Primater, inklusive människor, har större hjärnor än de flesta andra däggdjur, men varför? Forskare som letar efter svaret har länge följt ett spår som pekar på kost – särskilt frukt – som orsaken till varför primater utvecklade större hjärnor.
Ett team från Max Planck Institute of Animal Behavior och Smithsonian Institute of Tropical Research testade den här idén för första gången – och upptäckte att fruktdiet-teorin kan vara slut på juice.
Forskarna använde drönaravbildning, GPS-spårning och finskaliga beteendeanalyser för att testa hur fyra arter av fruktätande däggdjur löste samma naturliga födosökspussel i en panamansk regnskog. De fann att primatarter med större hjärnor inte löste pusslet för att hitta frukt mer effektivt än däggdjur med mindre hjärna.
Studien, publicerad idag (28 maj) i Proceedings of the Royal Society B, upphäver den traditionella uppfattningen att en stor hjärna behövs för att fatta smarta beslut när man ska hitta mat.
Enligt den ledande teorin för hur primater utvecklade större hjärnor, arbetade frukt och intelligens hand i hand för att driva hjärnans tillväxt. Djur med större hjärnor kunde använda sin intelligens för att hitta frukt mer effektivt, vilket i sin tur gav mer energi för att driva en större hjärna.
Frukt är trots allt en värdefull men varierande resurs. Det ställer kognitiva krav på djur som måste hitta fruktträd och komma ihåg när de mognar. Studier har gett stöd för kostteorin om hjärnans utveckling genom att visa samband mellan hjärnans storlek och mängden frukt i kosten.
Men forskare från MPI-AB och STRI tyckte att teorin var mogen för att ifrågasättas. "Frukt-diet-hypotesen hade aldrig fått stöd experimentellt", säger första författaren Ben Hirsch, en STRI-forskare.
Barriären har varit metodologisk. För att testa frukt-diet-hypotesen måste forskare mäta hur effektivt ett djur hittar frukt. Hirsch säger, "Primater och många andra däggdjur reser långa sträckor varje dag för att leta efter mat, vilket gör det nästan omöjligt att replikera deras verkliga navigeringsutmaningar i ett labb."
Teamet kringgick detta problem genom att utnyttja ett naturfenomen som inträffar i regnskogen på Barro Colorado Island i Panama. Under tre månader varje år tvingas fruktätande däggdjur livnära sig på en trädart, Dipteryx oleifera.
"Med djur som nästan uteslutande livnär sig på Dipteryx-frukt, löser de samtidigt samma födosökspussel", säger seniorförfattaren Meg Crofoot, direktör vid MPI-AB och Humboldt-professor vid University of Konstanz. "Detta ger oss ett kraftfullt verktyg för att jämföra deras födosökseffektivitet."
Teamet kartlade platsen för alla Dipteryx-träd på Barro Colorado Island genom att flyga drönare över trädkronorna på sommaren, när de höga träden kröntes med iögonfallande lila blommor. Fruktträdskartan avslöjade den fulla omfattningen av fruktpusslet som djur står inför, men forskarna behövde fortfarande testa hur effektivt däggdjur med olika hjärnstorlekar besökte dessa träd.
De spårade flera individer av två storhjärniga primater (spindelapor och vit-ansikte kapuciner) och två mindre hjärnade tvättbjörnssläktingar (vitnosad coatis och kinkajous). GPS-sensorer avslöjade vägarna som djur tog till Dipteryx-träd, medan accelerometrar bekräftade att ett djur var aktivt och potentiellt äter under ett trädbesök.
Forskarna beräknade sedan rutteffektiviteten som den dagliga tid som spenderats aktivt i Dipteryx-träd dividerat med tillryggalagd sträcka. Enligt frukt-diet-hypotesen bör kapuciner och spindelapor med stor hjärna uppvisa större vägeffektivitet än coatis och kinkajous.
"Vi hittade inga bevis för att djur med större hjärnor fattade smartare beslut om födosök", säger Crofoot. "Om större hjärnor gör djur smartare, används inte denna intelligens för att leda sig mer effektivt till fruktträd i denna tropiska regnskog."
Så varför ökade hjärnstorleken hos vissa arter? Författarna säger att genom att vederlägga frukt-diet-hypotesen kan deras studie flytta fokus till idéer bortom födosökseffektivitet.
"Större hjärnor kan främja bättre episodiskt minne, vilket gör det möjligt för dessa arter att bättre tajma trädbesök för att maximera mängden mogen frukt som påträffas", säger Hirsch. Författarna föreslår också att större hjärnor kan vara kopplade till verktygsanvändning, kultur eller komplexiteten i att leva i en social grupp.
"Vår studie kan inte avgöra de exakta drivkrafterna bakom hjärnans utveckling", säger Crofoot, "men vi har kunnat använda minimalt invasiva tekniker för att empiriskt testa en stor hypotes om evolution, kognition och beteende hos vilda djur."
Mer information: Smartare foderälskare söker inte smartare:Ett test av diethypotesen för hjärnexpansion, Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences (2024). DOI:10.1098/rspb.2024.0138. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rspb.2024.0138
Journalinformation: Proceedings of the Royal Society B
Tillhandahålls av Max Planck Society
