动物体型越大，大脑也越大。但人脑比体型相似的其他动物的脑大七倍。我们近亲黑猩猩的大脑，只比其体型预期的大小大两倍。而大猩猩的体型可达我们的三倍，但它的大脑比我们的还小。
许多科学家在问，为什么我们的大脑变得如此之大。但里约热内卢联邦大学的 Karina Fonseca-Azevedo 和 Suzana Herculano-Houzel 却颠倒了这个问题的方向——她们想知道为什么其他类人猿没有进化出更大的大脑。（是的，人类也是类人猿；在此文中，“类人猿”指的是“除人类以外的其他类人猿”）。
她们的论点很简单：大脑需要异常多的能量。每克大脑消耗的能量比每克身体多。而更大的大脑，拥有更多的神经元，消耗更多的燃料。就它们平常吃生食的饮食而言，大型类人猿无法负担比现有更多的神经元。要做到这一点，它们需要花费难以置信的时间来觅食和进食。类人猿在吃得像类人猿的同时，无法进化出像人类一样大的大脑。它们的能量预算根本无法平衡。
当我们的祖先学会烹饪时，她们克服了这个限制。煮熟的食物比生食提供更多的卡路里，而且更容易咀嚼和消化。这些早期的厨师能够从相同进食时间内获得更多的能量。这反过来又为更多的神经元和更大的大脑提供了能量。
Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 利用了从微小的普通狨猴到巨大的大猩猩共 17 种灵长类动物的数据来发展她们的论点。她们收集了许多灵长类动物平均脑和体型大小的统计数据，这些数据来自过去的论文。她们通过细致地检查自己的样本，计算了各种灵长类大脑中的神经元数量。她们还使用了 Callum Ross 等人收集的关于这些物种花费在进食上的时间数据。
根据这些数据，她们计算了每种物种在不同进食时间下所能负担的最大神经元数量。您可以在下面的图表中看到结果。有明显的界限。正如 Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 所写：
“每天最多进食 10 小时的灵长类动物，最多可以负担 1130 亿个神经元的大脑，这样它就不会重于 64 公斤；如果它每天进食 8 小时，它最多可以负担 530 亿个神经元的大脑，但体重不超过 24 公斤；如果它每天进食 6 小时，它最多可以负担 230 亿个神经元的大脑，但那样的话，它的体重只能是 8 公斤。”（作为比较，我们的大脑包含约 860 亿个神经元。）
脑体比
换个角度来看：要负担相当于其体重 2% 的大脑（就像你我一样），每天进食 8 小时（如大猩猩）的灵长类动物，体重不能超过 42 公斤，神经元不能超过 490 亿个。如果它每天进食 7 小时（如黑猩猩或猩猩），体重不能超过 26 公斤，神经元不能超过 320 亿个。要实现类似人类的脑体比，灵长类动物必须牺牲体重和神经元。“最大的类人猿无法同时负担大体型和更多的神经元，”Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 写道。
我们的祖先是如何做到的？在早期的工作中，Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 估计了早期 人科（在我们谱系与黑猩猩分开后出现的人类亲戚）的神经元数量。最早的人科动物，例如 露西 的例子——南方古猿 阿法种，大约有 30 到 400 亿个神经元，它们可以在每天 7 小时的类人猿式饮食下维持这些神经元。那没有任何问题。
但是晚期的 直立人 有大约 620 亿个神经元。如果它吃生食，它每天需要进食超过 8 小时。即使是更晚期的物种，如 海德堡人、尼安德特人，以及我们自己的近亲，也需要每天进食 9 小时。Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 认为，我们的祖先，可能始于 直立人，才通过学会烹饪才得以实现。
脑体比
这项研究的意见不一。哈佛大学的 Richard Wrangham 喜欢这项研究。毕竟，他长期以来一直认为烹饪有助于促进我们大脑的进化。“我喜欢他们的研究，因为这是第一次评论我的提议，即熟食促进了大脑的扩张，”他说。“她们的计算看起来是合理的；她们的总体结论当然与我的观点直接一致。”
但他补充说，Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 没有考虑灵长类动物所吃的食物的种类。她们假设，生食动物性食物，如肉、脑、骨髓和鱼，提供的额外卡路里不足以打破类人猿面临的限制，Wrangham 同意她们的看法。但其他科学家却不这么认为。
苏黎世大学研究大脑大小进化的 Karin Isler 对这项研究并不完全信服，特别是鉴于 Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel 没有考虑物种饮食的质量。“由于其他大型类人猿雌性实际上比人类女性小，“整个论点主要基于大猩猩，”Isler 说。大猩猩吃很多叶子，必须花更多的时间进食才能从中提取与饮食不同的类人猿相同的卡路里。这一点就可能解释为什么它们的大脑没有变大。转向动物蛋白和脂肪是否能在无需引入烹饪的情况下解释人类大脑的增大？这项研究在这两个问题上都没有给出答案。
Wrangham 显然不这么认为，但他表示，我们需要更多的研究来解决这个问题，包括对灵长类动物消化生食动物性食物的速度进行一些估计。
参考：Fonseca-Azevedo 和 Herculano-Houzel。2012。代谢限制对人类进化中的身体大小和大脑神经元数量的权衡施加限制。PNAS http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1206390109
图片：大猩猩图片来自 Jarapet；图表来自论文
