Размер мозга по отношению к телу млекопитающих изменялся за 150 млн лет

Размер мозга млекопитающих по отношению к размеру тела не был стабилен в течение эволюционного времени — 150 млн лет, выяснили ученые Университета Стоуни-Брук, 30 апреля результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Ученые из Университета Стоуни-Брук и Института поведения животных Макса Планка собрали информацию о том, как размер мозга и тела развивался у млекопитающих за последние 150 миллионов лет.

Международная группа из 22 исследователей, включая биологов, эволюционных статистиков и антропологов, изучала массу мозга 1400 живых и уже вымерших млекопитающих. Рассматривали 107 исследованных окаменелостей, в том числе древних китов и самый древний череп обезьян Старого Света среди всех известных. Они изучали данные об эндокраниальных объемах черепов, а не данные о массе мозга. Полученные измерения мозга изучили вместе с размером тела, чтобы потом сравнить произошедшие изменения с мозгом и телом млекопитающих в течение глубокого эволюционного времени.

«Большим сюрпризом было то, что большая часть изменений в относительном размере мозга млекопитающих, которые живут сегодня, может быть объяснена изменениями, которые их родовые линии прошли после массового вымирания и других катастрофических событий», — говорит Джерун Смайерс, эволюционный биолог, адъюнкт-профессор антропологии в Университете Стоуни Брук, и первый автор исследования. «Это включает в себя эволюцию мозга крупнейших млекопитающих, таких как дельфины, слоны и большие обезьяны, … после изменения климата 23-33 миллионов лет назад», — сказал он.

Исследование показало, «большой мозг» людей, дельфинов и слонов, например, достигли своих пропорций каждый по-своему. Слоны увеличились в размерах тела, но удивительно, что еще больше вырос и их мозг. Дельфины же развивались иначе: уменьшился их размер тела при одновременном росте размера мозга. Великие обезьяны показали большое разнообразие размеров тела, с основной тенденцией к увеличению размера мозга и тела. Например, родовые гоминины, предки человеческой линии со временем достигли относительного уменьшения размера тела и увеличения размера мозга по сравнению с великими обезьянами.

Авторы исследования считают, что эти сложные модели призывают пересмотреть глубоко укоренившуюся парадигму, что сравнение размера мозга с размером тела для любого вида показывает меру интеллекта вида.

Смайерс подчеркнул: «На первый взгляд, важность учета эволюционной траектории размера тела может показаться неважной. В конце концов, многие из крупных млекопитающих, таких как слоны, дельфины и большие обезьяны также имеют высокий размер мозга к телу. Но это не всегда так. Калифорнийский морской лев, например, имеет низкий относительный размер мозга, противоречит их замечательному интеллекту».

Учитывая эволюционную историю, данное исследование показывает, что калифорнийский морской лев сейчас имеет низкий размера мозга к телу из-за сильного избирательного давления на размер тела, потому, что водные хищники диверсифицированы в полуводную нишу. То есть они имеют низкий относительный размер мозга из-за отбора на увеличение размера тела, а не из-за отбора на уменьшенный размер мозга.

«Мы опровергли давнюю догму, из-за которой относительный размер мозга путали с интеллектом»,— говорит Камран Сафи, научный сотрудник Института поведения животных Макса Планка и старший автор исследования. «Иногда относительно большой мозг может быть конечным результатом постепенного уменьшения размера тела в соответствии с новой средой обитания или способом перемещения, другими словами, с чем-то, не имеющим ничего общего с интеллектом».

Исследование также установило, что в основном изменения в размерах мозга произошли вследствие двух катастрофических событий в истории Земли: массового вымирания 66 миллионов лет назад и климатического перехода 23-33 миллиона лет назад.

«Соотношение размеров мозга и тела, безусловно, не зависит от эволюции интеллекта»,— резюмирует Смайерс.