本·赫希为您报道

　　奥克兰:由于我们的大脑很大，人类和非人类灵长类动物比大多数哺乳动物更聪明。但是为什么一些物种首先会发展出更大的大脑呢?

　　关于灵长类动物如何进化出更大的大脑的主要假设涉及一个反馈循环:更聪明的动物利用它们的智力更有效地寻找食物，从而产生更多的卡路里，这些卡路里为更大的大脑提供能量。支持这一观点的研究发现，大脑大小与饮食之间存在关联——更具体地说，是动物饮食中水果的数量。

　　水果是一种能量很高的食物，但却给动物制造了一个复杂的难题。不同种类的水果在一年中的不同时间成熟，并分布在动物的家园范围内。需要寻找如此高度多变的食物的动物可能更有可能进化出更大的大脑。

　　这里的一个关键假设是，大脑更大的物种更聪明，因此能更有效地找到食物。在今天发表在《英国皇家学会学报B》上的一项新研究中，我们首次直接测试了大脑进化的这一假设。

　　检验水果饮食假说的一个主要问题是很难测量觅食效率。我们研究的哺乳动物每天要长途跋涉，通常超过3公里，因此很难在实验室中复制真实的研究条件。

　　一些研究人员在实验中操纵了野生动物的食物分配，但这些动物需要经过广泛的训练才能学会访问人造食物资源。

　　在我们的研究中，我们利用了巴拿马的一种自然现象，即在三个月的时间里，通常复杂的水果拼图会缩小到只有几种成熟的水果。在这段时间里，所有以水果为食的哺乳动物都被迫专注于一种树种:油双翅鸟。

　　幸运的是，梁祖鸟树非常高大，有时高达40-50米，在夏天开出明亮的紫色花朵。我们在开花季节用无人驾驶飞机绘制了该岛的地图，并确定了紫色花朵的斑块，几乎绘制了几个月后结出果实的每一只龙鸟。

　　这给了我们研究动物所面临的水果难题的全部范围，但我们仍然需要测试不同大脑大小的动物如何有效地访问这些树。我们选择了两种脑容量较大的灵长类动物(蜘蛛猴和白面卷尾猴)和两种脑容量较小的浣熊亲戚(白鼻浣熊和蜜熊)。

　　在两个果期，我们收集了40多只动物的运动数据，得出了60多万个GPS位置。

　　然后，我们必须弄清楚动物们什么时候拜访了梁家鸟的树，以及拜访了多久。

　　这是一项复杂的任务，因为要确切地知道我们的动物何时进入和离开果树，我们必须在每四分钟进行一次的GPS定位之间推断它们的位置。一些动物也有睡在双翅鸟树上的坏习惯。谢天谢地，我们的项圈记录了动物的活动，所以我们可以知道它们什么时候睡觉。

　　一旦解决了这些问题，我们就可以计算出路线效率，即每天在龙鸟树上活动的时间除以行驶的距离。

　　如果脑容量较大的动物利用它们的智力更有效地访问果树，我们可以预期，在我们的研究中，脑容量较大的灵长类动物会有更有效的觅食路线。

　　这不是我们的发现。

　　这两种猴子没有比两种非灵长类动物更有效的路线，这严重削弱了大脑进化的水果饮食假说。如果更聪明的物种效率更高，它们可能能够更快地满足自己的营养需求，然后在一天剩下的时间里放松一下。

　　如果是这样的话，我们就会期望猴子在饿着肚子醒来后的头几个小时里更有效地安排自己的路线。在观察一天的头2-4小时时，我们发现了同样的结果:猴子的效率并不比非灵长类动物高。那么，如果这些大大脑的进化不允许灵长类动物规划更有效的觅食路线，为什么一些物种的大脑尺寸增加了呢?也许这与记忆有关。如果大脑更大的物种有更好的情景记忆，它们可能能够优化访问果树的时间，以获得更多的食物。对数据集的初步分析并不支持这一解释，但我们需要更详细的研究来验证这一假设。

　　智力可能与工具的使用有关，这可以帮助动物从环境中提取更多的营养。在我们研究的四个物种中，白脸卷尾猴是唯一被观察到使用工具的物种，而且它的大脑也最大(相对于身体大小)。

　　我们的研究还可以支持大脑体积增加以应对社会群体生活复杂性的假设。

　　各种各样的脊椎动物(海豚、鹦鹉、乌鸦)和无脊椎动物(章鱼)都进化出了大的大脑。虽然我们的研究不能确定所有这些物种大脑进化的确切驱动因素，但我们已经以一种相对非侵入性的方式直接测试了野生热带哺乳动物的一个关键假设。

　　我们已经证明，通过使用最新的传感器技术，我们可以测试关于动物在自然环境中的进化、心理和行为的大假设。

　　(作者是詹姆斯库克大学动物学与生态学高级讲师。)