Energeticky bohaté materské mlieko robí z potomka živé vedomosti
Energeticky bohaté materské mlieko povzbudzuje potomka
Placenta je sila: vďaka nej rastie mozog cicavcov. Materské mlieko urobí zvyšok: V ôsmich rokoch majú dojčené ľudské deti inteligenčný kvocient o desať bodov vyšší
Od Silvie von der Weiden
Sú považovaní za géniov živočíšneho sveta: delfíny, ktoré tkajú vydýchané vzduchové bubliny do záclon až po rohové kŕdle rýb. Slony, ktoré v poslednej hodine pomáhajú zomierať konkrétnym zvieratám. Intelektuálne schopnosti našich najbližších príbuzných sú najpôsobivejšie: Šimpanzy sú schopné komunikovať s ľuďmi prostredníctvom naučeného symbolického jazyka.
To, čo majú tieto druhy spoločné, je veľký mozog, ktorý ich vybavuje vysokou úrovňou zručností a inteligencie. Medzi privilegované druhy patria najmä cicavce. Biológovia Vera Weisbecker z University of Cambridge a University of Jena a Anjali Goswami z University College London skúmali, prečo je to tak, v štúdii. Týka sa to celkovo asi 650 druhov cicavcov, ktoré sú rozdielne vo svojej vývojovej polohe.
Vedci porovnali objem mozgu a energetickú bilanciu 197 druhov vačnatcov, ktorých predčasne narodené mláďatá dozrievajú vo vrecku so 457 druhmi placenty, ktoré živia ich nenarodené potomstvo prostredníctvom špeciálneho orgánu, placenty. Medzi vačkovce patrí napríklad klokan a koala. Ľudia, opice, delfíny a slony sú členmi zvierat placenty.
Rozhodujúcu úlohu pre rozvoj veľkého mozgu podľa záverov štúdie publikovanej v časopise PNAS hrá starostlivosť o matku. „Čím dlhšie potomstvo môže dozrieť v maternici alebo kým ho matka dojčí, tým väčší môže byť mozog,“ hovorí Vera Weisbecker.
Alan Lucas, riaditeľ Inštitútu pre zdravie detí v Londýne, nie je výsledkami prekvapený. „Materská placenta funguje ako zdroj energie, ktorý dodáva potomkovi živiny a energiu. U nenarodeného dieťaťa asi 70 percent kalórií smeruje do rastu mozgu, “hovorí. Aj po narodení poskytujú cicavce svojim potomkom špeciálnu silovú výživu. Materské mlieko je bohaté na sacharidy vo forme laktózy. Energetické bomby sú potrebné hlavne na tvorbu nervových buniek v rýchlo rastúcom mozgu. Preto ľudské materské mlieko obsahuje dvakrát toľko laktózy ako kravské mlieko.
Fáza dojčenia stojí matku veľa energie. Investície sa však vyplácajú. Lucas zistil, že deti, ktoré dostávali materské mlieko ako kojenci, stále prekonávajú svojich rovesníkov, ktorí vyrastali na jedle z fľaše, až keď mali osem rokov. V priemere majú inteligenčný kvocient, ktorý je o desať bodov vyšší. Efekt majú úžitok aj pre predčasne narodené deti.
Z evolučného hľadiska je veľký mozog drahá záležitosť. Spotrebuje najviac energie zo všetkých orgánov. U dospelých ľudí, ktorí majú jeden z najväčších mozgov v prírode na základe ich telesnej hmotnosti, váži okolo 1,5 kilogramu a vyžaduje 15 percent energie dodanej s jedlom. Biológovia preto predpokladajú, že veľké mozgy by sa mohli vyvinúť iba u tých skupín zvierat, ktoré majú efektívne fungujúci metabolizmus.
V tomto hrá dôležitú úlohu placenta. Počas tehotenstva preberá životne dôležitú výmenu látok medzi matkou a dieťaťom. Orgán, ktorý sa skladá z materského a detského tkaniva, tiež riadi toleranciu dvoch rôznych imunitných systémov. To zaisťuje, že potomstvo môže v maternici dozrieť dlhšie. To umožňuje luxusné vybavenie druhu s veľkým mozgom.
