NaturaPrzyrodaŚrodowisko

Mózgi ssaków: nowe badania pokazują, że większe nie zawsze znaczy mądrzejsze

Słoń

Jeśli przyjaciel chwali się, że ma psa z „dużym mózgiem”, prawdopodobnie nie zapytamy „w stosunku do czego?”.

Można by po prostu założyć, że nasz przyjaciel uważa, że ​​jego pies jest całkiem sprytny.

Ale czy zawsze mamy rację, utożsamiając duże mózgi z większą inteligencją?

W badaniu opublikowanym w Science Advances, opisano, że związek między dużymi mózgami a „inteligencją” w ewolucji ssaków nie jest tak prosty, jak można by przypuszczać.

Kluczowym problemem jest to, że w kategoriach ewolucyjnych „duży mózg” nie odnosi się tylko do absolutnej wielkości mózgu.

Raczej mówimy o ssakach jako o dużych mózgach, gdy ich objętość mózgu jest duża w stosunku do masy ciała.

Istnieje wiele przykładów inteligentnych zwierząt, które ze względu na swój rozmiar mają również duże mózgi.

Ludzie są szczególnie skrajnym przypadkiem; nasze mózgi są około siedem razy większe niż oczekiwano dla zwierzęcia naszych rozmiarów.

Psy są również znane z dużych mózgów i inteligentnych, podobnie jak wieloryby, delfiny i słonie.


Wykres wielkości od mózgu do ciała, ukazujący ludzi i homininy (gatunki przodków ludzi) w kolorze czerwonym, delfiny w kolorze czarnym, inne zębowce w kolorze szarym, niedźwiedzie w kolorze niebieskim oraz foki i lwy morskie w kolorze fioletowym.

Ta równoważność wielka równa się inteligentna została również zastosowana w badaniach nad ewolucją rozmiarów mózgu ssaków przy założeniu, że stosunkowo duże mózgi ssaków ewoluują w sytuacjach, w których dobór naturalny sprzyja większej inteligencji.

Ale co, jeśli to nie rozmiar mózgu stał się większy, ale rozmiar ciała, który stał się mniejszy?

Aby zbadać to pytanie, zebrano największy zestaw danych o masach mózgu i ciała ssaków z istniejącej literatury.

W sumie zebraliśmy dane dotyczące wielkości 1400 gatunków ssaków, w tym 107 skamieniałości.

Następnie stworzyliśmy drzewo ewolucyjne dla tych gatunków.

To pozwoliło nam zapytać, w jaki sposób rozmiar mózgu i ciała były ze sobą powiązane w trakcie ewolucji ssaków, począwszy od okresu przed wyginięciem dinozaurów.


Ewolucyjne drzewo ssaków – różne kolory reprezentują grupy gatunków, które mają podobny związek wielkości ciała z mózgiem.

Analiza ujawniła mieszany zestaw ewolucyjnych trajektorii w zakresie rozmiarów mózgu i ciała.

Na przykład słonie są duże, mają duże mózgi, a także są znane jako bardzo inteligentne.

Zauważono, że ta kombinacja powstała w wyniku jeszcze większego wzrostu rozmiaru mózgu słoni, niż oczekiwano przy ich dużych rozmiarach ciała.

W przeciwieństwie do tego, ewolucyjne linie genealogiczne ludzi i delfinów – zarówno wśród ssaków o największych mózgach na Ziemi – były szczególnie wyjątkowe pod względem posiadania większych mózgów, ale mniejszych ciał w porównaniu z ich bliskimi krewnymi (szympansy i goryle w przypadku ludzi; inne zębowce w przypadku delfinów).

Ta niezwykła kombinacja sprawia, że ​​ich mózgi są spektakularnie duże wśród ssaków.

Co ciekawe, niektóre ssaki, o których wiadomo, że są bardzo inteligentne, przeszły silniejszą selekcję naturalną w odniesieniu do rozmiaru ciała niż rozmiaru mózgu.

Na przykład lew morski kalifornijski, znany ze swoich sprytnych sztuczek cyrkowych, ma niezwykle mały mózg w stosunku do masy ciała.

Dzieje się tak, ponieważ gdy ewolucyjni przodkowie fok i lwów morskich zaczęli żyć w wodzie, ewolucja sprzyjała masowemu zwiększaniu rozmiarów ciała – być może w celu zachowania ciepła ciała, odpędzania drapieżników, takich jak rekiny, lub bardziej ogólnie, ponieważ grawitacja jest mniejszą przeszkodą dla duże rozmiary ciała w wodzie niż w powietrzu.

Oznacza to, że względny rozmiar mózgu lwów kalifornijskich jest znacznie mniejszy niż oczekiwano, biorąc pod uwagę ich inteligencję.

Więc jak oni są tacy sprytni?

Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że pomimo stosunkowo mniejszego rozmiaru mózgu w porównaniu z ich bliskimi krewnymi, kalifornijskie lwy morskie mają do czterech razy większą objętość przeznaczoną na obszary mózgu, które wspierają inteligentne zachowania, takie jak nauka skomplikowanych sztuczek.

Wydaje się, że są one znacznie mądrzejsze niż inne ssaki o porównywalnej wielkości mózgu, takie jak niedźwiedzie, i pokazuje, dlaczego lwy morskie mogą uczyć się umiejętności, które nie należą do ich wrodzonego repertuaru zachowań, takich jak wydawanie dźwięków na polecenie.

Ewolucyjne przewroty

Analiza ujawniła również, że katastrofalne wydarzenia w historii ewolucji pozostawiły swoje znamiona w mózgach ssaków.

Na przykład po wyginięciu dinozaurów 66 milionów lat temu nastąpiło przyspieszenie wzrostu rozmiaru mózgu w stosunku do masy ciała.

Badacze uważają, że może to wynikać z faktu, że wiele ssaków znalazło nowe siedliska do życia, w których wcześniej zamieszkiwały dinozaury, często wymagające nowych adaptacji zarówno pod względem wielkości mózgu, jak i ciała.

Innym intrygującym wzorcem jest znaczna zmiana relacji między rozmiarami mózgu i ciała między 30 a 23 milionami lat temu, kiedy Ziemia gwałtownie się ochłodziła i nastąpiły pewne duże zmiany ewolucyjne (takie jak ewolucja fok i lwów morskich).

Niektóre z tych zmian pozostawiły dziedzictwo, które przetrwało do dziś.

Doprowadziły do ​​powstania mózgów niektórych z największych (słonie i wieloryby) i najmniejszych (nietoperze i ryjówki) mózgów ssaków na Ziemi.

Biorąc pod uwagę, że ewolucja rozmiaru mózgu i inteligencji jest jeszcze bardziej złożona, niż sobie wyobrażaliśmy, jak możemy spróbować ją lepiej zrozumieć?

Zdecydowanie należy wziąć pod uwagę ewolucyjne podłoże współczesnych ssaków.

Jednak ważne jest również, aby zrozumieć, w jaki sposób różne części mózgu ewoluują względem siebie.

Na przykład ludzie i delfiny mają nie tylko ogólnie duże mózgi, ale także zdumiewająco dużą korę nową, która jest siłą napędową inteligencji ssaków.

W międzyczasie, następnym razem, gdy twój przyjaciel chwali się swoim psem o dużym mózgu, przypomnij mu, że rozmiar to nie wszystko.

Autorzy badania: Vera Weisbecker, profesor nadzwyczajny, Flinders University i Jeroen Smaers, profesor nadzwyczajny, Stony Brook University (The State University of New York)

Źródło: Science Advances