Kuharji imajo zmogljive možgane
Evolucija: Večje telo običajno pomeni manj nevronov, a človek je pri tem izjema – Iznajdba kuhanja je omogočila rast možganov.
Odpri galerijo
Človeški možgani so evolucijsko gledano postali zelo veliki šele pred kratkim. FOTO: Shutterstock
Po čem se ljudje najbolj razlikujemo od drugih bitij? Posebnosti, ki so značilne le za človeka, zlahka naštejemo. Nobeno drugo bitje za sporazumevanje ne uporablja kompleksnega jezika, ne more vnaprej premisliti posledic svojih dejanj in nima razvitega tako zapletenega sistema medosebnih odnosov.
Lahko bi navedli še veliko drugih lastnosti, značilnih le za ljudi, a najbolj preprosto bi vse te značilnosti povzeli s krovno ugotovitvijo, da jih ne bi mogli imeti, če ne bi imeli velikih možganov, ki so ena izmed najbolj izpopolnjenih stvaritev narave.
Vendar uspešnosti ljudi pri izvajanju zapletenih opravil ne moremo pojasniti le z velikostjo možganov, saj ti niso največji med vsemi živimi bitji. Možgani slona so še trikrat večji kot možgani ljudi, največje možgane pa imajo kiti. Prav tako imajo krave in šimpanzi približno enako velike možgane, a so se šimpanzi sposobni priučiti bistveno zahtevnejših opravil kot krave. V čem je torej skrivnost človeških možganov?
V zadnjem milijonu let in pol se je pri človeških prednikih skozi evolucijo bistveno povečalo število nevronov v možganski skorji, kar je povzročilo, da po sposobnosti mišljenja ljudje bistveno prekašamo naše najbližje naravne sorodnike. Vendar veliki možgani nikakor niso darilo, ki bi nam le koristilo. Zanje je treba tudi skrbeti.
Velika težava z velikimi možgani je namreč v tem, da potrebujejo za delovanje zelo veliko energije. Ugotovili so, da je energija, ki jo potrebujejo nevroni za delovanje, dokaj univerzalna med bitji z možgani in znaša približno 6 kilokalorij na dan za milijardo nevronov. Za človeške možgane to pomeni približno 500 kilokalorij na dan oziroma 24 vatov. Na prvi pogled takšna moč ni velika, saj je primerljiva s porabo žarnic, a zavedati se moramo, da mišice človeškega telesa pri gibanju porabljajo moč okrog 75 vatov.
Ključni problem človeških možganov je torej v tem, kako energijsko oskrbovati zelo veliko število nevronov. Telo mora predvsem v obliki glukoze dovajati možganom dovolj energije, da lahko ti nemoteno delujejo. Vsaj v naravnem okolju pa neprestano zadovoljevanje teh potreb ni preprosto.
Podatek o energiji, ki jo za delovanje potrebujejo možgani, pojasni tudi to, zakaj nimajo denimo gorile večjih možganov. Če izračunamo, koliko energije lahko posamezna žival na dan v naravi pridobi iz hrane, lahko dokaj natančno postavimo meje, kako velike možgane še lahko oskrbuje. Velikih možganov si večina primatov preprosto ne more privoščiti.
Če se primat na dan prehranjuje osem ur, pridobi pri tem dovolj energije za vzdrževanje približno 53 milijard nevronov velikih možganov, a njegovo telo ne sme biti težje od 25 kilogramov. Če ima telo 50 kilogramov, je nevronov lahko le 45 milijard, pri 75 kilogramov težkem telesu pade mejno število nevronov že na 30 milijard, pri 100-kilogramskem pa jih je lahko le še 12 milijard.
Narava tako lahko izbira med večjim telesom in manjšim številom nevronov ter manjšim telesom z večjim številom nevronov v možganih. Če bi se ljudje prehranjevali na enak način kot drugi primati, anatomsko sploh ne bi mogli obstajati, saj ne bi imeli dovolj energije za pogon telesa in možganov.
