Hyasintti ara (Anodorhynchus hyacinthus). Tristan Barrington/Shutterstock

Eläinkunnan suurimpien aivojen omistajina me ihmiset oletamme usein kognitiivisen suorituskyvyn, tehtävien ratkaisemisen ja sosiaalisen vuorovaikutuksen olevan monimutkaisten aivojen kehitystä edistäviä perusaineita.

Meidän uusi tutkimusProceedings of the National Academy of Sciences -julkaisussa äskettäin julkaistu julkaisu kyseenalaistaa tämän intuitiivisen oletuksen.

Yhdessä muiden biologisten ja ekologisten tekijöiden kanssa kognitiiviset ja sosiaaliset tekijät menettävät johtavan roolinsa aivojen kasvaessa. Sen sijaan jälkeläisten saama vanhempien huolenpidon määrä tukee suurempia aivoja.

Aivot ovat kalliita

Aivot ovat yksi suurimmista kalliit elimet eläimen kehossa – hermotoiminta vaatii suuria määriä energiaa. Mitä isommat aivot ovat, sitä enemmän energiaa ne tarvitsevat ylläpitääkseen itsensä.

Biologit ovat pitkään olettaneet, että tämän suuren hinnan on tuotava mukana joitain vahvoja etuja, joita suuriaivoisuus tarjoaa. Jotkut ehdotetuista eduista olivat kognitiiviset taidot, kyky ratkaista vaikeita ongelmia ja osallistua monimutkaisiin sosiaalisiin vuorovaikutuksiin.

Ihmisten, apinoiden ja muiden kädellisten tarkastelu näytti vahvistavan tämän oletuksen: suuria aivojamme käytetään rutiininomaisesti tilanteissa, jotka vaativat luovia ratkaisuja, ja ylläpitää sosiaalista koskemattomuutta suurissa ryhmissä.

Tässä perustelussa on yksi ongelma. Suuret aivot kasvavat pitkään, ja vaikka ne kasvavat, ne tarvitsevat silti huomattavia määriä polttoainetta (jopa lisää kuin aikuisena). Ne ovat myös huomattavasti vähemmän tehokkaita ennen kuin ne saavuttavat lopullisen kokonsa ja monimutkaisuutensa. Kasvavat eläimet joutuisivat siksi "maksamaan" aivojen kasvattamisesta, mutta eivät pystyisi käyttämään aivojen voimaa pitkään aikaan.

Lintujen aivotutkimukset

Tämän näennäisen paradoksin ratkaisemiseksi päätimme katsoa pois nisäkkäistä, joita perinteisesti käytetään aivotutkimuksessa – mutta joita on myös tutkittu lähes yksinomaan kognition yhteydessä. Sen sijaan sukeltasimme lintumaailmaan. Linnut ovat uskomattomia malleja monissa evoluutiotutkimuksissa: ne ovat erittäin erilaisia, niillä on monenlaisia ​​elämäntapoja ja ne elävät lähes kaikki maapallon luonnonvaraiset elinympäristöt.

Lintujen aivojen koot vaihtelevat myös valtavasti, ja ne vaihtelevat suhteellisen pieniaivoisista kanoista ja strutseista joihinkin älykkäimpiin suuriaivoisiin lajeihin, kuten papukaijoihin ja corvideihin.

Suhteessa suureen kehon kokoon strutsit ovat pienimielisimpiä lintuja. Shutterstock

Huomaa, että tarkoitamme tässä suhteellista aivojen kokoa. Toisin sanoen meitä kiinnostaa aivojen koko suhteessa eläimen koko kehoon. Loppujen lopuksi on helppoa olla suuret aivot (absoluuttisesti mitattuna), jos olet yleensä suuri eläin. Tällainen kehon kokoon liittyvä aivojen koon kasvu ei myöskään välttämättä johtaisi kognition paranemiseen.

Analyysimme sisälsi yli 1,000 lintulajia, joista meillä oli tietoa aivojen koosta. Keräsimme myös monia muita muuttujia, jotka saattavat olla merkityksellisiä mahdollisina aivojen koon ohjaajina: ilmasto, jossa kukin laji elää; onko se muuttoliike vai ei; miten se ruokkii ja mikä on sen tärkein ravinnonlähde.

