為什么靈長類動物會進化出大大腦？這可能不是你認為的原因

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

關于靈長類動物如何進化出大大腦的主要假設涉及反饋循環：更聰明的動物利用它們的智慧更有效地尋找食物，從而產生更多的卡路里，從而為大大腦提供能量。對這一想法的支持來自研究發現大腦大小和飲食之間存在相關性的研究——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，但為動物創造一個復雜的謎題.不同的水果種類在一年中的不同時間成熟，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化出大大腦。

這里的一個關鍵假設是，大腦較大的物種更聰明，因此可以更有效地找到食物。在今天發表的一項新研究中英國皇家學會會刊 B，我們首次直接檢驗了大腦進化的這一假說。

追蹤巴拿馬的水果食客

檢驗水果飲食假說的一個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，因此很難在實驗室中復制真實的研究條件。

一些研究人員通過實驗操縱了野生動物的食物分配，但這些動物需要廣泛的訓練才能學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象，即通常復雜的水果拼圖在三個月內縮小到只有幾種成熟的水果。在這段時間里，所有吃水果的哺乳動物都被迫集中注意力在一個樹種上：油翅目 Dipteryx oleifera.

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

這讓我們充分了解了研究動物面臨的水果難題，但我們仍然需要測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）。

在兩個結果季節，我們收集了 40 多只動物的運動數據，從而獲得了超過 600,000 個 GPS 位置。

然后，我們必須弄清楚動物何時來訪雙翅目樹和多長時間。這是一項復雜的任務，因為要確切地知道我們的動物何時進入和離開果樹，我們必須在每四分鐘進行一次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慣雙翅目樹。值得慶幸的是，我們的項圈記錄了動物的活動，因此我們可以分辨出它們何時在睡覺。

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

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，我們預計我們研究中的大腦靈長類動物將有更有效的覓食路線。

這不是我們發現的。

這兩種猴子沒有比兩種非靈長類動物更有效的路線，這嚴重削弱了大腦進化的水果飲食假說。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需求，然后在一天的剩余時間里放松一下。

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小時內更有效地引導自己。當觀察一天中的前2-4個小時時，我們發現了相同的結果：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化不允許靈長類動物規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。如果大腦較大的物種有更好的情景記憶，它們可能能夠優化果樹訪問的時間以獲得更多的食物。對我們數據集的初步分析并不支持這種解釋，但我們需要更詳細的研究來檢驗這一假設。

智力可能與工具的使用有關，這可以幫助動物從環境中提取更多的營養。在我們的四個研究物種中，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，即大腦大小增加以應對生活在社會群體中的復雜性。

大型大腦已經在各種脊椎動物（海豚、鸚鵡、烏鴉）和無脊椎動物（章魚）中進化而來。雖然我們的研究無法確定所有這些物種大腦進化的確切驅動因素，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關鍵假設。

我們已經證明，通過使用最新的傳感器技術，我們可以測試有關動物在自然環境中的進化、心理和行為的重大假設。

本·赫希，動物學和生態學高級講師，詹姆斯庫克大學

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