Правда ли, что мы – это то, что мы едим?

Вы без труда отличите годовалого малыша от двухгодовалого, даже если видите его спящим или на фотографии. А вот четырёхлетний от пятилетнего отличается скорее речью и поведением, чем внешностью. На пятом году жизни мозг поглощает до 66% всей энергии.

Чтобы обзавестись столь энергоёмким органом, нашим отдалённым предкам пришлось изыскать дополнительный ресурс. Одним из его источников как раз и является задержка в физическом развитии. Уникально длинное детство позволяет человеческому организму замедлить многие процессы и бросить высвободившиеся силы на совершенствования мозга. Но такой механизм сложился явно не сразу. Он слишком сложен и требует слишком много дополнительных условий, чтобы быть первотолчком. Учёные с давних пор связывают важнейшие этапы антропогенеза с изменением режима питания, с переходом на более калорийную пищу или такую, которая усваивается гораздо легче. Научные работы, уточняющие, как это было в деталях, появляются постоянно.

Первый резкий скачок в увеличении объёма мозга, который фиксируется около 1,9 млн. лет назад, приурочен к появлению в рационе гоминид большой доли мяса. В дальнейшем в антропогенезе сыграло важную роль употребление жареной, варёной и печёной пищи. Когда первичный этап её обработки совершается на костре, а не в желудке, на это и тратится энергия костра, а не собственная энергия организма.

В нулевые годы XXI века британский учёный Ричард Рэнгэм (Richard Wrangham) и его коллеги провели ряд экспериментов. Они кормили разных животных (например, мышей и бирманских питонов) сырым и вареным мясом. Питоны на переваривание вареного мяса тратили на 12,7% меньше энергии, а если мясо еще и пропустить через мясорубку, экономия достигала 23,4%. Мыши, питавшиеся вареным мясом, за пять недель набрали на 29% больше веса, чем такие же мыши, которых кормили сырым мясом (при одинаковой калорийности рациона). Очевидно, что такая экономия даёт большое эволюционная преимущество.

Привет адептам сыроедения. Впрочем, современному человеку, отчаянно страдающему от гиподинамии, сыроедение , возможно, и способно принести определённую пользу. Но утренняя или вечерняя пробежка по парку, пожалуй, надёжнее.

Конечно, дополнительная энергия, полученная вследствие «кулинарной революции» может пойти просто на укрупнение тела или ускорение размножения, но если она вдруг идёт на увеличение и усложнение мозга, последствия ожидаются особенно интересные. Изменения мозга влекут за собой очень заметные изменения в поведении, и тогда может возникнуть цепочка. Приматы более или менее случайным образом меняют свой рацион, скажем, вместе с ареалом обитания или климатом. Это положительно сказывается на развитии мозга, они начинаю более активно применять орудия и мастерски разделывать мясные туши. Делают это быстро и успевают оприходовать добычу прежде, чем её отберёт какой-нибудь крупный хищник. Новые навыки снова приводят к увеличению доли мясной пищи в рационе и к новому витку развития мозга. На этот раз гоминиды поумнели настолько, что сумели гораздо эффективнее организовать жизнь стаи и, как следствие, улучшить питание её членов, что в очередной раз хорошо сказалось на их умственных способностях. И вот, мозг развит уже настолько, что самая грозная стихия – огонь, вызывает не только ужас, но и любопытство.

Когда в точности это произошло, сказать трудно. По-поводу многих археологических находок возрастом 700 тыс. – 1, 4 млн. лет учёные спорят, являются ли они следами кострищ или случайного естественного возгорания. Но бесспорно, что первыми огнём стали пользоваться эректусы задолго до появления как Homo sapiens sapiens, так и Homo sapiens neanderthalensis. Не исключено, что именно это новшество и запустило механизм, приведший к появлению человека разумного.

