Мозги китов и дельфинов специализированы для производства тепла, а не для интеллекта

Научные данные показывают, что большие мозги китов и дельфинов обладают особенностями, адаптированными для выработки тепла.

У китов и дельфинов самые большие мозги на планете, некоторые из них весят более восьми килограммов — в шесть раз больше, чем средний человеческий мозг.

Эти огромные мозги часто приводят как доказательство высокого интеллекта этих млекопитающих. Однако означает ли их большой размер мозга наличие таких же или лучших умственных способностей, как у человека?

Научные данные из исследования под руководством профессора Пола Мэнджера из Школы анатомических наук Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге (ЮАР) указывают, что большие мозги китов и дельфинов лишены разнообразия, гибкости и адаптивности психических процессов и поведения, присущих человеку. Вместо этого их крупные мозги эволюционировали, чтобы согревать эти органы в ледяных океанических температурах. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

«В воде млекопитающие теряют тепло в окружающую среду в 90 раз быстрее, чем мы в воздух, — говорит Мэнджер. — Мозг всех млекопитающих производит тепло независимо от механизмов теплопродукции тела. Это тепло необходимо, чтобы их нейроны оставались достаточно тёплыми для эффективной работы».

Мозг китов и дельфинов стал исключительно большим около 32 миллионов лет назад — через 20 миллионов лет после того, как они стали полностью водными, и примерно в то время, когда произошло значительное падение температуры океанской воды по всей планете.

Даже небольшое падение температуры мозга делает многие нейроны неактивными, сильно снижая умственную деятельность. Мэнджер и его команда предположили, что если изменения температуры воды привели к появлению больших мозгов у китов и дельфинов, то в их мозге должна существовать специализированная система производства тепла, не встречающаяся в мозге других млекопитающих.

«Мы обнаружили, что большинство клеток, формирующих мозг китов и дельфинов, имеют внутреннюю химию, необходимую для функционирования в качестве собственных нагревательных элементов мозга», — говорит Мэнджер, который ещё в 2006 году предположил, что большой размер мозга китов и дельфинов является адаптивной эволюционной реакцией на вызовы жизни в холодной водной среде. — «Этих "нагревательных элементов" гораздо меньше в мозге наземных млекопитающих, таких как близкородственные бегемоты, свиньи, буйволы, верблюды и антилопы».

Мэнджер и его коллеги обнаружили три необычные, или специализированные, особенности системы производства тепла в мозге китов и дельфинов.

1. Около 90% нейронов в их мозге содержат белки, называемые разобщающими белками. Эти белки делают выработку энергии в клетках очень неэффективной, выделяя тепло вместо производства АТФ, необходимого для нормальных функций нейронов. У близкородственных видов, таких как речной бегемот, эти белки содержатся лишь в 35% нейронов.
2. У китов и дельфинов 30–70% глиальных клеток (клеток, поддерживающих функцию нейронов) содержат разобщающие белки. У других близкородственных видов эти глиальные клетки, по-видимому, не содержат разобщающих белков в легко обнаруживаемых количествах.
3. Нервные окончания, содержащие нейрохимическое вещество норадреналин (которое контролирует концентрацию и активность разобщающих белков), примерно на 30% плотнее в мозге китов и дельфинов по сравнению с близкородственными видами.

«Эти новые данные, объединённые с нашим текущим пониманием структуры и функции мозга китов и дельфинов, указывают на то, что их мозг специализирован для термогенеза, вероятно, в ответ на холодную водную среду, а не для интеллектуальных функций», — говорит Мэнджер.

Хотя мысль о том, что киты и дельфины не кажутся умнее среднего млекопитающего, может отрезвлять, Мэнджер и его команда считают, что для целей сохранения видов крайне важно понимать этих уникальных млекопитающих такими, какие они есть на самом деле, а не такими, какими мы можем их воображать или желать видеть.

«Знание того, насколько центральное значение для их выживания имеет температура воды, может позволить нам понять, что произойдёт с определёнными видами китов и дельфинов во время неизбежного повышения температуры океана, связанного с антропогенным изменением климата, — говорит Мэнджер. — Вполне возможно, что некоторые виды могут погибнуть от перегрева, став жертвами глобального потепления. Это понимание может позволить нам направить наши усилия наиболее подходящим образом, чтобы обеспечить будущее как можно большего числа видов китов и дельфинов».