Ljudje smo drugačni, ker nam uspe iz enake količine zaužite hrane pridobiti več energije. Šele ko so naši predniki pred približno poldrugim milijonom let ugotovili, kako lahko hrano deloma predelajo že pred zaužitjem, so se možgani lahko začeli povečevati bolj, kot je to dopuščala narava. V razmeroma kratkem obdobju evolucije so se tako povečali skoraj za trikrat.
Velike možgane imamo torej zato, ker so naši predniki iznašli kuhanje. Ker se pri kuhanju hrana mehansko in toplotno preoblikuje že zunaj telesa, lahko naša prebava iz enake količine zaužite hrane izlušči več uporabne energije. Kuhanje hrane posledično pomeni tudi to, da imamo več časa za druga opravila, saj nam ni treba ves čas le iskati in žvečiti surove hrane, da sploh preživimo.
Seveda pa iznajdba kuhanja ne pomeni, da človek ne more preživeti, če se prehranjuje le s surovim sadjem, zelenjavo in oreščki. S skrbno izbiro različnih oblik živil in dodatnim uživanjem prehranskih dopolnil je danes mogoče preživeti tudi s takšno prehrano, a za to potrebujemo sodobno civilizacijo, ki nam omogoča, da lahko v trgovini kadarkoli kupimo vse, kar potrebujemo. V naravi je zgolj z nabiranjem sadežev dolgoročno težko preživeti, če ne živimo ravno na kakem rajskem otoku z obilo banan in drugega sadja.
Človeški možgani so evolucijsko gledano postali zelo veliki šele pred kratkim. Trenutno predstavljajo približno 2 odstotka teže telesa, porabijo pa kar 25 odstotkov vse energije. Brazilska nevroznanstvenica Suzana Herculano-Houzel je energijske posebnosti človeških možganov podrobno opisala v knjigi The Human Advantage – A New Understanding of How Our Brain Became Remarkable (The MIT Press, 2017).
–––
Sašo Dolenc je urednik Kvarkadabre, spletnega časopisa za popularizacijo znanosti.
Lahko bi navedli še veliko drugih lastnosti, značilnih le za ljudi, a najbolj preprosto bi vse te značilnosti povzeli s krovno ugotovitvijo, da jih ne bi mogli imeti, če ne bi imeli velikih možganov, ki so ena izmed najbolj izpopolnjenih stvaritev narave.
Velikost možganov je sorazmerna s tem, koliko energije lahko žival na dan pridobi iz hrane.
Če bi se ljudje prehranjevali kot primati, s tako velikimi možgani kot vrsta sploh ne bi mogli obstajati.
Ljudje smo drugačni, ker nam uspe iz enake količine zaužite hrane pridobiti več energije.
Če bi se ljudje prehranjevali kot primati, s tako velikimi možgani kot vrsta sploh ne bi mogli obstajati.
Ljudje smo drugačni, ker nam uspe iz enake količine zaužite hrane pridobiti več energije.
Energijsko potratni organ
Vendar uspešnosti ljudi pri izvajanju zapletenih opravil ne moremo pojasniti le z velikostjo možganov, saj ti niso največji med vsemi živimi bitji. Možgani slona so še trikrat večji kot možgani ljudi, največje možgane pa imajo kiti. Prav tako imajo krave in šimpanzi približno enako velike možgane, a so se šimpanzi sposobni priučiti bistveno zahtevnejših opravil kot krave. V čem je torej skrivnost človeških možganov?
V zadnjem milijonu let in pol se je pri človeških prednikih skozi evolucijo bistveno povečalo število nevronov v možganski skorji, kar je povzročilo, da po sposobnosti mišljenja ljudje bistveno prekašamo naše najbližje naravne sorodnike. Vendar veliki možgani nikakor niso darilo, ki bi nam le koristilo. Zanje je treba tudi skrbeti.
Velika težava z velikimi možgani je namreč v tem, da potrebujejo za delovanje zelo veliko energije. Ugotovili so, da je energija, ki jo potrebujejo nevroni za delovanje, dokaj univerzalna med bitji z možgani in znaša približno 6 kilokalorij na dan za milijardo nevronov. Za človeške možgane to pomeni približno 500 kilokalorij na dan oziroma 24 vatov. Na prvi pogled takšna moč ni velika, saj je primerljiva s porabo žarnic, a zavedati se moramo, da mišice človeškega telesa pri gibanju porabljajo moč okrog 75 vatov.