Об энергетических выгодах, которые организм получает от употребления продуктов, прошедших термическую обработку, уже было сказано, но есть и другие последствия. Когда имеешь дело с огнём, это требует сложных форм поведения, а он не только кормит и обогревает, но и защищает от хищников. Жизнь становится более безопасной и длинной, значит, может реализоваться вариант с длинным детством. Как известно, его могут позволить себе только существа со сравнительно низкой смертностью во взрослом состоянии.

Получается, изменившееся питание изменяет образ жизни, а новый образ жизни приводит к новому изменению питания и так, ступень за ступенью, гоминиды взбираются всё выше и выше по эволюционной лестницы. Изучение ископаемых останков позволяет нам яснее представить, что именно происходило на каждой ступени. Важнейшим источником знаний о диете ископаемых животных (в том числе и гоминид) является химический состав их зубной эмали, точнее изотопный состав содержащегося в ней углерода.

Дело в том, что для лесной растительности и для растительности саванны характерны разные типы фотосинтеза. В саванне преобладает так называемый C4-фотосинтез, а в лесной местности C3-фотосинтез. Из-за этого в организме животных, в зависимости от того, питаются они лесной или степной растительностью накапливаются разные изотопы углерода. Более того, это разница в изотопном составе видна и у хищников, которые поедают травоядных, питающихся лесной либо степной растительностью.

Так было установлено, что ранние австралопитеки, жившие около 4 млн. лет назад питались в основном дарами леса. Около 2 млн лет назад восточноафриканские гоминиды разделились на две ветви, одна из которых ( Homo habilis) поначалу питалась C3- и C4-ресурсами в соотношении 65/35, а другая (парантропы) — в соотношении 25/75. Позднее, около 1,7–1,5 млн лет назад, у людей, к этому времени уже Homo erectus, произошел сдвиг в сторону потребления C4-ресурсов, а диета парантропов не изменилась.

Можно было бы предположить, что переход представителей рода Homo на другой рацион связан с изменением климата, в силу которого леса съёжились, зона саванн расширилась, так что поневоле пришлось привыкать к новой пище. На парантропов же изменение климата так не повлияло, потому, что они и раньше были «степняками». 17 июня 2019 г. большая группа американских палеонтологов опубликовала в журнале Nature Ecology & Evolution.работу, в которой это предположение проверили и отмели как несостоятельное.

Отметив изменения изотопного состава эмали зубов у людей, живших в окрестностях озера Туркана (Рудольф) в северной Кении в период от 2,0 до 1,4 млн лет назад, учёные решили проверить изменился ли рацион прочих обитателей той же местности. Для этого они проанализировали соотношение стабильных изотопов углерода в 999 образцах зубной эмали различных млекопитающих, а также карбонатов палеопочв. Оценивалось соотношение изотопов углерода и кислорода. По последнему можно судить о круговороте дождевой воды. К тому же низкая доля определённых изотопов кислорода характерна для хищников по сравнению с травоядными.

Характерный сдвиг в изотопном составе зафиксировали только у останков рода Homo. Все прочие обитатели берегов озера Туркана в указанный период продолжали питаться привычным для них способом. Численность специализированных травоядных (потребителей C4-растений) по сравнению с другими группами в это время не увеличивалась. Очевидно, что так не могло бы случиться, если бы речь шла об изменении среды. Рацион наших предков изменился вслед за образом жизни и стратегией добычи пропитания. Есть и дополнительное подтверждение. В палеонтологической летописи восточных окрестностей Турканы в это время значительно возрастает частота находок костей травоядных, чьи туши разделывались гоминидами при помощи каменных орудий. В основном это кости антилоп Alcelaphinae — специализированных потребителей C4-растительности. Изотопный же состав кислорода в останках Homo erectus указывает на то, что это они ели больше мяса, а изотопный состав углерода, что это, по всей вероятности, было мясо степных антилоп, а не лесных животных.

Таким образом напрашивается вывод, что климат был абсолютно не при чём. Пожалуй, произошедшие изменения можно назвать социальным прогрессом, которое было тесно связано с биологическим.