Cât ne „costă” faptul că avem creierul mare? Un nou studiu oferă un răspuns

Creierele consumă foarte multă energie, acest organ necesitând în cazul oamenilor aproximativ 20% din totalul energiei consumate. Oamenii de ştiinţă consideră că, din acest motiv, pe măsură ce creierele de mari dimensiuni au evoluat, alte organe din corp au devenit mai mici. De asemenea, „foamea de energie” a creierului ar putea fi motivul pentru care animalele cu creiere mari, precum cimpanzeii, oamenii şi balenele, au un număr restrâns de urmaşi: pur şi simplu, nu există suficientă energie în corp pentru a putea produce pui în mod repetat de-a lungul întregii perioade fertile.

Aceste teorii sunt plauzibile, însă au fost testate foarte rar în mod experimental, deoarece acest lucru necesită un efort amplu. Aceste experimente necesită creşterea, reproducerea şi disecţia a mii de animale, motiv pentru care singurele cercetări efectuate până acum în rândul vertebratelor au fost câteva experimente pe şoareci realizate în anii ’60 şi ’70. Acum câţiva ani, însă, Niclas Kolm, un profesor de biologie evolutivă de la Universitatea Uppsala din Suedia, a hotărât să se înhame la acest efort, folosind pentru acest experiment peşti guppy. Aceştia au fost aleşi deoarece se înmulţesc rapid, având nevoie de doar trei luni pentru a ajunge la maturitatea sexuală.

Kolm, alături de Alexander Kotrschal, un cercetător ce efectua studii post-doctorale, a început experimentul cu 225 de perechi de guppy, urmaşii acestora fiind separaţi în două acvarii, în funcţie de sex. Apoi, cercetătorii au disecat părinţii, cântărindu-le creierele şi măsurându-le trupurile pentru a identifica exemplarele cu cele mai mari şi cele mai mici creiere, în raport cu corpul. După ce au clasificat peştii în funcţie de greutatea creierului, cercetătorii au permis urmaşilor celor aflaţi primul sfert al clasamentului să se înmulţească între ei, lucru permis şi urmaşilor celor aflaţi în ultimul sfert al clasamentului. Migălosul proces a fost repetat cu următoarea generaţie de guppy. În total, experimentul a folosit peste 1.100 de acvarii cu peşti.

Apoi, cercetătorii au testat dacă ultima generaţie, în cadrul căreia creierele părinţilor erau cu 9% mai mari decât ale peştilor din grupul cu creiere mici, era mai eficientă în îndeplinirea unei sarcini cognitive. Masculii şi femelele din cele două grupuri de peşti (cu creiere mari şi creiere mici) au fost puşi într-un acvariu dotat cu un carton la cele două capete. Pe cartonul dintr-un capăt erau desenate două simboluri, iar pe celălalt carton patru simboluri. De două ori pe zi, cercetătorii hrăneau fiecare guppy în faţa unuia dintre cartoane (mereu acelaşi). Apoi, pentru a vedea dacă numărul simbolurilor de pe carton este relevant pentru peşti, cercetătorii i-au lăsat o zi fără a-i hrăni, pentru a vedea dacă se vor îndrepta spre cartonul în faţa căruia fuseseră hrăniţi până atunci.

Femelele cu creier mare au obţinut cel mai bun rezultat în cadrul acestui test, fiind cu 40% mai eficiente faţă de femelele cu creier mic. În mod ciudat, oamenii de ştiinţă nu au observat vreo diferenţă între masculii cu creier mare şi masculii cu creier mic. Cercetătorii au o explicaţie pentru această diferenţă: „credem că pentru masculi mâncarea nu este la fel de importantă ca pentru femele”, a explicat Kolm. „În cazul peştilor guppy, femeile mănâncă mult, dar masculii se gândesc numai la copulat”, a adăugat Kotrschal. O tentaţie mai eficientă pentru masculi ar putea fi o femelă guppy, cred cercetătorii, care urmează să testeze această idee.

Oamenii de ştiinţă au descoperit că, într-adevăr, un creier mai mare are câteva costuri asociate. Peştii guppy cu creiere mari aveau tubul digestiv mai mic şi produceau cu 19% mai puţini urmaşi. „Aceasta este cea mai interesantă descoperire din acest studiu”, a spus Kolm referindu-se la reducerea numărului de urmaşi, „deoarece acest lucru sugerează că, într-adevăr, costă să ai un creier mare”.

Tractul digestiv redus în dimensiuni este, de asemenea, de interes pentru oamenii de ştiinţă, deoarece acest lucru a fost prezis de o teorie mai veche: fiind organul care consumă cea mai mare cantitate de energie, cu excepţia creierului, tractul digestiv trebuie să scadă în dimensiuni pentru a permite creierului să se dezvolte. Jeremy Niven, un cercetător de la Universitatea Sussex, afirmă că este posibil să existe un „buget limitat de energie” pentru dezvoltarea tuturor organelor, ceea ce ar sugera că şi alte organe joacă un rol în distribuirea energiei. „Există multe ţesuturi costisitoare în corpul animalelor”, explică Niven, care afirmă că şi rinichii sau masa musculară ar putea juca un rol.

Surse: Time, Current Biology