Большой мозг требует больших затрат, показывают исследования на гуппи
Увеличенный мозг может сделать животных умнее, но этот рост размера и способностей имеет свою цену. Об этом свидетельствуют новые данные, опубликованные 3 января в журнале Current Biology, в которых исследователи искусственно отбирали гуппи с большим и малым размером мозга.
Результаты подтверждают идею о том, что большой мозг и повышенные когнитивные способности действительно связаны, что было предметом значительных споров в последние годы, заявил Никлас Колм из Университета Уппсалы в Швеции. Они также представляют одни из первых убедительных доказательств того, что большой мозг, с эволюционной точки зрения, требует больших затрат.
«Мы предоставляем первые экспериментальные доказательства того, что эволюция большего мозга действительно обходится дорого как с точки зрения затрат на кишечник, так и, что более важно, репродуктивной способности», — сказал Колм.
Вместе эти выводы убедительно подтверждают идею о том, что относительные размеры мозга у разных видов формируются в результате баланса между отбором на повышенные когнитивные способности и затратами на большой мозг.
Результаты, полученные на гуппи, имеют важное значение для нас, людей. Ведь одна из самых отличительных черт человеческого мозга — его большой размер относительно остального тела.
«Человеческий мозг составляет всего 2% от общей массы нашего тела, но на него приходится 20% наших общих энергетических потребностей, — сказал Колм. — Это чрезвычайно энергозатратный орган».
Однако поддержка так называемой «гипотезы дорогой ткани» — о том, что существует компромисс между мозгом и энергетическими потребностями других органов и репродукции — ранее исходила только из сравнительных исследований между видами и носила корреляционный характер.
В новом исследовании команда Колма использовала другой подход — внутривидовой. Они отбирали живородящих гуппи с большим и малым мозгом относительно размера их тела. Под таким сильным давлением отбора они обнаружили, что размер мозга может эволюционировать «замечательно быстро».
После отбора гуппи с большим мозгом превзошли своих собратьев с меньшим мозгом в тесте на численное обучение. При большей энергии, направленной на построение мозга, у «умных» рыб — особенно самцов — действительно был меньше кишечник. Они также оставили меньше потомства следующему поколению.
Эти эффекты наблюдались, несмотря на то, что рыбы были обеспечены изобилием пищи. Исследователи говорят, что им интересно посмотреть, что произойдет в будущих экспериментах с рыбами в более конкурентной, полуестественной среде, включающей ограниченные ресурсы и хищников.
Полученные данные позволяют Колму и его коллегам предположить, что относительно небольшой размер семьи у людей и других приматов, не говоря уже о дельфинах и китах, возможно, помог сделать наши большие мозги возможными.