Вся экология | Реклама | Что такое экология? | О нас | Подписка | RSS

Вся экология | Экологические новости



Опубликовано 24/07/2016, в 15 ч. 54 мин., 637 просмотров

Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы

Диаграмма взаимосвязей между проанализированными параметрами для лучшей модели.

Крупный мозг не обязательно дает своему владельцу эволюционные преимущества. В настоящее время множество животных так или иначе страдают от антропогенных факторов. Проведенный мета-анализ показал, что крупный мозг скорее мешает животным в таких условиях, увеличивая уязвимость вида. Связь эта опосредованная: чем крупнее мозг, тем меньше детенышей в выводке и больше времени требуется для их взросления. А это сокращает возможности популяции к быстрому восстановлению численности.

Рис. 1. Кашалот и землеройка

Рис. 1. Самой большой мозг среди животных — у кашалотов, он весит порядка 8 кг. Кашалоты — большие животные, так что это не удивительно. А вот по соотношению массы мозга и массы тела лидируют вовсе не крупные животные, а небольшие грызуны и землеройки. Вверху — самка кашалота (Physeter macrocephalus) с детенышем, фото с сайта en.wikipedia.org, внизу — малая белозубка (Crocidura suaveolens), фото с сайта ru.wikipedia.org

Относительный размер мозга (масса или объем мозга по отношению к соответствующим параметрам тела) у млекопитающих широко варьирует. У человека он по сравнению с другими животными велик, что и не удивительно. Тем не менее, связь именно относительного размера мозга с когнитивными и прочими «умственными» способностями не прямолинейна. Иными словами, на основе только относительных размеров мозга животного нельзя предсказать, насколько оно «умное». Но тенденция существует: относительно крупный мозг связывают с лабильностью поведения и быстрой приспособляемостью к сменам обстановки, способностью к обучению и т. д.

Рис. 2. Соотношение массы тела и мозга животных

Рис. 2. Соотношение массы тела и мозга животных. Масса тела указана в килограммах (горизонтальная ось), масса мозга указана в граммах (вертикальная ось). Шкалы логарифмические, с разным шагом. Рисунок с сайта en.wikipedia.org

Увы, большой мозг — дело затратное и увеличивать его выше некоторых пределов не выгодно. «Цена» обладания крупным мозгом складывается из двух главных составляющих. Во-первых, мозг — энергоемкий орган, для поддержания которого требуется много энергии. К примеру, у взрослого человека на мозг приходится в среднем около 2% массы тела, но он потребляет при этом 20% всей поступающей с пищей энергии. Во-вторых, крупный мозг требует длительного развития, что увеличивает период взросления детенышей.

Какие еще могут быть недостатки у обладания крупным мозгом, решила выяснить международная группа ученых. Цель состояла в выявлении возможных связей между размером мозга и уязвимостью к вымиранию. Действительно, с одной стороны, крупный мозг может, например, увеличивать приспособляемость животного, его способность адаптироваться к изменению среды человеком. А с другой, за крупный мозг надо платить. Что же перевесит в данном случае: плата или выгода?

Исследователи составили базу данных, включающую 596 видов млекопитающих. Каждый вид по возможности характеризовали по шести параметрам (точнее, по их средним значениям для каждого вида): масса тела (г), масса мозга (г), плотность популяции (особей/км2), размер выводка, длительность периода созревания и возраст, в котором детеныши перестают питаться молоком матери (рис. 3). Однако информация одновременно по всем этим переменным была доступна только для 474 видов. Что касается уязвимости разных видов млекопитающих к вымиранию, то здесь использовали категории из Красной книги МСОП: находящиеся под наименьшей угрозой (Least Concern), близкие к уязвимым (near threatened), уязвимые (vulnerable), угрожаемые (endangered) и находящиеся под критической угрозой исчезновения (critically endangered). Если вида нет в Красной книге, его считали не угрожаемым, — это была еще одна категория в данном анализе.

