Гиацинтовый ара (Anodorhynchus hyacinthinus). Тристан Баррингтон/Shutterstock

Как обладатели одного из самых больших мозгов в животном мире, мы, люди, часто предполагаем, что когнитивные способности, решение задач и социальные взаимодействия были основными ингредиентами, которые способствовали эволюции нашего сложного мозга.

Наши Новое исследование, недавно опубликованный в Proceedings of the National Academy of Sciences, бросает вызов этому интуитивному предположению.

Вместе с другими биологическими и экологическими факторами когнитивные и социальные факторы теряют свою ведущую роль в увеличении размера мозга. Наоборот, количество родительской заботы, которую получает потомство, поддерживает больший мозг.

Мозги дорогие

Мозг является одним из самых дорогостоящие органы в теле животного – нервная деятельность требует большого количества энергии. Чем больше мозг, тем больше энергии ему нужно, чтобы поддерживать себя.

Биологи уже давно предполагали, что большие затраты должны сопровождаться солидными преимуществами, обеспечиваемыми большим мозгом. Некоторыми из предложенных преимуществ были когнитивные навыки, способность решать сложные проблемы и участвовать в сложных социальных взаимодействиях.

Глядя на людей, человекообразных обезьян и других приматов, казалось, подтверждалось это предположение: наш большой мозг регулярно используется в ситуациях, требующих внимания. креативные решенияИ поддерживать социальную целостность в больших группах.

В этом рассуждении есть одна проблема. Большому мозгу нужно много времени, чтобы вырасти, и пока он это делает, ему все еще нужно значительное количество топлива (даже БОЛЕЕ чем во взрослом возрасте). Они также значительно менее сильны, прежде чем достигнут своего окончательного размера и сложности. Таким образом, растущие животные должны были бы «платить» за растущий мозг, но они не могли бы использовать мощность своего мозга в течение значительного времени.

Исследования мозга птиц

Чтобы решить этот кажущийся парадокс, мы решили отвлечься от млекопитающих, которые традиционно используются в исследованиях мозга, но также почти исключительно изучаются в контексте познания. Вместо этого мы нырнули в мир птиц. Птицы являются удивительными моделями во многих эволюционных исследованиях: они чрезвычайно разнообразны, ведут разнообразный образ жизни и живут почти в все дикие места обитания на Земле.

Размер мозга птиц также сильно различается: от кур с относительно небольшим мозгом и страусов до некоторых из самых умных видов с большим мозгом, таких как попугаи и врановые.

По сравнению с их большим размером тела страусы являются одними из самых маленьких птиц с мозгом. Shutterstock

Обратите внимание, что здесь мы имеем в виду относительный размер мозга. Другими словами, нас интересует размер мозга по отношению ко всему телу животного. Ведь легко иметь большой мозг (в абсолютном выражении), если ты вообще крупное животное. Такое увеличение размера мозга, связанное с размером тела, также не обязательно приведет к улучшению когнитивных функций.

Наш анализ включал более 1,000 видов птиц, для которых у нас были данные о размере мозга. Мы также собрали много других переменных, которые могут иметь отношение к потенциальным факторам, влияющим на размер мозга: климат, в котором живет каждый вид; является ли он мигрирующим или нет; как он питается и каков его основной источник пищи.

Что наиболее важно, для всех включенных видов мы смогли найти записи о том, насколько они общительны и склонны к сотрудничеству, и сколько родительской заботы они оказывали своим потомкам.

Это начинается в гнезде

Наш анализ показал, что в сочетании со всеми включенными переменными социальные факторы лишь слабо связаны с вариациями размера мозга у птиц.

Выяснилось, что сотрудничество и проживание в больших группах — обстоятельства, которые, как обычно считается, тесно связаны с большим и сложным мозгом — почти не имеют значения как причины исключительного умственного развития.

Из всех проанализированных видовых признаков только те, которые непосредственно связаны с родительской заботой и обеспечением потомства, показали тесную связь с размером мозга. Наши данные показали, что виды, которые кормили своих детенышей в течение более длительного времени, были видами с одними из самых больших мозгов (опять же, по отношению к размеру тела).

Большое значение имел и стиль разработки. Птиц можно легко разделить на две большие группы. Скороспелые виды - это те, у которых детеныши вылупляются из яиц, которые уже относительно хорошо развиты (например, куры, утки, гуси), практически не требующие кормления.

Птицы-птицы рождаются беспомощными, но длительное кормление их родителями позволяет им увеличивать мозг. Shutterstock

Чешуйчатые птицы, напротив, вылупляются сильно недоразвитыми. Обычно их детеныши слепые, голые и полностью зависят от родительской заботы. В эту группу входят некоторые из самых известных групп птиц, с которыми мы сталкиваемся каждый день, такие как воробьи, синицы, малиновки и зяблики.

Поскольку альтрициальные птицы получают относительно больше заботы от своих родителей, мы предсказали, что у них также должна быть возможность развить больший мозг — закономерность, которую мы ясно видим в наших данных.

Даже несмотря на то, что с точки зрения других существующих гипотез (таких как «гипотеза социального мозга», упомянутая ранее), наши результаты не лишены смысла.

Как было сказано ранее, мозг является огромным потребителем энергии. Если эта энергия не может быть обеспечена обычным путем (из-за того, что у детеныша недоразвит мозг и он не может самостоятельно питаться), она должна быть обеспечена родительским питанием.

Пошла ли эволюция человеческого мозга по пути птицы?

Наши результаты поднимают интересный вопрос: следовала ли эволюционная история мозга млекопитающих и человека одной и той же логике? Зависит ли это больше от родительской заботы, чем от расширения социального поведения и совместных взаимодействий?

Вероятно, да. Существуют доказательства того, что значительное ускорение эволюции размеров человеческого мозга было связано с увеличено количество сиделок и длительное обеспечение несовершеннолетних в подростковом возрасте.

Также кажется, что размер мозга млекопитающих действительно ограничен количеством энергии, которую матери могут передать своему потомству до отлучения от груди. Когда дело доходит до большого мозга, кажется, что родительская любовь и забота важнее любого последующего обучения.

Об авторе

Шимек Дробняк, сотрудник DECRA, UNSW Сидней

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_science