Ένα μακάο υάκινθος (Anodorhynchus hyacinthinus). Tristan Barrington/Shutterstock

Ως ιδιοκτήτες μερικών από τους μεγαλύτερους εγκεφάλους στο ζωικό βασίλειο, εμείς οι άνθρωποι συχνά υποθέτουμε ότι η γνωστική απόδοση, η επίλυση εργασιών και οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις ήταν τα βασικά συστατικά που προώθησαν την εξέλιξη του πολύπλοκου εγκεφάλου μας.

Τα νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, αμφισβητεί αυτή τη διαισθητική υπόθεση.

Σε συνδυασμό με άλλους βιολογικούς και οικολογικούς παράγοντες, οι γνωστικοί και κοινωνικοί παράγοντες χάνουν τον πρωταγωνιστικό τους ρόλο στην αύξηση του μεγέθους του εγκεφάλου. Αντίθετα, είναι η ποσότητα της γονικής φροντίδας που λαμβάνουν οι απόγονοι που υποστηρίζει έναν μεγαλύτερο εγκέφαλο.

Οι εγκέφαλοι είναι ακριβοί

Ο εγκέφαλος είναι ένας από τους περισσότερους δαπανηρά όργανα στο σώμα ενός ζώου – η νευρική δραστηριότητα απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Όσο μεγαλύτερος είναι ο εγκέφαλος, τόσο περισσότερη ενέργεια χρειάζεται για να συντηρηθεί.

Οι βιολόγοι έχουν από καιρό υποθέσει ότι αυτό το μεγάλο κόστος πρέπει να συνοδεύεται από ορισμένα σταθερά οφέλη που παρέχονται από το να είσαι μεγάλος εγκέφαλος. Μερικά από τα προτεινόμενα πλεονεκτήματα ήταν οι γνωστικές δεξιότητες, η ικανότητα επίλυσης δύσκολων προβλημάτων και η συμμετοχή σε σύνθετες κοινωνικές αλληλεπιδράσεις.

Κοιτάζοντας ανθρώπους, μεγάλους πιθήκους και άλλα πρωτεύοντα φάνηκε να επιβεβαιώνει αυτή την υπόθεση: οι μεγάλοι εγκέφαλοί μας χρησιμοποιούνται συνήθως σε καταστάσεις που απαιτούν δημιουργικές λύσεις, Και διατήρηση της κοινωνικής ακεραιότητας σε μεγάλες ομάδες.

Υπάρχει ένα πρόβλημα με αυτό το σκεπτικό. Οι μεγάλοι εγκέφαλοι χρειάζονται πολύ χρόνο για να αναπτυχθούν και ενώ το κάνουν, εξακολουθούν να χρειάζονται σημαντικές ποσότητες καυσίμου (ακόμη και περισσότερο παρά στην ενήλικη ζωή). Είναι επίσης σημαντικά λιγότερο ισχυρά πριν φτάσουν στο τελικό τους μέγεθος και πολυπλοκότητα. Τα αναπτυσσόμενα ζώα θα έπρεπε επομένως να «πληρώσουν» για την ανάπτυξη του εγκεφάλου, αλλά δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τη δύναμη του εγκεφάλου για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Έρευνες εγκεφάλου πουλιών

Για να λύσουμε αυτό το προφανές παράδοξο, αποφασίσαμε να κοιτάξουμε μακριά από τα θηλαστικά, τα οποία παραδοσιακά χρησιμοποιούνται στην έρευνα του εγκεφάλου - αλλά έχουν επίσης σχεδόν αποκλειστικά μελετηθεί στο πλαίσιο της γνωστικής λειτουργίας. Αντίθετα, βουτήξαμε στον κόσμο των πουλιών. Τα πουλιά είναι καταπληκτικά μοντέλα σε πολλές εξελικτικές μελέτες: είναι εξαιρετικά διαφορετικά, έχουν ένα ευρύ φάσμα τρόπων ζωής και ζουν σχεδόν σε όλους τους άγριους βιότοπους στη Γη.

Τα μεγέθη του εγκεφάλου των πτηνών ποικίλλουν επίσης σε μεγάλο βαθμό, από σχετικά μικρόψυχα κοτόπουλα και στρουθοκάμηλους έως μερικά από τα πιο έξυπνα είδη με μεγάλο εγκέφαλο, όπως οι παπαγάλοι και οι κορφοί.

Σε σχέση με το μεγάλο σωματικό τους μέγεθος, οι στρουθοκάμηλοι συγκαταλέγονται στα πτηνά με το μικρότερο μυαλό. Shutterstock

Σημειώστε ότι εδώ αναφερόμαστε στο σχετικό μέγεθος του εγκεφάλου. Με άλλα λόγια, μας ενδιαφέρει το μέγεθος του εγκεφάλου σε σχέση με ολόκληρο το σώμα του ζώου. Άλλωστε είναι εύκολο να έχεις μεγάλο εγκέφαλο (σε απόλυτες τιμές) αν είσαι μεγαλόσωμο ζώο γενικά. Τέτοιες αυξήσεις στο μέγεθος του εγκεφάλου που σχετίζονται με το μέγεθος του σώματος επίσης δεν θα οδηγούσαν απαραίτητα σε βελτιωμένη γνωστική λειτουργία.

