Ученые обнаружили неожиданное предназначение мозга

За последние два миллиона лет человеческий мозг увеличился примерно в три раза. Та же картина — у слонов и дельфинов. Правда, как выяснила на днях международная группа ученых, причины тому другие. Для чего животным большой мозг и коррелируют ли его размеры с интеллектом — в материале РИА Новости.

У каждого свое решение

Биологи, эволюционные статистики и антропологи из семи стран пришли к выводу, что у каждого вида объем мозга — точнее, его отношение к размерам тела — изменялся по-разному. И не всегда это приводило к увеличению или снижению когнитивных способностей.

Ученые сравнили массу мозга 1400 видов млекопитающих, в том числе и вымерших. Для этого изучили у 107 окаменелостей эндокраны — рельефы на внутренней стороне черепной коробки, отражающие рисунок крупных борозд и извилин.

Выяснилось, что параметры мозга и тела в целом у млекопитающих резко изменились после двух катастрофических событий в истории Земли — массового вымирания и изменения климата 66 и 23-33 миллиона лет назад соответственно.

После исчезновения огромного количества видов в конце мелового периода у грызунов, летучих мышей и хищников увеличились размеры мозга и туловища. Причина здесь в том, что они поспешили занять пустые ниши, оставленные вымершими динозаврами. Затем похолодание в позднем палеогене привело к похожим процессам у отдельных видов млекопитающих — тюленей, слонов, медведей, китов и приматов.

У слонов, дельфинов и людей относительные размеры мозга самые большие. Но если мозг слонов увеличивался быстрее, чем тело, дельфины, наоборот, со временем становились миниатюрнее, пропорционально изменялся у них и мозг. У ранних гоминин, от которых впоследствии произошли люди, тело уменьшалось, а мозг рос по сравнению с другими человекообразными обезьянами.

Слоны, дельфины и человек считаются животными с самой большой относительной массой мозга. При этом у слонов и дельфинов абсолютный размер этого органа больше, чем у людей

Исследователи отметили: не всегда отношение объема мозга к размерам туловища коррелирует с уровнем интеллекта. Так, у калифорнийского морского льва мозг довольно небольшой, а умственные способности — выдающиеся. Это результат естественного отбора по размеру тела в нише полуводных видов.

Встроенный обогреватель

Немногие виды могут позволить себе большой мозг. Нейроны потребляют огромное количество энергии, и их рост должен иметь эволюционные преимущества.

Как выяснили южноафриканские, японские и американские исследователи, мозг китов, дельфинов и морских свиней генерирует тепло и таким образом поддерживает постоянную собственную температуру.

За это отвечают митохондрии в клетках. В них исследователи обнаружили особые белки — термогенины, которые обеспечивают превращение энергии, полученной при окислении органических элементов, непосредственно в тепло. Особенно много клеток с такими белками в сером веществе коры головного мозга.

Кроме того, в ней выявили повышенное количество норадренергических синапсов. Известно, что именно под действием норадреналина выделяется тепло в бурой жировой ткани животных, обитающих в холодных регионах. Термогенинов в ней тоже много.

Основываясь на этих данных, ученые предполагают: такой крупный мозг развился не для того, чтобы решать сложные задачи, а чтобы обогревать тело. Это своеобразная адаптация для жизни в холодной воде.

Тем более что размеры мозга у китообразных стали резко увеличиваться около 34–30 миллионов лет назад. Как раз в это время на Земле началось значительное похолодание, температуры вод мирового океана понизились. Антарктида, а затем и Арктика покрылись льдами. Площадь поверхности мозга у древних китов археоцетов выросла с 50 квадратных сантиметров до 1500 и даже 14000 квадратных сантиметров у современных видов.

Жизнь заставила

Человек — единственный вид, у которого относительная масса мозга больше, чем у китов и дельфинов. И увеличение мозга — примерно в три раза за последние два миллиона лет — скорее всего, связано с уровнем интеллекта, считают ученые. Правда, благодаря чему этот орган получился таким большим и умным, специалисты спорят до сих пор.

По мнению британских исследователей, причин тут две: необходимость более эффективно добывать пищу и желание активнее сотрудничать с соплеменниками.

Такой вывод специалисты сделали после небольшого виртуального эксперимента. Они разработали компьютерную модель "колыбели человечества" и населили ее обезьянолюдьми. Каждая особь обладала уникальным набором характеристик, в числе которых — масса тела и мозга, определенные способности и энергетические потребности.

График показывает увеличение размеров мозга у приматов — от древней человекообразной обезьяны до Homo sapiens. Сейчас существует три основных гипотезы, почему он начал расти. Первая предполагает, что этот процесс стал результатом сложностей с добыванием пищи. Вторая ставит во главу угла социальные факторы — конкуренцию за самок и необходимость общаться с сородичами. Защитники третьей гипотезы, создавшие модель "колыбели человечества", указывают, что увеличение мозга произошло благодаря комбинации всех этих факторов

Затем их разделили на три группы, и каждая жила по собственным законам. Первая должна была подтвердить или опровергнуть теорию о том, что размер человеческого мозга вырос из-за того, что нашим предкам сложнее доставалась пища. Вторая группа обезьянолюдей воплощала гипотезу о социальном происхождении мозга. Ее защитники считают, что он увеличился благодаря конкуренции за внимание самок и необходимости совместно добывать еду.

Оставшиеся обезьянолюди жили в смешанной виртуальной реальности — для них социальные и экологические факторы играли одинаковую роль. Несколько дней ученые следили за компьютерными "эволюциями" и сравнивали их между собой. Оказалось, что увеличение мозга человека нельзя объяснить чем-то одним. Необходимо сочетание как минимум нескольких факторов. Так, выдавливание наших предков в саванну и необходимость добывать пищу в непривычных условиях ответственны примерно за 60 процентов роста мозга. Нужда в общении с сородичами спровоцировала его увеличение на 30 процентов. А еще десять связаны с конкуренцией между племенами древних людей.

Все это, как отмечают исследователи, хорошо объясняет, почему другие виды приматов так и не обрели разум. В их эволюции социальные связи и жизнь в обществе себе подобных имели куда большее значение.