آیا حیوانات بزرگتر مغز بزرگتری دارند؟

غزال زیاری: این ایده که توده مغز و توده بدن حیوانات به هم مرتبط هستند نوعی شهود است. به نظر ما هر چه حیوان بزرگتر باشد، منطقاً مغز بزرگتری نسبت به گونه های کوچکتر خواهد داشت.

با این حال، اکنون ثابت شده است که هیچ مدل قطعی برای این رابطه نمی توان یافت. نتیجه یک مطالعه جدید نشان می دهد که این مشکل از یک اشتباه اساسی در فرضیه قدیمی در مورد رابطه ریاضی بین توده مغز و توده بدن حیوانات ناشی می شود.

این مطالعه یک مدل جایگزین را پیشنهاد می‌کند که هم با داده‌ها سازگاری بیشتری دارد و هم برای پاسخ به برخی سؤالات طولانی مدت در مورد تکامل مغز، نویدبخش است.

برای سال‌ها، فرض کلی این بود که رابطه بین توده بدن و توده مغز از یک قانون قدرت نسبتاً ساده پیروی می‌کند. البته این فرضیه جای بحث زیادی دارد; زیرا امکان اعمال آن برای همه گروه های گونه ای وجود ندارد.

تاکنون محققان نتوانسته‌اند به پیکربندی خاصی برای این معادله دست یابند که برای همه موجودات معتبر باشد. در مقاله منتشر شده در این زمینه، یک سوال اساسی تر مطرح می شود: آیا این درست است یا خیر که رابطه بین توده مغز و توده بدن از یک رابطه خطی لگاریتمی پیروی می کند؟

تحقیقات بیشتر با مجموعه داده ها

برای انجام این مطالعه، محققان یک مجموعه داده جامع از 1504 توده مغز و بدن پستانداران را انتخاب کردند و به دنبال مدلی بودند که بهترین تناسب با داده ها را داشته باشد. آنها متوجه شدند که این رابطه به جای اینکه یک مدل خطی لگاریتمی باشد، شکل یک منحنی لگاریتمی را به خود گرفت و زمانی که در مقیاس لگاریتمی ترسیم شد، خود نمودار باید منحنی شود تا با آن سازگار شود.

محققان چندین معادله مختلف را برای ایجاد این منحنی آزمایش کردند و دریافتند که بهترین تناسب معادله چند جمله ای درجه دوم (نوعی تابع درجه دوم) است.

این بدان معناست که با افزایش توده پستانداران، سرعت افزایش توده مغز نسبت به توده بدن کاهش می یابد. بنابراین، پیش‌بینی می‌شود که حیوانات بسیار بزرگ مغز کوچک‌تری نسبت به پیش‌بینی مدل خطی داشته باشند. این دقیقاً همان چیزی است که در تجزیه و تحلیل مجموعه داده ها مشاهده می شود.

داشتن یک منحنی واحد که می‌توان رابطه مغز/بدن را به آن برازش داد، امکان مقایسه بین گروه‌هایی را فراهم می‌کند که اندازه‌گیری‌های رشد کاملاً متفاوتی را در مقایسه با مدل قبلی نشان می‌دهند.

بر اساس این مطالعه، یکی یکی از مزیت های مدل جدید این است که امکان مطالعه روندهای تکاملی در تکامل صفت (ویژگی نسبی) در طول زمان و میزان افزایش توده مغز برای این کار (سرعت توسعه صفات بزرگتر) را فراهم می کند. مغزها) مورد بررسی قرار گرفتند و تفاوت معنی داری بین گونه ها مشاهده شد.

جای تعجب نیست که سرعت تکامل مغزهای بزرگ در پستانداران و همچنین جوندگان و گوشتخواران بسیار بالا است و این رابطه بین افزایش توده مغز و افزایش توده بدن در طول زمان تنها در سه گروه حیوانی مشاهده شده است.

شایان ذکر است که این مطالعه بر روی پستانداران متمرکز بود، اما نویسندگان مجموعه داده‌های توده بدن/مغز در پرندگان را نیز بررسی کردند و دریافتند که رابطه منحنی درون آنها نیز به خوبی با این داده‌ها مطابقت دارد. اما شاید جالب ترین معمایی که هنوز حل نشده است این باشد که چرا توده مغز و توده بدن به این طریق به هم مرتبط هستند.

این سوال بی پاسخ باقی مانده است و یافتن پاسخ می تواند اطلاعات زیادی در مورد چگونگی و چرایی تکامل حیوانات در اختیار محققان قرار دهد.

در پایان این مطالعه می خوانیم: «بررسی مبانی نظری و تجربی روابط منحنی بین گونه ها احتمالاً کمک بزرگی به دانشمندان در زمینه زیست شناسی خواهد کرد.

منبع: هشدار علمی

54321