Далее использовали недавно разработанный метод — анализ филогенетических путей («phylogenetic path analysis», см.: A. von Hardernber, A. Gonzalez-Voyer, 2013.Disentangling evolutionary cause-effect relationships with phylogenetic confirmatory path analysis). Изюминка этого подхода в том, что он позволяет параллельно выявлять как прямые, так и опосредованные связи между изучаемыми параметрами. А конкретные связи зависят от того, как именно модель проверяется в данном случае. Авторы тестировали три модели:
    1) Первая модель проверяла ранее выявленную закономерность, согласно которой размер тела увеличивает уязвимость (то есть вероятность вымирания). Связь эта не прямая: размер тела влияет на особенности жизненного цикла (период созревания, размер выводка: светло-зеленые параметры на рисунке), которые, в свою очередь, отражаются на уязвимости.
    2) Во второй модели в фокусе было прямое влияние размера мозга на особенности жизненного цикла, без учета размеров тела. И, опосредованно через эти особенности, — на уязвимость.
    3) В третьей модели учитывали уже совместное влияние размеров тела и мозга на особенности жизненного цикла.

Рис. 3. Диаграмма взаимосвязей между проанализированными параметрами для лучшей модели

Рис. 3. Диаграмма взаимосвязей между проанализированными параметрами для лучшей модели. Серые стрелки — связи, включенные во все модели по умолчанию. Числа — значения стандартизированных коэффициентов (standardized coefficient): чем абсолютное значение коэффициента больше, тем связь сильнее. Рисунок из обсуждаемой статьи в Evolution

Анализ показал, что третья модель объясняет данные наилучшим образом, и что именно относительные размеры мозга опосредованно увеличивают уязвимость. Животные, обладающие относительно крупным мозгом, получают некоторое преимущество в виде пластичности в поведении и реагировании на изменения среды обитания. Но они также обременены факторами, которые ограничивают рост популяции (меньший размер выводка, детеныши дольше питаются молоком матери и больше времени им требуется для созревания). Оказалось, что достоинства не перекрывают недостатки и суммарный эффект приводит к повышению уязвимости в условиях трансформации природной среды человеком.

Эти результаты не изменились, когда из рассмотрения были исключены виды с низкой численностью (уязвимые виды и виды, находящиеся на грани вымирания), которые могли внести искажения в анализ. Ученые также провели раздельный анализ по трем отрядам млекопитающих (хищным, приматам и парнокопытным). Выводы остались теми же. Более того, у приматов выявилась и сильная связь между абсолютным размером мозга и уязвимостью к вымиранию (иными словами, из двух видов, особи которых имеют примерно одинаковые размеры, более уязвим тот, у представителей которого больше мозг). На людей это, конечно, не распространяется. Авторы исследования подчеркивают, что на выявленную связь стоит обратить внимание при разработке программ по защите животных и уделить повышенное внимание «мозговитым» приматам.

Источник: Alejandro Gonzales-Voyer, Manuela Gonzáles-Suarez, Carles Vilá, Eloy Revilla. Larger brain size indirectly increases vulnerability to extinction in mammals // Evolution. 2016. V. 90. P. 1364–1375.

Алексей Опаев







Источник Элементы




Комментарии

Популярные новости:

Архив новостей:

Экопортал не гарантирует достоверность материалов. Позиция Экопортала не всегда может совпадать с позицией, изложеной в материале. Экопортал не несет ответственности за какие-либо ошибки, также за какие-либо действия, предпринятые на основании этих материалов.

© ECOportal 2002-2019 гг.

Вся экология: Новости, Архив новостей, Пресс-релизы, Экспорт новостей, Каталог организациий, Экологические ссылки, Добавить ссылку, Календарь событий, Добавить событие в календарь, Статьи, Книги, Рефераты, Законы и документы, Составы отходов, Экологический словарь, Доска объявлений, Голосования, Реклама на сайте, Рассылка, RSS, Обучение

Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где явно указан автор. При полном или частичном цитировании всех материалов ссылка на Всероссийский Экологический портал обязательна. Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик администратора.

RSS лента
Rambler's Top100
Rambler's Top100