Jácint ara (Anodorhynchus hyacinthus). Tristan Barrington/Shutterstock
Az állatvilág legnagyobb agyának tulajdonosaiként mi, emberek gyakran feltételezzük, hogy a kognitív teljesítmény, a feladatmegoldás és a szociális interakciók voltak azok az alapvető összetevők, amelyek elősegítették összetett agyunk evolúcióját.
termékeink Új tanulmány, amely nemrég jelent meg a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban, megkérdőjelezi ezt az intuitív feltételezést.
Más biológiai és ökológiai tényezőkkel együtt a kognitív és szociális tényezők elveszítik vezető szerepüket a megnövekedett agyméretek előidézésében. Ehelyett az utód szülői gondoskodásának mértéke támogatja a nagyobb agyat.
Az agy drága
Az agy az egyik leginkább költséges szervek állat testében – az idegi tevékenység nagy mennyiségű energiát igényel. Minél nagyobb az agy, annál több energiára van szüksége önmaga fenntartásához.
A biológusok régóta azt feltételezték, hogy ennek a nagy költségnek néhány szilárd előnnyel kell járnia, amelyet a nagy agyúság biztosít. A javasolt előnyök egy része a kognitív készségek, a nehéz problémák megoldásának és az összetett társadalmi interakciókba való bekapcsolódás képessége volt.
Az embereket, a majmokat és más főemlősöket szemlélve megerősíteni látszott ez a feltételezés: nagy agyunkat rutinszerűen használják olyan helyzetekben kreatív megoldások, és a a társadalmi integritás fenntartása nagy csoportokban.
Ezzel az érveléssel van egy probléma. A nagy agyak hosszú ideig tartanak a növekedéshez, és miközben nőnek, még mindig jelentős mennyiségű üzemanyagra van szükségük (akár több mint felnőttkorban). Ezenkívül lényegesen kisebb teljesítményűek, mielőtt elérnék végső méretüket és összetettségüket. A növekvő állatoknak ezért „fizetniük” kellene az agynövekedésért, de hosszú ideig nem tudnák használni az agy erejét.
A madarak agyának vizsgálata
Ennek a látszólagos paradoxonnak a feloldására úgy döntöttünk, hogy eltekintünk az emlősöktől, amelyeket hagyományosan az agykutatásban használnak – de szinte kizárólag a kognícióval összefüggésben tanulmányozták őket. Ehelyett a madárvilágba merültünk. A madarak csodálatos modellek számos evolúciós tanulmányban: rendkívül változatosak, sokféle életmódot folytatnak, és szinte minden vadon élő élőhely a Földön.
A madarak agyának mérete is rendkívül változó, a viszonylag kis agyú csirkéktől és struccoktól a legokosabb nagyagyú fajokig, például a papagájokig és a korvidokig.
Nagy testméretükhöz képest a struccok a legkisebb agyú madarak közé tartoznak. Shutterstock
Vegye figyelembe, hogy itt a relatív agyméretre gondolunk. Más szóval, minket az érdekel, hogy mekkora az agy az állat egész testéhez viszonyítva. Végül is könnyű nagy agyvel rendelkezni (abszolút értékben), ha általában nagy állat vagy. Az agy méretének ilyen, testmérettel kapcsolatos növekedése szintén nem feltétlenül vezet a jobb megismeréshez.
Elemzésünkben több mint 1,000 madárfaj szerepelt, amelyek agyméretére vonatkozóan rendelkeztünk adatokkal. Sok más változót is összegyűjtöttünk, amelyek az agy méretének potenciális mozgatórugói lehetnek: az éghajlat, amelyben az egyes fajok élnek; vándorló-e vagy sem; hogyan táplálkozik és mi a fő táplálékforrása.
A legfontosabb, hogy az összes szerepeltetett fajról feljegyzéseket tudtunk találni arról, hogy mennyire voltak szociális és együttműködőek, és mennyi szülői gondoskodást biztosítottak utódaikról.
A fészekben kezdődik
Elemzésünk feltárta, hogy az összes szereplő változóval együtt a társadalmi tényezők csak gyengén kapcsolódnak a madarak agyméretének változásához.
Kiderült, hogy az együttműködés és a nagyobb csoportokban való élés – amelyekről általában azt feltételezik, hogy erősen kötődnek a nagy és összetett agyhoz – szinte egyáltalán nem számítanak a kivételes agyazottság okai.
Az összes elemzett fajtulajdonság közül csak azok, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a szülői gondoskodáshoz és az utódok ellátásához, mutattak szoros kapcsolatot az agy méretével. Adataink azt mutatták, hogy azok a fajok, amelyek hosszabb ideig táplálták fiókáikat, a legnagyobb agyú fajok (ismét a testmérethez képest).
A fejlesztési stílus is sokat számított. A madarak könnyen két nagy csoportra oszthatók. A prekociális fajok azok, ahol a fiatal egyedek a már viszonylag jól fejlett tojásokból kelnek ki (például csirke, kacsa, liba), és alig vagy egyáltalán nem igényelnek táplálékot.
A tengeri madarak tehetetlennek születnek, de ha szüleik hosszú ideig etetik őket, akkor nagyobb agyuk nő. Shutterstock
Ezzel szemben a tengeri madarak erősen fejletlenek kelnek ki. Kikelő fiókáik általában vakok, meztelenek és teljes mértékben szüleik gondoskodásától függenek. Ebbe a csoportba tartoznak azok a legismertebb madárcsoportok, amelyekkel nap mint nap találkozunk, mint például a verebek, cinegek, vörösbegyek és pintyek.
Mivel a tengeri madarak viszonylag több gondoskodást kapnak szüleiktől, azt jósoltuk, hogy képesek lesznek nagyobb agyat is fejleszteni – ez a minta jól látható az adatainkban.
Még ha más létező hipotézisek (például a korábban említett „szociális agy hipotézis”) szempontjából is kihívást jelentenek, eredményeinknek sok értelme van.
Ahogy korábban említettük, az agy hatalmas energiafogyasztó. Ha ezt az energiát a szokásos módon nem lehet biztosítani (mivel a fiatalkorú agya fejletlen, és nem tudja önállóan táplálkozni), szülői táplálással kell ellátni.
Az emberi agy evolúciója a madarak ösvényét követte?
Eredményeink egy érdekes kérdést vetnek fel – vajon az emlősök és az emberi agy evolúciós története ugyanazt a logikát követte? Inkább a szülői gondoskodástól függött, mint a társas magatartások és a kooperatív interakciók bővülésétől?
Valószínűleg igen. Bizonyítékok állnak rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy az emberi agy méretű evolúciójának nagy felgyorsulásával jártak együtt nőtt a gondozók száma és a elhúzódó tartalékolás fiatalkorúak serdülőkorában.
Az is úgy tűnik, hogy az emlősök agyának méretét valóban korlátozza az az energiamennyiség, amelyet az anyák az elválasztásig át tudnak adni utódaiknak. Ha nagy agyról van szó, úgy tűnik, hogy a szülői szeretet és gondoskodás minden későbbi tanulás előtt áll.
A szerzőről
Szymek Drobniak, DECRA munkatárs, UNSW Sydney
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
könyvek_tudomány
