Как у слонов развился такой большой мозг? Частично ответ — в изменении климата

Слоны давно привлекают наше внимание не только размерами, но и сложным поведением, которое иногда напоминает человеческие чувства, например, использование инструментов и переживание утраты.

Их эволюционная история во многом параллельна человеческой: предки слонов, как и наши, возникли в Африке, а их потомки, включая мамонтов, расселились по другим континентам. В процессе у них развился самый крупный мозг среди наземных животных — около 5 кг (для сравнения, мозг человека весит 1.4 кг).

Долгое время причина этого оставалась загадкой, несмотря на богатую летопись окаменелостей (почти 300 видов). Теперь, благодаря современным методам сканирования и статистической реконструкции признаков предков, международная команда ученых за шесть лет построила первую точную временную шкалу эволюции мозга в линии слонов. Результаты опубликованы в Scientific Reports.

Ключевой вывод: Значительную роль сыграло изменение климата, наряду с другими экологическими потрясениями, вторжением конкурентов и новых хищников.

Связь с климатом

Исследование показало, что размер мозга у предков слонов увеличивался двумя скачками — примерно 26 и 20 миллионов лет назад. Коэффициент энцефализации (относительный размер мозга с поправкой на тело) удваивался в каждый из этих периодов.

Эти скачки совпали с серьезными экологическими изменениями в Африке:

• 26 млн лет назад: Первое оледенение Антарктиды вызвало глобальное иссушение климата. Африканские тропические леса превратились в саванны и пустыни.
• 20 млн лет назад: Климат снова стал теплее и влажнее. Кроме того, из-за дрейфа континентов возник сухопутный мост между Африкой и Азией (через Левант), что позволило вторгнуться новым травоядным конкурентам и хищникам (предкам современных львов, зебр, носорогов и др.).

Предкам слонов (тогда размером с тапира и с коротким хоботом) пришлось адаптироваться. Ученые предполагают, что больший мозг обеспечил поведенческую гибкость: способность исследовать, мигрировать в поисках пищи, разнообразить рацион, запоминать расположение далеких водопоев в засуху и избегать хищников.

Мозг и размер тела

Эволюции также способствовало увеличение размеров тела слонов. Крупное тело отпугивает хищников, позволяет эффективнее запасать жир, воду и переваривать пищу.

Исследование выявило тесную сопряженную эволюцию размера мозга и тела в линии слонов. Это означает, что большой мозг развивался не только для повышения интеллекта, но и в связи с увеличением тела. Данный факт служит предостережением против упрощенной трактовки: увеличение мозга в эволюционной линии не всегда означает, что отбор шел именно на повышение ума. Мозг мог быть «попутчиком» при отборе на увеличение размеров тела, беременности или другие признаки.

Очевидно, что экологические потрясения, включая изменения климата, а также вторжение новых видов, сыграли ключевую роль в формировании мозга и поведения предков слонов. Это знание помогает понять, как современные виды могут адаптироваться к нынешнему климатическому кризису.