Новое исследование заставляет учёных пересмотреть связь между относительным размером мозга и интеллектом млекопитающих

Учёные из Университета Стоуни-Брук и Института поведения животных Общества Макса Планка восстановили временную шкалу эволюции размеров мозга и тела млекопитающих за последние 150 миллионов лет. Результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что относительный размер мозга (по отношению к телу) — долгое время считавшийся индикатором интеллекта животного — не следовал стабильной шкале в ходе эволюции.

Международная команда из 22 учёных, включая биологов, эволюционных статистиков и антропологов, сравнила массу мозга 1400 ныне живущих и вымерших млекопитающих. Для 107 изученных ископаемых — среди них древние киты и самый древний из найденных черепов обезьян Старого Света — использовались данные об эндокраниальном объёме черепа вместо данных о массе мозга. Эти измерения проанализировали вместе с размером тела, чтобы сравнить масштабы изменений мозга и тела в глубоком эволюционном времени.

«Большим сюрпризом стало то, что значительная часть вариаций в относительном размере мозга современных млекопитающих может быть объяснена изменениями, которые их предковые линии претерпели после массового вымирания и других катастрофических событий», — говорит первый автор исследования, эволюционный биолог и доцент антропологии в Университете Стоуни-Брук Йерун Смарс. «Это включает эволюцию самых больших мозгов среди млекопитающих, таких как дельфины, слоны и человекообразные обезьяны, которые все приобрели свои экстремальные пропорции после климатического события 23–33 миллиона лет назад».

Согласно исследованию, «большемозгие» люди, дельфины и слоны, например, достигли своих пропорций разными путями:

• Слоны увеличились в размере тела, но, что удивительно, ещё больше — в размере мозга.
• Дельфины, напротив, в целом уменьшили размер тела, увеличив при этом мозг.
• Человекообразные обезьяны демонстрировали широкий спектр размеров тела с общей тенденцией к увеличению как мозга, так и тела.
• Предки гоминин (линия человека) по сравнению с человекообразными обезьянами показали относительное уменьшение размера тела и увеличение мозга.

Авторы утверждают, что эти сложные паттерны требуют переоценки глубоко укоренившейся парадигмы о том, что сравнение размера мозга с размером тела для любого вида является мерой его интеллекта.

Смарс отмечает: «На первый взгляд, важность учёта эволюционной траектории размера тела может показаться незначительной. В конце концов, многие большемозгие млекопитающие, такие как слоны, дельфины и человекообразные обезьяны, также имеют высокое соотношение мозга к телу. Но это не всегда так. Например, калифорнийский морской лев имеет низкий относительный размер мозга, что контрастирует с его замечательным интеллектом».

Учитывая эволюционную историю, настоящее исследование показывает, что калифорнийский морской лев приобрёл низкое соотношение мозга к телу из-за сильного давления отбора на размер тела, скорее всего, в связи с освоением водными хищниками полуводной ниши. Другими словами, у них низкий относительный размер мозга из-за отбора на увеличение тела, а не на уменьшение мозга.

«Мы опровергли давнюю догму о том, что относительный размер мозга можно приравнять к интеллекту, — говорит старший автор исследования, научный сотрудник Института поведения животных Общества Макса Планка Камран Сафи. — Иногда относительно большой мозг может быть конечным результатом постепенного уменьшения размера тела для приспособления к новой среде обитания или способу передвижения — иными словами, вообще не иметь отношения к интеллекту. Использование относительного размера мозга в качестве показателя когнитивных способностей должно рассматриваться в контексте эволюционной истории животного и нюансов того, как мозг и тело менялись на древе жизни».

Исследование также показало, что большинство изменений в размере мозга произошло после двух катастрофических событий в истории Земли: массового вымирания 66 миллионов лет назад и климатического перехода 23–33 миллиона лет назад.

Авторы приходят к выводу, что попытки по-настоящему понять эволюцию интеллекта потребуют усилий по изучению нейроанатомических особенностей, таких как области мозга, ответственные за высшие когнитивные процессы.

«Соотношение мозга и тела, конечно, не независимо от эволюции интеллекта, — подчёркивает Смарс. — Но на самом деле оно может быть более показательным для общих адаптаций к крупномасштабным экологическим давлениям, выходящим за рамки интеллекта».