영장류의 뇌는 왜 그렇게 크게 진화했을까? 이런 종류의 첫 번째 연구에서는 음식 검색으로 인한 것이 아니라고 밝혔습니다.

우리의 큰 뇌 덕분에 인간과 인간이 아닌 유인원은 대부분의 포유류보다 더 지능적입니다. 그런데 왜 일부 종은 애초에 큰 뇌를 발달시키는가?

영장류의 뇌가 어떻게 진화했는지에 대한 주요 가설은 피드백 루프와 관련이 있습니다. 더 똑똑한 동물은 지능을 사용하여 음식을 더 효율적으로 찾고 결과적으로 더 많은 칼로리를 생성하여 큰 뇌에 전력을 공급하는 에너지를 제공합니다. 이 아이디어에 대한 뒷받침은 뇌 크기와 식단, 더 구체적으로 영장류가 먹는 음식의 양 사이의 관계를 발견한 연구에서 비롯됩니다. 과일 동물의 식단에서.

과일은 고에너지 식품이지만 동물에게는 복잡한 퍼즐입니다. 다양한 종류의 과일이 연중 다양한 시기에 익으며 동물의 서식지 전체에 퍼집니다. 매우 다양한 식단을 찾아야 하는 동물은 큰 뇌를 발달시킬 가능성이 더 높습니다.

여기서 주요 가정은 뇌가 더 큰 종이 더 지능적이므로 음식을 더 효율적으로 찾을 수 있다는 것입니다. 오늘 왕립학회보(Proceedings of the Royal Society B) 저널에 발표된 새로운 연구에서 우리는 뇌 진화에 대한 이 가설을 처음으로 직접 테스트했습니다.

파나마에서 과일 먹는 사람 추적하기

과일 기반 식단 가설을 테스트하는 데 직면한 주요 문제는 채집 효율성을 측정하는 것이 어렵다는 것입니다. 우리가 연구하는 포유류는 일반적으로 하루에 3km가 넘는 장거리를 이동하므로 실험실에서 실제 연구 조건을 재현하기가 어렵습니다.

일부 연구자들은 야생동물의 먹이 분포를 실험적으로 조작했지만, 인간이 만든 먹이원을 방문하는 방법을 배우기 위해서는 동물에게 광범위한 훈련이 필요했습니다.

우리 연구에서 우리는 일반적으로 복잡한 과일 퍼즐이 3개월에 걸쳐 단지 몇 가지 유형의 잘 익은 과일로 줄어들 때 발생하는 파나마의 자연 현상을 활용했습니다. 이 기간 동안 모든 과일을 먹는 포유류는 한 가지 유형의 나무에 집중해야 합니다. 디프테릭스 올레이페라.

다행스럽게도 우리에게는 딥렉스 나무는 거대하며 때로는 높이가 40~50m에 달하며 여름에는 밝은 보라색 꽃을 피웁니다. 우리는 꽃이 피는 계절에 드론을 사용하여 섬의 지도를 작성했고 보라색 꽃밭을 식별하여 거의 모든 곳을 지도로 작성했습니다. 딥렉스 몇 달 후에 열매를 맺었습니다.

이를 통해 연구 동물이 직면한 과일 미스터리의 정도를 완전히 이해할 수 있었지만, 뇌 크기가 다른 동물이 이 나무를 얼마나 효율적으로 방문하는지 테스트해야 했습니다. 우리는 두 마리의 큰 뇌를 가진 영장류(거미 원숭이와 흰 얼굴 원숭이)와 두 마리의 작은 뇌를 가진 너구리 친척(흰 코 쿠티와 킨카자)을 선택했습니다.

두 번의 결실 시즌 동안 우리는 40마리 이상의 개별 동물로부터 움직임 데이터를 수집하여 600,000개 이상의 GPS 위치를 얻었습니다.

그런 다음 동물들이 언제 우리를 방문했는지 알아내야 했습니다. 딥렉스 이것은 복잡한 작업이었습니다. 왜냐하면 동물들이 언제 과일 나무에 들어가고 언제 빠져나왔는지 정확히 알기 위해 4분마다 촬영되는 GPS 픽스 사이에서 동물의 위치를 ​​추정해야 했기 때문입니다. 어떤 동물들은 밤에 잠을 자는 나쁜 습관도 가지고 있었습니다. 딥렉스 다행스럽게도 우리의 목걸이는 동물의 활동을 기록했기 때문에 그들이 언제 자고 있는지 알 수 있었습니다.

이러한 문제가 해결된 후 우리는 사람이 활동적으로 보낸 일일 시간으로 경로 효율성을 계산했습니다. 딥렉스 이동 거리로 나눈 나무입니다.

똑똑한 수렵채집인들이 먹이를 더 지능적으로 검색합니까?

더 큰 뇌를 가진 동물이 지능을 사용하여 과일 나무를 더 효율적으로 방문한다면 우리 연구에서 더 큰 뇌를 가진 영장류가 더 효율적인 채집 방법을 가질 것으로 기대합니다.

이것은 우리가 찾은 것이 아닙니다.

두 유인원 모두 영장류가 아닌 두 종보다 더 효율적인 방법을 갖고 있지 않았으며, 이는 뇌 진화에 대한 과일 기반 식단 가설에 심각한 결함을 제기합니다. 만약 더 똑똑한 종이 더 효율적이라면 영양 요구를 더 빨리 충족하고 나머지 하루를 편안하게 보낼 수 있을 것입니다.

만약 그렇다면, 원숭이가 배가 고프다 깨어난 후 하루 중 처음 몇 시간 동안 경로를 더 효율적으로 지정할 것으로 예상할 수 있습니다. 하루 중 처음 2~4시간을 살펴보면서 우리는 같은 결론에 도달했습니다. 원숭이는 영장류가 아닌 동물보다 더 효율적이지 않다는 것입니다.

그렇다면 왜 뇌가 큰가?

그렇다면 그렇게 큰 뇌의 진화로 인해 영장류가 더 효율적인 먹이 탐색 경로를 계획할 수 없었다면 왜 일부 종에서는 뇌 크기가 증가했을까요?

아마도 기억과 관련이 있을 것 같습니다. 뇌가 더 큰 종이 더 나은 일화 기억을 가지고 있다면 더 많은 음식을 얻기 위해 과일나무를 방문하는 시기를 최적화할 수 있을 것입니다. 우리 데이터 세트의 예비 분석은 이 해석을 뒷받침하지 않았지만 이 가설을 테스트하려면 더 자세한 연구가 필요합니다.

지능은 도구 사용과 연결될 수 있으며, 이는 동물이 주변 환경에서 더 많은 영양분을 추출하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구된 4종 중 흰얼굴카푸친원숭이는 도구를 사용하는 것으로 관찰된 유일한 원숭이였으며 신체 크기에 비해 뇌가 가장 컸습니다.

우리의 연구는 또한 사회 집단 생활의 복잡성에 대처하기 위해 뇌 크기가 증가한다는 가설을 뒷받침할 수도 있습니다.

다양한 척추동물(돌고래, 앵무새, 까마귀)과 무척추동물(문어)에서 큰 뇌가 진화했습니다. 우리의 연구가 이 모든 종의 뇌 진화 뒤에 있는 정확한 요인을 정확히 찾아낼 수는 없지만, 상대적으로 비침습적인 방식으로 육상 열대 포유류의 핵심 가정을 직접 테스트했습니다.

우리는 최첨단 감지 기술을 사용하여 자연 서식지에서 동물의 진화, 심리학 및 행동에 대한 주요 가설을 테스트할 수 있음을 입증했습니다.