En hyacint-ara (Anodorhynchus hyacinthinus). Tristan Barrington/Shutterstock

Som ejere af nogle af de største hjerner i dyreriget, antager vi mennesker ofte, at kognitiv ydeevne, opgaveløsning og sociale interaktioner var de grundlæggende ingredienser, der fremmede udviklingen af ​​vores komplekse hjerner.

Vores ny undersøgelse, for nylig offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences, udfordrer denne intuitive antagelse.

Sammen med andre biologiske og økologiske faktorer mister kognitive og sociale faktorer deres ledende rolle i at drive øget hjernestørrelse. I stedet er det mængden af ​​forældrepleje, som afkommet modtager, der understøtter en større hjerne.

Hjerner er dyre

Hjernen er en af ​​de mest dyre organer i et dyrs krop – neural aktivitet kræver store mængder energi. Jo større hjernen er, jo mere energi har den brug for for at opretholde sig selv.

Biologer har længe antaget, at denne store omkostning skal komme med nogle solide fordele ved at være storhjernet. Nogle af de foreslåede fordele var kognitive færdigheder, evnen til at løse vanskelige problemer og engagere sig i komplekse sociale interaktioner.

Når man ser på mennesker, syntes menneskeaber og andre primater at bekræfte denne antagelse: vores store hjerner bruges rutinemæssigt i situationer, der kræver kreative løsninger, Og til opretholde social integritet i store grupper.

Der er et problem med denne begrundelse. Store hjerner tager lang tid at vokse, og mens de gør det, har de stadig brug for betydelige mængder brændstof (selv mere end i voksenalderen). De er også betydeligt mindre kraftfulde, før de når deres endelige størrelse og kompleksitet. Dyr i vækst skulle derfor "betale" for voksende hjerner, men ville ikke kunne bruge hjernens kraft i længere tid.

Fuglehjerneundersøgelser

For at løse dette tilsyneladende paradoks besluttede vi at se væk fra pattedyr, som traditionelt bruges i hjerneforskning – men som også næsten udelukkende er blevet undersøgt i forbindelse med kognition. I stedet dykkede vi ned i fugleverdenen. Fugle er fantastiske modeller i mange evolutionære undersøgelser: de er ekstremt forskellige, har en bred vifte af livsstile og lever i næsten alle vilde levesteder på jorden.

Fuglehjernestørrelser er også enormt varierende, lige fra relativt småhjernede høns og strudse til nogle af de smarteste arter med stor hjerne, såsom papegøjer og korvider.

I forhold til deres store kropsstørrelse er strudse blandt de fugle med mindst hjerne. Shutterstock

Bemærk, at vi her henviser til relativ hjernestørrelse. Vi er med andre ord interesserede i hjernens størrelse i forhold til hele dyrets krop. Det er jo nemt at have en stor hjerne (i absolutte tal), hvis man generelt er et stort dyr. Sådanne kropsstørrelsesrelaterede stigninger i hjernestørrelse ville heller ikke nødvendigvis føre til forbedret kognition.

Vores analyse omfattede mere end 1,000 fuglearter, for hvilke vi havde data om hjernestørrelse. Vi har også indsamlet mange andre variabler, der kunne være relevante som potentielle drivkræfter for hjernestørrelse: klimaet hver art lever i; om det er migrerende eller ej; hvordan den fodrer, og hvad dens vigtigste fødekilde er.

Vigtigst af alt, for alle inkluderede arter, var vi i stand til at finde optegnelser om, hvor sociale og samarbejdsvillige de var, og hvor meget forældrepleje de ydede deres afkom.

Det starter i reden

Vores analyse afslørede, at i kombination med alle inkluderede variabler var sociale faktorer kun svagt relateret til hjernestørrelsesvariation hos fugle.

Det viste sig, at samarbejde og at leve i større grupper - omstændigheder, der almindeligvis antages at være stærkt forbundet med store og komplekse hjerner - næsten ikke betød noget som årsager til usædvanlig hjerneevne.

Af alle analyserede artstræk var det kun dem, der var direkte forbundet med forældrepleje og afkom, der viste stærke sammenhænge med hjernestørrelse. Vores data viste, at arter, der fodrede deres unger i længere tid, var arter med nogle af de største hjerner (igen, i forhold til kropsstørrelse).

Udviklingsstilen betød også meget. Fugle kan nemt opdeles i to store grupper. Precociale arter er dem, hvor unge fugle klækkes fra æg, der allerede er relativt veludviklede (såsom høns, ænder, gæs), og som kræver lidt eller ingen fodring.

Altricialfugle fødes hjælpeløse, men at de bliver fodret i lange perioder af deres forældre, lader dem vokse større hjerner. Shutterstock

Altricialfugle udklækkes derimod stærkt underudviklede. Normalt er deres unger blinde, nøgne og helt afhængige af deres forældres omsorg. Denne gruppe omfatter nogle af de mest kendte fuglegrupper, vi møder hver dag, såsom gråspurve, mejser, rødder og finker.

Fordi altriske fugle modtager relativt mere omsorg fra deres forældre, forudsagde vi, at de også skulle være i stand til at udvikle større hjerner - et mønster, som vi tydeligt ser i vores data.

Selvom det er udfordrende set ud fra andre eksisterende hypoteser (såsom den tidligere nævnte "sociale hjernehypotese"), giver vores resultater meget mening.

Som tidligere nævnt er hjerner enorme forbrugere af energi. Hvis denne energi ikke kan tilføres på den sædvanlige måde (fordi en unge har en underudviklet hjerne og ikke kan brødføde sig selv), skal den tilføres ved forældrefodring.

Fulgte menneskets hjerneudvikling fuglestien?

Vores resultater rejser et interessant spørgsmål – fulgte pattedyrs- og menneskehjernernes evolutionære historie den samme logik? Afhang det mere af forældrenes omsorg end af udvidelsen af ​​social adfærd og samarbejdsrelationer?

Sandsynligvis ja. Der findes beviser for, at stor acceleration af menneskelig hjernestørrelses udvikling var forbundet med øget antal pårørende , langvarig hensættelse af unge langt op i deres teenageår.

Det ser også ud til, at pattedyrs hjernestørrelse faktisk er begrænset af mængden af ​​energi, som mødre kan overføre til deres afkom indtil fravænning. Når det kommer til at have en stor hjerne, ser det ud til, at forældrenes kærlighed og omsorg kommer før enhver efterfølgende læring.

Om forfatteren

Szymek Drobniak, DECRA Fellow, UNSW Sydney

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

bøger_videnskab