Η ανάλυσή μας περιελάμβανε περισσότερα από 1,000 είδη πτηνών για τα οποία είχαμε δεδομένα για το μέγεθος του εγκεφάλου. Συλλέξαμε επίσης πολλές άλλες μεταβλητές που μπορεί να είναι σχετικές ως πιθανοί οδηγοί του μεγέθους του εγκεφάλου: το κλίμα στο οποίο ζει κάθε είδος. αν είναι μεταναστευτικό ή όχι? πώς τρέφεται και ποια είναι η κύρια πηγή τροφής του.

Το πιο σημαντικό, για όλα τα είδη που περιλαμβάνονται, μπορέσαμε να βρούμε αρχεία σχετικά με το πόσο κοινωνικοί και συνεργάσιμοι ήταν και πόση γονική φροντίδα παρείχαν στους απογόνους τους.

Ξεκινά στη φωλιά

Η ανάλυσή μας αποκάλυψε ότι, σε συνδυασμό με όλες τις συμπεριλαμβανόμενες μεταβλητές, οι κοινωνικοί παράγοντες σχετίζονταν μόνο ασθενώς με τη διακύμανση του μεγέθους του εγκεφάλου στα πτηνά.

Αποδείχθηκε ότι η συνεργασία και η ζωή σε μεγαλύτερες ομάδες –οι περιστάσεις που συνήθως υποτίθεται ότι συνδέονται στενά με μεγάλους και πολύπλοκους εγκεφάλους– σχεδόν δεν έπαιρναν σημασία ως αιτίες εξαιρετικής εγκεφαλικότητας.

Από όλα τα χαρακτηριστικά των ειδών που αναλύθηκαν, μόνο εκείνα που συνδέονται άμεσα με τη γονική φροντίδα και την παροχή απογόνων έδειξαν ισχυρές σχέσεις με το μέγεθος του εγκεφάλου. Τα δεδομένα μας έδειξαν ότι τα είδη που τάιζαν τα μικρά τους για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα ήταν είδη με μερικούς από τους μεγαλύτερους εγκεφάλους (και πάλι, σε σχέση με το μέγεθος του σώματος).

Το στυλ ανάπτυξης είχε επίσης μεγάλη σημασία. Τα πουλιά μπορούν εύκολα να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες. Τα πρώιμα είδη είναι εκείνα όπου τα νεαρά εκκολάπτονται από αυγά που είναι ήδη σχετικά καλά αναπτυγμένα (όπως κοτόπουλα, πάπιες, χήνες), που απαιτούν ελάχιστη έως καθόλου τροφή.

Τα Altricial πουλιά γεννιούνται αβοήθητα, αλλά το να τρέφονται για μεγάλες περιόδους από τους γονείς τους τους επιτρέπει να μεγαλώσουν το μυαλό τους. Shutterstock

Αντίθετα, τα πουλιά Altricial εκκολάπτονται πολύ υπανάπτυκτα. Συνήθως τα νεογνά τους είναι τυφλά, γυμνά και εξαρτώνται πλήρως από τη φροντίδα των γονιών τους. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει μερικές από τις πιο γνωστές ομάδες πουλιών που συναντάμε καθημερινά, όπως σπουργίτια, βυζιά, κοκκινολαίμηδες και σπίνους.

Επειδή τα altricial πουλιά λαμβάνουν σχετικά περισσότερη φροντίδα από τους γονείς τους, προβλέψαμε ότι θα μπορούσαν επίσης να εξελίξουν μεγαλύτερους εγκεφάλους – ένα μοτίβο που βλέπουμε ξεκάθαρα στα δεδομένα μας.

Ακόμα κι αν αποτελούν πρόκληση από την άποψη άλλων υπαρχουσών υποθέσεων (όπως η «υπόθεση του κοινωνικού εγκεφάλου» που αναφέρθηκε προηγουμένως), τα αποτελέσματά μας έχουν πολύ νόημα.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι εγκέφαλοι είναι τεράστιοι καταναλωτές ενέργειας. Εάν αυτή η ενέργεια δεν μπορεί να παρασχεθεί με τον συνήθη τρόπο (επειδή ένα ανήλικο έχει υπανάπτυκτο εγκέφαλο και δεν μπορεί να τραφεί ανεξάρτητα), πρέπει να παρέχεται από τη γονική σίτιση.

Η εξέλιξη του ανθρώπινου εγκεφάλου ακολούθησε το μονοπάτι των πουλιών;

Τα αποτελέσματά μας εγείρουν ένα ενδιαφέρον ερώτημα - η εξελικτική ιστορία του εγκεφάλου θηλαστικών και ανθρώπων ακολούθησε την ίδια λογική; Εξαρτήθηκε περισσότερο από τη γονική μέριμνα παρά από τη διεύρυνση των κοινωνικών συμπεριφορών και των συνεργατικών αλληλεπιδράσεων;

Μάλλον ναι. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η μεγάλη επιτάχυνση της εξέλιξης σε μέγεθος ανθρώπινου εγκεφάλου συνδέθηκε με αυξημένος αριθμός φροντιστών και παρατεταμένη παροχή ανήλικων ήδη στην εφηβεία τους.

Φαίνεται επίσης ότι το μέγεθος του εγκεφάλου των θηλαστικών περιορίζεται πράγματι από την ποσότητα ενέργειας που μπορούν να μεταφέρουν οι μητέρες στους απογόνους τους μέχρι τον απογαλακτισμό. Όταν πρόκειται για μεγάλο εγκέφαλο, φαίνεται ότι η αγάπη και η φροντίδα των γονέων προηγούνται κάθε μεταγενέστερης μάθησης.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Σζίμεκ Ντρόμπνιακ, Συνεργάτης DECRA, UNSW Σίδνεϊ

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_επιστήμη