Холодный климат заставил птиц поумнеть
Международная исследовательская группа пришла к выводу, что жизнь в суровых климатических условиях привела к увеличению размера мозга у птиц. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Причины развития непропорционально большого мозга у некоторых групп животных — например, у человека — до сих пор остаются не до конца понятными. В числе факторов, которые могут приводить к развитию крупного мозга, называют, например, социальный образ жизни, вклад в потомство и климатические условия. Влияние климата на размер мозга описано в гипотезе «когнитивного буфера» (cognitive buffer hypothesis), согласно которой крупные мозги позволяют их владельцам легче приспосабливаться к изменениям окружающей среды — например, менять места кормления или тип пищи в периоды, когда еды становится мало.
Чтобы проверить эту гипотезу, авторы новой статьи проанализировали данные по размеру мозга и размеру тела у 4744 птиц, относящихся к 1217 видам, живущим на всех континентах в самых разных климатических условиях. Для оценки того, как меняется доступность еды в зависимости от сезона, в анализ включили также данные по продуктивности растений.
Сравнив все эти данные, исследователи показали, что птицы, живущие в регионах с большей сезонной изменчивостью количества пищи (например, в полярных регионах) имеют более крупный мозг, чем птицы, обитающие в областях с ровным климатом (например, в районе экватора). Интересно, что такая корреляция была обнаружена только для трех из четырех включенных в анализ отрядов: воробьинообразных, совообразных и дятлообразных. В отряде курообразных по непонятным причинам такой корреляции не обнаружилось. Возможно, дело в том, что курообразные птицы выживают в регионах с сильной сезонной изменчивостью не за счет пластичности поведения, а за счет каких-то других адаптаций — например, пониженного уровня метаболизма или специализации на «некачественных» типах еды, таких как иголки хвойных деревьев, доступных круглый год.
Зависимость размера мозга от сезонности климата у воробьинообразных (a), совообразных (b), дятлообразных (с) и курообразных (d)
Sayol et al. 2016
Затем исследователи провели филогенетическую реконструкцию эволюции размера мозга, чтобы выяснить, действительно ли крупный мозг эволюционировал после того, как птицы заселили регионы с выраженной сезонностью — или же они имели крупный мозг изначально, еще до заселения этих регионов. Иными словами, авторы сравнили правдоподобность двух моделей эволюции: адаптивной и случайной. Оказалось, что наибольшую статистическую поддержку имеет модель адаптивной эволюции, согласно которой крупные мозги эволюционировали в ответ на жизнь в тяжелых климатических условиях. Косвенно это подтверждается также тем, что корреляция крупного мозга с сезонностью климата наблюдалась только у немигрирующих птиц. У видов же, улетающих на зиму в теплые регионы, время, проведенное в областях с высокой сезонностью, не привело к увеличению размера мозга.