Mikä tärkeintä, pystyimme löytämään tietueita siitä, kuinka sosiaalisia ja yhteistyöhaluisia ne olivat ja kuinka paljon vanhempainhoitoa he tarjosivat jälkeläisilleen.

Se alkaa pesästä

Analyysimme paljasti, että yhdessä kaikkien mukana olevien muuttujien kanssa sosiaaliset tekijät liittyivät vain heikosti lintujen aivojen koon vaihteluun.

Kävi ilmi, että yhteistyöllä ja isommissa ryhmissä elämisellä – olosuhteilla, joiden oletetaan yleisesti liittyvän vahvasti suuriin ja monimutkaisiin aivoihin – ei juurikaan ollut merkitystä poikkeuksellisen älykkyyden syinä.

Kaikista analysoiduista lajiominaisuuksista vain vanhempainhoitoon ja jälkeläisten hoitoon suoraan liittyvät lajit osoittivat vahvaa yhteyttä aivojen kokoon. Tietomme osoittivat, että lajit, jotka ruokkivat poikasiaan pidempään, olivat lajeja, joilla oli suurimmat aivot (jälleen suhteessa ruumiin kokoon).

Myös kehitystyylillä oli paljon merkitystä. Linnut voidaan helposti jakaa kahteen suureen ryhmään. Prekosiaalisia lajeja ovat ne, joissa poikaset kuoriutuvat jo suhteellisen hyvin kehittyneistä munista (kuten kanat, ankat, hanhet), jotka tarvitsevat vain vähän tai ei ollenkaan ruokintaa.

Altricial-linnut syntyvät avuttomina, mutta vanhempiensa ruokkimalla niitä pitkiä aikoja kasvattaa niiden aivot. Shutterstock

Altricial linnut sitä vastoin kuoriutuvat vakavasti alikehittyneinä. Yleensä niiden poikaset ovat sokeita, alastomia ja täysin riippuvaisia ​​vanhempiensa hoidosta. Tähän ryhmään kuuluu joitain tunnetuimpia päivittäin kohtaamiamme linturyhmiä, kuten varpuset, tissit, robinit ja peippot.

Koska altricial linnut saavat suhteellisen enemmän hoitoa vanhemmiltaan, ennustimme, että niiden pitäisi myös pystyä kehittämään isommat aivot – malli, jonka näemme selvästi tiedoissamme.

Vaikka tulokset olisivatkin haastavia muiden olemassa olevien hypoteesien (kuten aiemmin mainitun "sosiaalisen aivohypoteesin") kannalta, tuloksellamme on paljon järkeä.

Kuten aiemmin todettiin, aivot kuluttavat valtavasti energiaa. Jos tätä energiaa ei voida tarjota tavalliseen tapaan (koska nuorella on alikehittyneet aivot, eikä se pysty ruokkimaan itseään itsenäisesti), se on saatava vanhempien ruokinnasta.

Seurasiko ihmisen aivojen evoluutio lintupolkua?

Tuloksemme herättävät mielenkiintoisen kysymyksen – seurasivatko nisäkkään ja ihmisen aivojen evoluutiohistoria samaa logiikkaa? Riippuiko se enemmän vanhemmuudesta kuin sosiaalisen käyttäytymisen ja yhteistoiminnallisen vuorovaikutuksen laajentumisesta?

Luultavasti kyllä. On olemassa todisteita siitä, että ihmisen aivojen koon kehityksen suuri kiihtyminen liittyi omaishoitajien määrä lisääntyi ja pitkittynyt varautuminen nuorista pitkälle murrosikään asti.

Vaikuttaa myös siltä, ​​että nisäkkään aivojen kokoa rajoittaa se energiamäärä, jonka äidit voivat siirtää jälkeläisilleen vieroittamiseen asti. Mitä tulee suuriin aivoihin, näyttää siltä, ​​että vanhempien rakkaus ja huolenpito ovat ennen kaikkea myöhempää oppimista.

kirjailijasta

Szymek Drobniak, DECRA-stipendiaatti, UNSW Sydney

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

books_science