Увеличение размера мозга обеспечивает его обладателю возможность расширить отделы, ответственные за поведение, и тем самым повысить социальный статус, выяснили нейробиологи из университета Джорджа Вашингтона.
Группа исследователей под руководством Шона О'Донелла отобрала взрослых представителей 10 различных видов ос, встречающихся на Коста-Рике и в Эквадоре. Ученые высушили мозги насекомых и измерили объем двух наиболее интересовавших их участков: грибовидного тела и долей, отвечающих за зрение и обоняние. Грибовидное тело контролирует работу памяти, обучение, движение, социальные взаимоотношения.
В ходе исследования выяснилось, что у всех 10 видов при росте и тела, и мозга размер долей, отвечающих за зрение и обоняние, менялся незначительно. Грибовидное же тело росло непропорционально: у некоторых видов оно оказывалось втрое крупнее сенсорной области.
"Наше исследование показывает, что абсолютная величина мозга многое значит, так как именно она определяет размер центрального процессора по обработке памяти", — настаивает О'Донелл. По его мнению, естественный отбор провоцирует качественные изменения, заставляет насекомое "инвестировать" в более продвинутые, а потому полезные отделы мозга. "Мозговитые" лучше учатся, а следовательно, имеют больше шансов выжить и оставить потомство.
При этом связи между размером мозга и размером колонии, о которой ранее говорили энтомологи, О'Донелл не обнаружил. Не найдено подтверждения и тому, что более крупные осы основывают более крупные колонии. "Рассмотренные нами виды ос сильно разнятся как по длине тела, так и по размеру колонии, однако связи между этими двумя факторами не выявлено. Географические признаки также не признаются особо значимыми", — подчеркнул О'Донелл в разговоре с "Наукой".
Практически у всех видов ос (9 из 10) более крупное грибовидное тело встречалось у маток. С одной стороны, это показалось ученым странным, так как рабочим осам приходится выполнять комплексные задачи и постоянно напрягать память: при сборе еды и стройматериалов, отражении нападения противника, поддержании хозяйства. Матки же сызмала малоактивны. С другой стороны, королевам, как никому другому в их коллективе, приходится отвечать на социальные вызовы и повышать конкурентоспособность. В связи с этим они просто не могут позволить себе лениться совершенствовать когнитивные способности.
Влияние естественного отбора на изменение размера мозга лучше всего прослежено у гоминид. По мнению антропологов, первый качественный скачок произошел около 2,5 миллионов лет назад, когда мозг предков человека увеличился вследствие перехода на прямохождение и изменения центра тяжести в организме. "При прямохождении снизилась нагрузка на излом позвоночника, что позволило утяжелить голову", — пояснил "Науке" кандидат биологических наук, ассистент кафедры антропологии биофака МГУ Станислав Дробышевский. Его исследования подтверждают, что объем мозга прямо пропорционален росту и независим от массы тела.
Связи между размером мозга ос и размером основанной ими колонии не существует
Фото: University of Washington/Drexel University/Sean O'Donnell
Еще больше мозг гоминид подрос, когда уменьшились зубы в результате перехода на всеядность и менее грубую пищу, зачастую - подвергнутую термической обработке. В конце раннего верхнего палеолита мозг перестал расти, а чуть позже, около 10 тысяч лет назад, в начале периода последнего потепления, и вовсе стал проявлять тенденцию к уменьшению — как следствие усложнения на клеточном уровне. Как и у ос, в ходе антропогенеза наиболее активно увеличивалась доля, ответственная за память, сознание, социальные взаимоотношения. "Лобная доля росла быстрее всех остальных, прямо-таки опережающими темпами", — говорит Дробышевский. Помимо памяти у человека она отвечает и за другие "высшие функции", например способность к абстракциям и состраданию. Именно с развитием лобной доли человек стал заботиться о беспомощных сородичах, приручать животных, создавать украшения и верить в Бога.