Международная исследовательская группа пришла к выводу, что жизнь в суровых климатических условиях привела к увеличению размера мозга у птиц. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Причины развития непропорционально большого мозга у некоторых групп животных — например, у человека — до сих пор остаются не до конца понятными. В числе факторов, которые могут приводить к развитию крупного мозга, называют, например, социальный образ жизни, вклад в потомство и климатические условия. Влияние климата на размер мозга описано в гипотезе «когнитивного буфера» (cognitive buffer hypothesis), согласно которой крупные мозги позволяют их владельцам легче приспосабливаться к изменениям окружающей среды — например, менять места кормления или тип пищи в периоды, когда еды становится мало.
Чтобы проверить эту гипотезу, авторы новой статьи проанализировали данные по размеру мозга и размеру тела у 4744 птиц, относящихся к 1217 видам, живущим на всех континентах в самых разных климатических условиях. Для оценки того, как меняется доступность еды в зависимости от сезона, в анализ включили также данные по продуктивности растений.
Сравнив все эти данные, исследователи показали, что птицы, живущие в регионах с большей сезонной изменчивостью количества пищи (например, в полярных регионах) имеют более крупный мозг, чем птицы, обитающие в областях с ровным климатом (например, в районе экватора). Интересно, что такая корреляция была обнаружена только для трех из четырех включенных в анализ отрядов: воробьинообразных, совообразных и дятлообразных. В отряде курообразных по непонятным причинам такой корреляции не обнаружилось. Возможно, дело в том, что курообразные птицы выживают в регионах с сильной сезонной изменчивостью не за счет пластичности поведения, а за счет каких-то других адаптаций — например, пониженного уровня метаболизма или специализации на «некачественных» типах еды, таких как иголки хвойных деревьев, доступных круглый год.
Затем исследователи провели филогенетическую реконструкцию эволюции размера мозга, чтобы выяснить, действительно ли крупный мозг эволюционировал после того, как птицы заселили регионы с выраженной сезонностью — или же они имели крупный мозг изначально, еще до заселения этих регионов. Иными словами, авторы сравнили правдоподобность двух моделей эволюции: адаптивной и случайной. Оказалось, что наибольшую статистическую поддержку имеет модель адаптивной эволюции, согласно которой крупные мозги эволюционировали в ответ на жизнь в тяжелых климатических условиях. Косвенно это подтверждается также тем, что корреляция крупного мозга с сезонностью климата наблюдалась только у немигрирующих птиц. У видов же, улетающих на зиму в теплые регионы, время, проведенное в областях с высокой сезонностью, не привело к увеличению размера мозга.
В числе других факторов, способствующих эволюции крупного мозга, ученые называют также беспомощность детей и повышенное энергопотребление.
Обсуждение