Cât de mare poate crește creierul animalelor? Misterul e la un pas de a fi rezolvat

Ideea că masa cerebrală și masa corporală a animalelor sunt corelate are un sens intuitiv: la urma urmei, animalele mai mari tind să aibă creieri mai mari decât verii lor mai mici.

Cu toate acestea, s-a dovedit dificil să se găsească un model definitiv pentru modul exact în care aceste două cifre sunt legate una de cealaltă.

• Aproape un sfert dintre speciile de apă dulce sunt amenințate de extincție
• O pată albă misterioasă care apare uneori în apropierea aurorei boreale a fost explicată pentru prima…

Un nou studiu publicat în Nature Ecology and Evolution sugerează că această problemă provine dintr-o eroare fundamentală a unei presupuneri îndelung susținute cu privire la relația matematică dintre cele două mase.

Studiul propune un model alternativ, unul care se potrivește mai bine cu datele și care promite explicații pentru alte câteva întrebări vechi privind evoluția creierului.

După cum explică studiul, de zeci de ani se presupune că relația dintre masa corpului și cea a creierului urmează o lege de putere relativ simplă. Cu toate acestea, această relație propusă este intens dezbătută, deoarece nu pare să se aplice tuturor grupurilor de specii.

Deocamdată, cercetătorii nu au reușit să găsească o configurație a acestei ecuații care să funcționeze peste tot. În special, variația între diferitele niveluri taxonomice a fost atât de supărătoare încât a primit propriul nume: problema la nivel de taxon, scrie ScienceAlert.

De ce creierul și masa corporală sunt corelate?

În timp ce atât valoarea, cât și sursa unei părți esențiale a relației, denumită componentă alometrică, au făcut obiectul multor dezbateri, noua lucrare abordează o întrebare fundamentală: dacă este corect să presupunem că relația dintre masa creierului și masa corporală urmează un fel de relație logaritmică liniară.

Pentru a face acest lucru, autorii au luat un set extins de date cuprinzând 1 504 valori ale masei creierului/corpului la mamifere și au analizat ce fel de model se potrivește cel mai bine datelor. Ei au constatat că, în loc să fie log-liniară, relația era log-curviliniară: atunci când este trasată pe o scară logaritmică, graficul însuși trebuie să se curbeze pentru a se adapta.

Autorii au testat mai multe ecuații diferite pentru a construi această curbă și au constatat că cea care se potrivea cel mai bine era un polinom de ordinul doi – tipul de ecuație pătratică pe care o întâlnim în liceu.

Caracteristica cheie a curbei este că „pe măsură ce mamiferele cresc în masă, rata la care masa creierului crește odată cu masa corporală scade”. Astfel, aceasta prezice că animalele foarte mari au creieri mai mici decât cei preziși de modelul liniar, exact ceea ce arată și setul de date.

Existența unei singure curbe la care poate fi ajustată relația creier/corp permite comparații între grupuri care aveau coeficienți alometrici foarte diferiți în cadrul modelului anterior.

O eroare fundamentală

Studiul face posibilă analiza tendințelor evolutive ale trăsăturilor (sau trăsăturilor relative) de-a lungul timpului. În acest scop, studiul examinează rata de creștere a masei cerebrale sau, cu alte cuvinte, viteza cu care evoluează creierele mai mari. Se constată diferențe semnificative între specii.

Deloc surprinzător, primatele au evoluat extrem de rapid cu creiere mari, dar la fel au făcut și rozătoarele și carnivorele. Doar trei grupuri de animale au prezentat o relație de creștere a masei creierului față de masa corporală de-a lungul timpului.

Studiul se concentrează asupra mamiferelor, dar autorii au examinat, de asemenea, un set de date privind perechile masă corporală/masă cerebrală pentru păsări și au constatat că relația curbiliniară se potrivește bine și acestor date. Dar poate cel mai intrigant mister care rămâne de rezolvat este de ce creierul și masa corporală sunt corelate în acest mod.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Un semnal unic a fost detectat în creierul uman

„Celulele timpului” din creier ar putea fi mai cruciale decât am crezut vreodată

Stimularea creierului cu electricitate ar putea vindeca durerea unei despărțiri

Ceva fascinant se întâmplă în creierul oamenilor în vârstă care consumă substanțe psihedelice