Сразу несколько гипотез о влиянии различных факторов на размер мозга млекопитающих не получили подтверждения

Интересная научная работа австралийских, британских, чешских и американских специалистов была опубликована в рецензируемом журнале Лондонского королевского общества Proceedings of The Royal Society B. Она содержит подробное описание обобщенного статистического анализа многофакторного моделирования степени влияния различных условий на относительный размер мозга млекопитающих.

Чтобы исключить влияние уровня развития детенышей после родов, который тесно связан с методами заботы матери о потомстве, ученые применили интересный трюк. Они рассматривали не плацентарных млекопитающих, а сумчатых. У первых новорожденные особи сильно различаются по степени самостоятельности от вида к виду. Котята, например, абсолютно беспомощны в первые недели, а морские свинки могут сами искать еду уже через несколько дней после родов.

Сумчатые, в свою очередь, похожи в этом плане друг на друга. Детеныши всех видов этого инфракласса животных рождаются мелкими, беспомощными и питаются молоком примерно одинакового состава. Хотя внешние признаки, образ жизни и социальное поведение у сумчатых могут различаться между видами так же сильно, как у плацентарных. Для своего исследования авторы работы собрали данные по размерам мозга 130 видов сумчатых — от коал, вомбатов, поссумов и кенгуру до бандикутов, опоссумов и летяг.

Факторы, влияющие на размер мозга, рассматривались в рамках нескольких моделей:

• экологической — суточный и годовой периоды активности животного, безопасность типового убежища, «древесность» (обитание на крупной растительности), диета и размеры контролируемой территории;
• социальной — групповое или одиночное проживание, степень заботы родителей о потомстве, особенности размножения и размер популяции;
• метаболической — зависимость размера мозга от скорости обмена веществ;
• а также учитывающих наличие или отсутствие сезонной спячки, сложность игр, размер выводка, место происхождения и охранный статус вида.

Оказалось, значимое влияние из всех 14 факторов на размер мозга оказывают только два — размер выводка и место происхождения. Причем последний показывает слабое статистическое отклонение и его трудно однозначно учитывать. А вот то, что чем больше детенышей в помете, тем меньше размер мозга каждого из них, ученые знали давно. Это логичное следствие, ведь количество доступных каждому отпрыску ресурсов, которые может предоставить мать, ограничено, и новорожденные вынуждены их делить.

Авторы исследования отдельно отмечают, что их работа, строго говоря, не опровергает ранее выдвинутые гипотезы. Во-первых, она пока касается только сумчатых, и не факт, что ее выводы можно легко экстраполировать на млекопитающих. А во-вторых, вероятнее всего, на относительный размер мозга влияет огромное множество факторов, и ученые лишь нашли границы применения какой-то их части.

Развитие сложного мозга однозначно поощряется эволюцией, однако сдерживается большой стоимостью этого органа с точки зрения необходимой для него энергии. Существует множество гипотез, почему животным выгоднее обладать большим относительно размеров тела головным мозгом. Среди них ключевые — социальная, экологическая и когнитивная.

Если вкратце, первая гласит, что крупный мозг развивается у животных, живущих большими группами, поскольку взаимодействия между ними требуют умственных усилий. Экологическая, в свою очередь, постулирует, что особи с более крупным мозгом отбираются под действием множества факторов, включающих диету, опасности среды обитания и давление со стороны хищников. Третья, когнитивная, на первый взгляд, выглядит похоже. Согласной этой гипотезе более развитый головной мозг позволяет животным лучше адаптироваться к любым вызовам окружающей среды, а значит, и успешнее выживать. Разница — в первичности процессов и тонкостях подробного изложения каждой гипотезы.

В любом случае у биологов до сих пор нет никаких свидетельств того, что относительный или абсолютный размер мозга радикально влияет на когнитивные способности животного. Скорее, наоборот, есть множество свидетельств проявления высокого интеллекта среди видов с самым разным соотношением массы тела и мозга. Новая работа, очевидно, не совершила революции с точки зрения знаний, но позволила обобщить огромный объем данных. В будущем подобный анализ, возможно, получится провести и для плацентарных млекопитающих.