為什么靈長類動物會進(jìn)化出大大腦？這可能不是你認(rèn)為的原因

由于我們的大腦很大，人類和非人類靈長類動物比大多數(shù)哺乳動物更聰明。但是，為什么有些物種首先會發(fā)展出大大腦呢？

關(guān)于靈長類動物如何進(jìn)化出大大腦的主要假設(shè)涉及反饋循環(huán)：更聰明的動物利用它們的智慧更有效地尋找食物，從而產(chǎn)生更多的卡路里，從而為大大腦提供能量。對這一想法的支持來自研究發(fā)現(xiàn)大腦大小和飲食之間存在相關(guān)性的研究——更具體地說，是大腦的大小和飲食量水果在動物的飲食中。

水果是一種高能量的食物，但為動物創(chuàng)造一個(gè)復(fù)雜的謎題.不同的水果種類在一年中的不同時(shí)間成熟，并分布在動物的家中。需要找到這種高度可變食物的動物可能更有可能進(jìn)化出大大腦。

這里的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是，大腦較大的物種更聰明，因此可以更有效地找到食物。在今天發(fā)表的一項(xiàng)新研究中英國皇家學(xué)會會刊 B，我們首次直接檢驗(yàn)了大腦進(jìn)化的這一假說。

追蹤巴拿馬的水果食客

檢驗(yàn)水果飲食假說的一個(gè)主要問題是測量覓食效率是困難的。我們研究的哺乳動物長途跋涉，通常每天超過三公里，因此很難在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制真實(shí)的研究條件。

一些研究人員通過實(shí)驗(yàn)操縱了野生動物的食物分配，但這些動物需要廣泛的訓(xùn)練才能學(xué)會訪問人造食物資源。

在我們的研究中，我們利用了巴拿馬的一種自然現(xiàn)象，即通常復(fù)雜的水果拼圖在三個(gè)月內(nèi)縮小到只有幾種成熟的水果。在這段時(shí)間里，所有吃水果的哺乳動物都被迫集中注意力在一個(gè)樹種上：油翅目 Dipteryx oleifera.

幸運(yùn)的是，雙翅目樹木很大，有時(shí)高達(dá)40-50米，夏季開出鮮艷的紫色花朵。在開花季節(jié)，我們用無人機(jī)繪制了該島的地圖，并確定了紫色花朵的斑塊，幾乎繪制了所有雙翅目幾個(gè)月后結(jié)出了果實(shí)。

這讓我們充分了解了研究動物面臨的水果難題，但我們?nèi)匀恍枰獪y試不同大腦大小的動物訪問這些樹的效率。我們選擇了兩只大腦靈長類動物（蜘蛛猴和白面卷尾猴）和兩只小腦浣熊親戚（白鼻大衣和金卡朱斯）。

在兩個(gè)結(jié)果季節(jié)，我們收集了 40 多只動物的運(yùn)動數(shù)據(jù)，從而獲得了超過 600,000 個(gè) GPS 位置。

然后，我們必須弄清楚動物何時(shí)來訪雙翅目樹和多長時(shí)間。這是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，因?yàn)橐_切地知道我們的動物何時(shí)進(jìn)入和離開果樹，我們必須在每四分鐘進(jìn)行一次GPS定位之間推斷它們的位置。有些動物也有睡在里面的壞習(xí)慣雙翅目樹。值得慶幸的是，我們的項(xiàng)圈記錄了動物的活動，因此我們可以分辨出它們何時(shí)在睡覺。

一旦解決了這些挑戰(zhàn)，我們就會將路線效率計(jì)算為每天在雙翅目樹木，除以行進(jìn)距離。

更聰明的覓食者會更聰明地覓食嗎？

如果大腦較大的動物利用它們的智慧更有效地訪問果樹，我們預(yù)計(jì)我們研究中的大腦靈長類動物將有更有效的覓食路線。

這不是我們發(fā)現(xiàn)的。

這兩種猴子沒有比兩種非靈長類動物更有效的路線，這嚴(yán)重削弱了大腦進(jìn)化的水果飲食假說。如果更聰明的物種效率更高，它們可能能夠更快地滿足它們的營養(yǎng)需求，然后在一天的剩余時(shí)間里放松一下。

如果是這樣的話，我們本來可以期望猴子在饑餓醒來后的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)更有效地引導(dǎo)自己。當(dāng)觀察一天中的前2-4個(gè)小時(shí)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果：猴子并不比非靈長類動物更有效率。

那么，為什么是大腦袋呢？

那么，如果這些大大腦的進(jìn)化不允許靈長類動物規(guī)劃更有效的覓食路線，為什么某些物種的大腦尺寸會增加呢？

也許這與記憶有關(guān)。如果大腦較大的物種有更好的情景記憶，它們可能能夠優(yōu)化果樹訪問的時(shí)間以獲得更多的食物。對我們數(shù)據(jù)集的初步分析并不支持這種解釋，但我們需要更詳細(xì)的研究來檢驗(yàn)這一假設(shè)。

智力可能與工具的使用有關(guān)，這可以幫助動物從環(huán)境中提取更多的營養(yǎng)。在我們的四個(gè)研究物種中，白面卷尾猴是唯一被觀察到的物種使用工具，它也擁有最大的大腦（相對于體型）。

我們的研究還可以支持這樣的假設(shè)，即大腦大小增加以應(yīng)對生活在社會群體中的復(fù)雜性。

大型大腦已經(jīng)在各種脊椎動物（海豚、鸚鵡、烏鴉）和無脊椎動物（章魚）中進(jìn)化而來。雖然我們的研究無法確定所有這些物種大腦進(jìn)化的確切驅(qū)動因素，但我們以相對非侵入性的方式直接測試了野生熱帶哺乳動物的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)。

我們已經(jīng)證明，通過使用最新的傳感器技術(shù)，我們可以測試有關(guān)動物在自然環(huán)境中的進(jìn)化、心理和行為的重大假設(shè)。

本·赫希，動物學(xué)和生態(tài)學(xué)高級講師，詹姆斯庫克大學(xué)

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