У позвоночных животных очень разный размер мозга: даже при одинаковом размере тела размер мозга может различаться в сотни раз. Как правило, у млекопитающих и птиц самый большой мозг по отношению к размеру тела, за ними следуют акулы и рептилии. У земноводных и большинства рыб самый маленький мозг среди всех позвоночных.
Почему так происходит? У некоторых животных, ведущих стайный образ жизни, мозг крупнее, чем у одиночных видов. Им приходится справляться с быстро меняющимися социальными ситуациями, поэтому им нужен более мощный мозг.
Кроме того, у млекопитающих и птиц, которые сами вырабатывают тепло и поэтому имеют более высокую и стабильную температуру тела, мозг крупнее, чем у большинства других позвоночных, температура тела которых зависит от условий окружающей среды. Но пока у нас нет убедительного объяснения этой разницы. Более того, даже внутри описанных групп существуют значительные различия.
Мозговая ткань требует постоянного притока энергии. В отличие от других органов, мозг не может просто отключиться во время сна или в периоды голода. Поэтому, когда мозг увеличивается в размерах, организм должен найти источник энергии для его питания. Согласно «дорогостоящей гипотезе», мозг может расти только в том случае, если он сам вырабатывает дополнительную энергию или если он настолько повышает шансы организма на выживание, что тот может позволить себе расти и размножаться медленнее, отдавая часть энергии мозгу.
Это объясняет, например, почему у тропических обезьян, которым не приходится переживать периоды голода и, следовательно, потери энергии в течение года, мозг больше, чем у приматов из умеренного климата, а у оседлых птиц мозг крупнее, чем у перелетных.
Исследователи из Института поведения животных Общества Макса Планка в Констанце изучили, применимы ли эти корреляции ко всем позвоночным. В своем исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, они доказали, что у всех групп позвоночных температура тела оказывает значительное влияние на размер мозга.
Виды, способные поддерживать постоянную температуру тела, обычно имеют более крупный мозг, поскольку он более эффективен в теплой среде. Это также относится к так называемым холоднокровным видам, которые живут в теплой воде или специально выбирают прогретые солнцем места обитания.
По мнению исследователей, размер потомства также ограничивает размер мозга во взрослом возрасте. Поскольку затраты на большой мозг по отношению к весу особенно высоки у молодых животных, на первых порах имеет смысл поддерживать его размер на низком уровне. У тех видов, которым удается сохранять тепло тела и производить на свет крупных детенышей, самый большой мозг для данного размера тела.
Нам, людям, повезло быть теплокровными. Кроме того, наши детеныши рождаются крупными и питаются материнским молоком в течение нескольких лет. Это позволило сформировать один из самых больших мозгов среди всех позвоночных по отношению к массе тела.
Постоянно высокая температура тела была необходимым условием для эволюции, в результате которой мозг стал больше. Однако изначально эта способность развилась по другим причинам — предположительно для того, чтобы млекопитающие могли оставаться активными ночью, а птицы — летать на большие расстояния. Только после этого появилась возможность для роста мозга. Таким образом, в ходе эволюции инновации могут иметь неожиданные последствия и открывать совершенно неожиданные возможности дальнейшего совершенствования.
Для справки
Коэффициент энцефализации (EQ) вычисляется по достаточно сложной интегральной формуле. Вот среднестатистические значения для людей и некоторых животных:
- Взрослый мужчина массой 72 кг, с объемом мозга 1400 см3 — 6,74;
- Взрослая женщина (63/1300) — 6,87;
- Юноша 18 лет (56/1400) — 7,97;
- Девушка 18 лет (50/1300) — 7,98;
- Ребенок 6 лет (20/1210) — 13,70;
- Ребенок 2 года (12/930) — 14,80;
- Новорожденный (3,2/365) — 14,0;
- Белолобый капуцин (Cebus albifrons) — 4,90;
- Дельфин афалина (Tursiops) — 5,30;
- Рыжая лисица (Vulpes vulpes) — 1,89;
- Африканский слон (Loxodonta) — 1,70;
- Обыкновенный вампир (питающаяся кровью летучая мышь Desmodus rotundus) — 1,23;
- Белохвостый олень (Odocoileus virginianus) — 1,22;
- Собака (Canis familiaris) — 1.20;
- Домашняя кошка (Felis catus) — 1.00;
- Домовая мышь (Mus musculus) — 0.50.
Недавно Hi-Tech Mail назвал лучший ночной перекус для мозга.