ℹVelikost možganov
Možgani slona so trikrat večji od človeških.
Največje možgane ima kit.
Šimpanz in krava imata približno enako velike možgane.
Možgani slona so trikrat večji od človeških.
Največje možgane ima kit.
Šimpanz in krava imata približno enako velike možgane.
Ključni problem človeških možganov je torej v tem, kako energijsko oskrbovati zelo veliko število nevronov. Telo mora predvsem v obliki glukoze dovajati možganom dovolj energije, da lahko ti nemoteno delujejo. Vsaj v naravnem okolju pa neprestano zadovoljevanje teh potreb ni preprosto.
Zakaj smo ljudje izjemni
Podatek o energiji, ki jo za delovanje potrebujejo možgani, pojasni tudi to, zakaj nimajo denimo gorile večjih možganov. Če izračunamo, koliko energije lahko posamezna žival na dan v naravi pridobi iz hrane, lahko dokaj natančno postavimo meje, kako velike možgane še lahko oskrbuje. Velikih možganov si večina primatov preprosto ne more privoščiti.
Če se primat na dan prehranjuje osem ur, pridobi pri tem dovolj energije za vzdrževanje približno 53 milijard nevronov velikih možganov, a njegovo telo ne sme biti težje od 25 kilogramov. Če ima telo 50 kilogramov, je nevronov lahko le 45 milijard, pri 75 kilogramov težkem telesu pade mejno število nevronov že na 30 milijard, pri 100-kilogramskem pa jih je lahko le še 12 milijard.
Narava tako lahko izbira med večjim telesom in manjšim številom nevronov ter manjšim telesom z večjim številom nevronov v možganih. Če bi se ljudje prehranjevali na enak način kot drugi primati, anatomsko sploh ne bi mogli obstajati, saj ne bi imeli dovolj energije za pogon telesa in možganov.
2 odstotka teže telesa predstavljajo možgani.
25 odstotkov vse energije porabijo možgani.
25 odstotkov vse energije porabijo možgani.
Ljudje smo drugačni, ker nam uspe iz enake količine zaužite hrane pridobiti več energije. Šele ko so naši predniki pred približno poldrugim milijonom let ugotovili, kako lahko hrano deloma predelajo že pred zaužitjem, so se možgani lahko začeli povečevati bolj, kot je to dopuščala narava. V razmeroma kratkem obdobju evolucije so se tako povečali skoraj za trikrat.
Velike možgane imamo torej zato, ker so naši predniki iznašli kuhanje. Ker se pri kuhanju hrana mehansko in toplotno preoblikuje že zunaj telesa, lahko naša prebava iz enake količine zaužite hrane izlušči več uporabne energije. Kuhanje hrane posledično pomeni tudi to, da imamo več časa za druga opravila, saj nam ni treba ves čas le iskati in žvečiti surove hrane, da sploh preživimo.
Nabiralništvo s trgovskih polic
Seveda pa iznajdba kuhanja ne pomeni, da človek ne more preživeti, če se prehranjuje le s surovim sadjem, zelenjavo in oreščki. S skrbno izbiro različnih oblik živil in dodatnim uživanjem prehranskih dopolnil je danes mogoče preživeti tudi s takšno prehrano, a za to potrebujemo sodobno civilizacijo, ki nam omogoča, da lahko v trgovini kadarkoli kupimo vse, kar potrebujemo. V naravi je zgolj z nabiranjem sadežev dolgoročno težko preživeti, če ne živimo ravno na kakem rajskem otoku z obilo banan in drugega sadja.
Človeški možgani so evolucijsko gledano postali zelo veliki šele pred kratkim. Trenutno predstavljajo približno 2 odstotka teže telesa, porabijo pa kar 25 odstotkov vse energije. Brazilska nevroznanstvenica Suzana Herculano-Houzel je energijske posebnosti človeških možganov podrobno opisala v knjigi The Human Advantage – A New Understanding of How Our Brain Became Remarkable (The MIT Press, 2017).
–––
Sašo Dolenc je urednik Kvarkadabre, spletnega časopisa za popularizacijo znanosti.