„Predpokladáme, že obzvlášť aktívny metabolizmus v placente koreluje iba s veľkosťou mozgu, pretože ich mláďatá sú dlhodobo spojené s metabolizmom matky prostredníctvom výživného orgánu,“ píšu Weisbecker a Goswami.
Najvýhodnejšie z toho majú hlavné zvieratá (primáty). Zahŕňajú opice a ľudí. „Primáti vyvinuli mozog, ktorý je neprimerane veľký pre svoju veľkosť tela. V porovnaní s inými skupinami cicavcov sú viac ako dvakrát väčšie. Rozdiel medzi primátmi je ešte zreteľnejší. Objem mozgu súčasných ľudí je viac ako trikrát väčší ako objem šimpanza, jeho najbližšieho príbuzného, “hovorí John Allman, evolučný biológ z Kalifornského technologického inštitútu.
Podľa amerického výskumníka sa zmeny životného prostredia a životných podmienok prejavia aj na vývoji: „Je zrejmé, že u primátov, ktoré jedia ovocie, sa vyvinul väčšinou podstatne väčší mozog ako u tých, ktorí jedia iba lístie.“ Predovšetkým to, že ovocie obsahujúce cukor a vitamíny poskytuje rovnaké množstvo energie a zdravých prísad a je tiež ľahšie stráviteľné ako zelenina.
„V dažďovom pralese, v ktorom žijú veľké ľudoopy, stromy rôznych druhov neprinášajú ovocie súčasne a sú často ďaleko od seba. Pre prežitie je nevyhnutné rýchle vyhľadanie vytúžených zdrojov potravy. Tlak konkurencie si vyžadoval inovácie a úpravy, ktoré ovplyvnili najmä zrak a mozog, “vysvetľuje Allman.
Biologická novinka doslova priťahuje pozornosť: ľudia a ľudoopy rozlišujú všetky farby dúhy. Na rozdiel od mnohých iných druhov cicavcov, ktoré majú v sietnici iba dva rôzne typy buniek citlivých na svetlo, ľudia a ich najbližší príbuzní vyvinuli tri typy farebných receptorov: pre červený, zelený a modrý. Ich interakcia umožňuje vnímanie zmiešaných farieb, ktoré predstavujú celé farebné spektrum. To znamená, že zrelé plody, ktoré sú zvyčajne červené alebo žlté, sa dajú ľahko rozpoznať už z diaľky.
To prinieslo mozgu nové úlohy. Nielenže musel zvládnuť širokú škálu farebných informácií. Tí, ktorí chceli rýchlo nájsť zdroje potravy, si museli pamätať svoje miesto a plánovať svoje výpravy. Duševná práca sa podpísala najmä na predkoch človeka. Zaznamenali drastické zvýšenie veľkosti a funkčnej deľby práce v mozgovej kôre. To umožňovalo efektívne zvládanie zložitých duševných procesov.
Úspech nevyužil iba druh ako celok. Očakávaná dĺžka života jednotlivca sa zvýšila. "Zo všetkých primátov majú ľudia najvyššiu dĺžku života, a to nielen v modernej dobe," hovorí Allman. Znamená to ďalší nárast veľkosti? Vedec ťažko verí: „Až do detstva potrebuje ľudský mozog pre svoj vývoj maximum energie. Ďalšie zväčšenie veľkosti by muselo prísť na úkor dodávky energie do ďalších životne dôležitých orgánov. ““
Ľudský duch našiel cestu v čoraz užšom príbytku a namiesto kvantity sa spolieha na triedu. Iba ľudia majú mozog, v ktorom je deľba práce medzi pravou a ľavou mozgovou hemisférou taká pokročilá, že sa už funkčne líšia. Mnoho vedcov sa dnes domnieva, že táto dichotómia je zárodkom rozvoja sebavedomia.
Zdroj: Weisbecker V., Goswami A. Veľkosť mozgu, história života a metabolizmus pri vačnatej/placentárnej dichotómii, PNAS 2010, doi 10,1073/pnas.0906486107