).

Przez dwa sezony owocowania zebraliśmy dane dotyczące przemieszczania się ponad 40 osobników, co zaowocowało ponad 600 000 lokalizacji GPS.

Następnie musieliśmy ustalić, kiedy zwierzęta nas odwiedzają Dipteryks drzew i na jak długo. Było to złożone zadanie, ponieważ aby dokładnie wiedzieć, kiedy nasze zwierzęta wchodziły i wychodziły z drzew owocowych, musieliśmy ekstrapolować ich lokalizację na podstawie pomiarów GPS wykonywanych co cztery minuty. Niektóre zwierzęta miały również zły nawyk spania w Dipteryks drzewa. Na szczęście nasze obroże rejestrowały aktywność zwierząt, więc mogliśmy stwierdzić, kiedy spały.

Po rozwiązaniu tych problemów obliczyliśmy efektywność trasy jako dzienną ilość czasu spędzonego aktywnie Dipteryks drzew, podzielona przez przebytą odległość.

Czy inteligentniejsi zbieracze zbierają mądrzej?

Jeśli zwierzęta o dużych mózgach wykorzystują swoją inteligencję do skuteczniejszego zdobywania pożywienia na drzewach owocowych, moglibyśmy oczekiwać, że naczelne o dużych mózgach biorące udział w naszym badaniu będą miały bardziej wydajne trasy żerowania.

To nie to, co znaleźliśmy.

Dwa gatunki małp nie miały bardziej wydajnych tras niż dwa inne niż naczelne, co poważnie podważa hipotezę ewolucji mózgu opartą na diecie owocowej. Gdyby inteligentniejsze gatunki były bardziej wydajne, mogłyby szybciej zaspokoić swoje potrzeby żywieniowe, a następnie spędzić resztę dnia na relaksie.

Gdyby tak było, oczekiwalibyśmy, że małpy będą się poruszać wydajniej w pierwszych kilku godzinach dnia po obudzeniu się głodnymi. Kiedy przyjrzeliśmy się tym pierwszym 2–4 godzinom dnia, odkryliśmy ten sam wynik: małpy nie były wydajniejsze niż inne naczelne.

Po co więc te wielkie mózgi?

Jeśli więc ewolucja dużych mózgów nie pozwala naczelnym na planowanie bardziej wydajnych tras żerowania, to dlaczego u niektórych gatunków zwiększył się rozmiar mózgu?

Być może ma to związek z pamięcią. Jeśli gatunki z większymi mózgami mają lepszą pamięć epizodyczną, mogą być w stanie zoptymalizować czas wizyt na drzewach owocowych, aby zdobyć więcej pożywienia. Wstępne analizy naszego zestawu danych nie potwierdziły tego wyjaśnienia, ale będziemy potrzebować bardziej szczegółowych badań, aby przetestować tę hipotezę.

Inteligencja może być powiązana z używaniem narzędzi, co może pomóc zwierzęciu wydobyć więcej składników odżywczych ze swojego środowiska. Z czterech badanych przez nas gatunków kapucynka białolica jest jedyną, u której zaobserwowano używanie narzędzi, a także ma największy mózg (w stosunku do wielkości ciała).

Nasze badanie może również potwierdzać hipotezę, że rozmiar mózgu zwiększa się, aby poradzić sobie ze złożonością życia w grupie społecznej.

Duże mózgi ewoluowały u różnych kręgowców (delfiny, papugi, wrony) i bezkręgowców (ośmiornice). Chociaż nasze badanie nie może określić dokładnych czynników napędzających ewolucję mózgu u wszystkich tych gatunków, bezpośrednio przetestowaliśmy kluczowe założenie dotyczące dzikich ssaków tropikalnych w stosunkowo nieinwazyjny sposób.

Wykazaliśmy, że wykorzystując najnowsze technologie czujnikowe, możemy testować duże hipotezy dotyczące ewolucji, psychologii i zachowań zwierząt w ich naturalnym środowisku.

Ben Hirsch jest starszym wykładowcą zoologii i ekologii na James Cook University. Znajdź Bena na X @coatiben

Wersja tego artykułu została pierwotnie opublikowana w Conversation i jest ponownie opublikowana tutaj za zgodą. Wszelkie ponowne opublikowanie powinno zawierać zarówno GLP, jak i oryginalny artykuł. Conversation można znaleźć na X @RozmowaUS