I en undersøgelse af orangutanger lever på den indonesiske øer Borneo og Sumatra, forskere fra Duke University og University of Zürich har fundet, hvad de siger, er den første demonstration i primater af en evolutionær sammenhæng mellem de tilgængelige fødevareforsyninger og hjernens størrelse.
Baseret på deres sammenlignende undersøgelse, forskerne siger orangutangerne begrænset til en del af Borneo, hvor fødevarer er ofte udtømte kan have udviklet sig gennem processen med at naturlig udvælgelse forholdsvis mindre hjerner end orangs bebo de mere gavmilde Sumatra.
Resultaterne "tyder på, at midlertidige, uundgåelige fødevaremangel kan vælge til et fald i hjernens størrelse, måske kun ledsages af små eller subtile fald i kroppens størrelse," sagde Andrea Taylor og Carel van Schaik i en rapport nu online i Journal of Human Evolution .
Taylor er en assisterende professor ved Duke afdelinger Biologisk Antropologi og anatomi og af samfundet og i familien Medicine. Van Schaik leder universitetet i Zürich er Antropologisk Institut & Museum, og han også er adjungeret professor i biologisk antropologi og anatomi ved Duke, hvor han havde arbejdet i 15 år.
"Til vores viden, er dette den første undersøgelse for at påvise en sammenhæng mellem relativ hjernens størrelse og ressource kvalitet på dette microevolutionary niveau i primater," sagde de.
En sådan ændring vil give støtte til hvad Taylor kaldte den "dyre væv" hypotese. "Sammenlignet med andre væv, hjernevæv er metabolisk dyrt at vokse og vedligeholde," sagde hun. "Hvis der skal være et trade-off, kan hjernevæv har at give."
"Undersøgelsen tyder på, at dyrene står over perioder med ukontrollabel fødevaremangel kan beskæftige sig med, at ved at reducere deres energiforbrug for en af de dyreste organer i deres organer: hjernen," van Schaik tilføjet.
"Det bringer os tættere på en god økologisk teori om variation i hjernens størrelse og dermed af de betingelser, styretøj kognitive udvikling," sagde han. "En sådan teori er afgørende for at forstå hvad der skete i løbet af menneskets evolution, hvor det, i forhold til vores forfædre, vores slægt gennemgik en tredobbelt udvidelse af hjernens størrelse i et par millioner år."
I deres undersøgelse, fokuserede Taylor og van Schaik på flere varianter af orangutanger, en truet primat tæt knyttet til mennesker.
Medlemmer af orangutanger arter bebo Sumatra, kaldet Pongo abelii, bor i øens mest begunstigede omgivelser, hvor jorden er bedst til dyrkning af de frugter, de fleste kan lide at spise. "De spiser frugt, så ofte de kan, og de vil bevæge sig længere væk for dem, hvis ikke er i nærheden," sagde Taylor.
Sumatra synes også at være mindre udsat for periodiske "El Nino" klimatiske svingninger, der forstyrrer de vegetative vækst på andre øer i den indonesiske region, forskernes rapport sagde.
Forskerne fandt, at ernæringsmæssigt velhavende Sumatra orangutanger adskilte sig mest markant fra Pongo pygmaeus Morio, en af de tre underarter besætter øen Borneo. Den Morio underarter bor i den nordøstlige del af øen, hvor jorden er fattigere, adgang til frugt er mest usikker og effekten af El Nino begivenheder kan være betydelige.
Disse faktorer "konvergere til at producere et miljø for orangutanger i det østlige Borneo, som er til tider alvorligt ressource-begrænset," forskerne skrev. Under omfattende frugt-korte perioder, har dyrene til at "ty til fallback fødevarer med reduceret energi-og proteinindhold, såsom vegetation og bark," tilføjede de.
I tidligere undersøgelser, rapporterede i april 2006-udgaven af Journal of Human Evolution, fandt Taylor beviser for, at orangs lever i Borneos nordøstlige har kæber, der er bedre i stand til at håndtere hårdere sorter af fødevarer end orangutanger i andre dele af Borneo og Sumatra.
Det forbedrede fodring effektivitet, kombineret med en relativt lille hjerne, ville sætte sådanne dyr til at tilpasse sig deres betingelser ved både at maksimere deres ressourcer og bevare energi, sagde hun.
Desuden har undersøgelser af van Schaik og andre forskere foreslået, at Borneos Morio orangs bære afkom oftere end at gøre Sumatra er orangs. Sådanne relativt korte intervaller mellem fødsler kunne selv være bundet til mindre hjerner i sådanne højere primater som orangutanger, skrev van Schaik og Taylor i deres nuværende rapport.
"Større-brained aberne har langsommere tempo livshistorier," sagde de. "Hvis man antager valg handler om hjernens størrelse, er livet historie forlænges, fordi udviklingen af større hjerner kræve mere tid."
Deres tidligere arbejde førte Taylor, en anatom som studerer knogler, til at begynde samarbejdet med van Schaik, et felt biolog som studerer bor orangs i ødemarken, for at løse spørgsmålet om, hvorvidt ernæring, hjernens størrelse og interbirth intervaller kan være forbundet.
Andre forskere, der arbejder i 1980'erne havde fundet nogen forskelle i hjernens størrelse blandt orangs fra Borneo og Sumatra, Taylor sagde. Men det arbejde prøver dyr kun fra vest Borneo og ikke fra ressource-begrænset øst Borneo, tilføjede hun.