Мозг. Такой ли он особенный? - Сюзана Херкулано-Хузел

Рис. 11.2. Быстрое увеличение массы головного мозга в линии рода Homo за последние полтора миллиона лет совпадает с изобретением обработки пищи, возможно, представителями вида Homo erectus

Я прочитала восхитительную книгу Ричарда Рэнгхэма «Овладение огнем: как кулинария сделала нас людьми»[224] за один заход, во время дальнего авиаперелета в конце 2009 года, когда одно бразильское издательство попросило меня оценить эту книгу. Коротко говоря, кулинарная гипотеза предполагает, что именно изобретение кулинарной обработки пищевых продуктов нашими прямыми предками и возникшая благодаря этому доступность обработанной пищи дали нашим предкам возможность получать больше калорий, а это позволило мозгу Homo быстро увеличиться в размере в ходе эволюции. Косвенным доказательством стало стремительное уменьшение числа зубов и уменьшение массы костей черепа, чего следовало ожидать от вида, которому больше не надо было жевать жесткую пищу, и это обстоятельство тоже было отражено в книге[225], вместе с указаниями на ископаемые находки, подтверждавшие, что изобретение огня совпало по времени с изменениями пищевого рациона в период между 1 и 1,5 миллиона лет назад. Единственное, о чем не писал Рэнгхэм, – это об указаниях на то, что кулинарная обработка или какой-либо еще способ увеличить выход калорий на единицу массы пищи были не просто бонусом, преимуществом доисторического человека, но скорее непременным условием увеличения размеров головного мозга.

К тому времени в моей лаборатории уже было показано, что человеческий мозг – это всего лишь увеличенная копия мозга типичного примата по числу нейронов, а не мозг аутсайдера, и я сильно подозревала, что это крупные человекообразные обезьяны, а не мы, являются аутсайдерами в соотношении масс мозга и тела, и именно по причинам, относящимся к потреблению и расходу энергии, как мы смогли показать несколько лет спустя. Но я не была приматологом и тем более антропологом и не была знакома с этими областями науки.

Поэтому я была просто в восторге от того, что Рэнгхэм смог объяснить, а мы сумели через несколько лет доказать то, что после того, как Homo освободился от энергетического ограничения, наложенного потреблением сырой пищи на других животных, объем его мозга начал стремительно расти, причем от этого человек не перестал быть приматом в плане нейронного состава мозга. Наши предки никогда не отклонялись от почти линейной зависимости, которая характерна для всех приматов: они просто смогли сохранить тенденцию к постоянному увеличению числа мозговых нейронов за пределы того количества, которым ограничен мозг других приматов из-за употребления сырой, необработанной пищи. После 2009 года, вдохновленные книгой Рэнгхэма, мы принялись исследовать гипотезу о том, что потребление калорий с сырой пищей было настолько ограничивающим, что препятствовало дальнейшему увеличению головного мозга у крупных высших обезьян, и закончили получением данных, которые отчетливо, как на черно-белой фотографии, показали, что доступность калорий из типичного сырого пищевого рациона приматов ограничивает настолько сильно, что при отсутствии способов преодоления этого ограничения эволюция современного человека оказалась бы попросту невозможной[226]. Человеческий мозг не смог бы образоваться, если бы не радикальное изменение числа поглощаемых калорий. Возможность для этого обеспечила термическая кулинарная обработка пищи.

Однако дело не только в кулинарии; ясно, что добавление большого числа нейронов, которое, по нашим выводам, привело к увеличению мозга в ходе эволюции, было обусловлено не только повышением потребления калорий, но и анатомическими изменениями, способствовавшими обработке более мягкой пищи. Свидетельством, приведенным в книге Рэнгхэма, было резкое изменение формы гребней и отростков черепа, которые служат местами прикрепления лицевых мышц, необходимых для жевания: сагиттальный гребень на своде черепа и скуловые отростки на щеках, которые так явственно выступают у гориллы и других крупных высших обезьян, исчезли у нашего вида, в то время как коренные зубы и клыки значительно уменьшились в размерах, но объем полости черепа почти удвоился у человека прямоходящего. Учитывая, что форма костей тела непосредственно зависит от испытываемой нагрузки, накладываемой на них прикрепленными мышцами, уменьшение размеров и даже исчезновение некоторых костных структур, связанных с усиленным жеванием, указывает на то, что популяция последующих Homo erectus не нуждалась в грубой силе челюстей и зубов для того, чтобы эффективно пережевывать пищу. Именно этого и следовало ожидать от вида, который перешел к регулярной термической кулинарной обработке пищи.

Приготовление пищи в широком смысле слова означает преобразование пищевых продуктов до того, как они попадают в пищеварительный тракт. К приготовлению пищи относят нарезание, измельчение, раздавливание, приготовление пюре, размалывание, добавление приправ и маринование – все это делает пищу мягче, ее становится легче жевать и глотать. Конечно, в более строгом смысле приготовление пищи предусматривает использование тепла для денатурации белков, расщепления углеводных цепей и иных изменений в макромолекулах, содержащихся в пище; продукты становятся меньше, мягче, легче жуются и легче перевариваются пищеварительными ферментами. Обработка нагреванием разрывает коллагеновые волокна, придающие жесткость мясу, размягчает жесткие клеточные стенки растений, освобождает из клеток и делает доступными для пищеварения крахмал и жир. Сваренная пища отдает 100 % своих калорий в пищеварительную систему, потому что во рту превращается в кашицеобразную массу, а потом полностью переваривается ферментами желудка и тонкого кишечника, где пища, превратившись в аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты и глицерин, быстро всасывается в кровь. Напротив, та же еда, которую проглатывают в сыром виде, отдает только 33 % содержащихся в ней калорий, потому что эту твердую пищу проглатывают в виде довольно крупных кусков, а следовательно, она измельчается и расщепляется лишь частично. Только поверхность крошек сырой пищи подвергается воздействию пищеварительных ферментов желудка и тонкого кишечника; большая часть нерасщепленного крахмала расщепляется в толстом кишечнике бактериями, которые используют энергию этого расщепления для себя. С энергетической точки зрения главное преимущество приготовления пищи заключается в том, что оно делает пищу более перевариваемой и резко повышает эффективность извлечения калорий из пищи.