Hvordan har elefanter utviklet seg slik stor hjerne? Klimaendring er en del av svaret

Hvordan har elefanter utviklet seg slik stor hjerne? Klimaendring er en del av svaret

Elefanter har lenge fengslet vår oppmerksomhet, delvis på grunn av deres store størrelse og majestet. Men vi er også rammet av deres komplekse oppførsel. På noen måter er vi fascinert fordi denne oppførelsen ekko våre mest humane følelser. For eksempel har elefanter blitt gjentatte ganger observert ved hjelp av verktøy og å sørge for at de døde.

Deres evolusjonære historie er også interessant. Det er parallelt med mennesker 'på mange måter. Elefantforfedre opprinnelse i Afrika, akkurat som vår. Deres etterkommere, blant dem mammutter, gikk ut av Afrika for å bosette seg i andre kontinenter. Og i prosessen utviklet de den største hjernen til et hvilket som helst landdyr. Den veier rundt 5kg, mens våre egne hjerner veier 1.4kg.

Men hva kjørte dette elementet av elefantevolusjon? Selv om fossilregistreringen av elefantforfedre er rik med nesten 300 arter beskrevet - Vi har ganske enkelt ikke kjent svaret lenge. Fra den tidligste arten med små hjerner til de moderne elefantene med store hjerner var det en nesten 30 millioner år lang gap i vår kunnskap.

Nå, takket være banebrytende skanningsteknikker og toppmoderne statistisk rekonstruksjon av forfedrefunksjoner, har vi svaret. Et team av forskere fra Sør-Afrika, Europa og Nord-Amerika - inkludert oss - har tilbrakt seks år med å rekonstruere den første nøyaktige tidslinjen for hjerneevolusjon i elefantlinjen. Resultatene av dette internasjonale samarbeidet har blitt publisert i Scientific Reports.

Og svaret på dette langvarige spørsmålet? Klimaendringene er en stor del av det. En endring i klima, sammen med andre miljøforstyrrelser og invasjonen av konkurrenter og nye rovdyr all sannsynlighet spilt en viktig rolle i å omforme gamle elefanter hjerner. Å vite dette løser ikke bare et langvarig vitenskapelig mysterium. Det betyr også at vi har en måte å forstå hvordan moderne arter kan tilpasse seg til dagens klimakrisen.

Klimaendringer

Vår undersøkelse viste at hjernestørrelsen i forfedre elefanter økte i to pulser, omtrent 26 og 20 for millioner år siden. Encefaliseringskvoten (et mål for relativ hjernestørrelse korrigert for kroppsstørrelse) doblet under hver puls. Dette forvandlet den lille hjernen til elefantfamilier til en stor hjerne som er sammenlignbar på alle måter til den moderne arten.

Merkbart, disse to pulser av vekst i hjernestørrelse tilsvarer perioder med betydelige miljøforstyrrelser i Afrika. Noen 26 millioner år siden, Antarktis ble frosset for første gang, noe som førte til en global forverring av klimaet. Afrikas tette regnskog ble forvandlet til savanner og ørkener.

Klimaet da endret igjen om 20 millioner år siden for å gå tilbake til et varmere og våtere afrikansk miljø. Denne klimatiske ustabiliteten ble supplert med utseendet på en gangbro mellom Asia og Afrika.

Før 20 millioner år siden var Afrika faktisk et isolert kontinent. Men på grunn av kontinentaldrift kolliderte den til slutt med Levanten (området som omfatter moderne Palestina, Israel, Libanon, Syria, Jordan og Irak), som muliggjør invasjon av rivaliserende plantelevende dyr og nye rovdyr fra Asia. Den invasive faunaen inneholdt forfedrene til dagens løve, sebra, noshør, flodhest og antiloper. The Great Apes eksisterte ikke ennå. Noen store arter døde ut i løpet av denne tiden; den mest berømte er Arsinoitherium, en rhino-lignende slektning av elefanter.

Forfedre elefanter måtte tilpasse seg eller utdøde seg. På den tiden var de fortsatt relativt små dyr, størrelsen på en tapir, med bare en kort stamme. Vi hypoteser om at en større hjerne aktivert mer atferds fleksibilitet: å være mer utforskende, å migrere for å lete etter mat, til å takle et bredere utvalg av dietter (blader, frukt, gress), og å huske plasseringen av fjerne vannhull i tørre perioder , for eksempel. En større hjerne kan ha hjulpet dem med å smake konkurrenter og unngå rovdyr.

Kropp og hjerne størrelse

Elefanter ble også hjulpet av det faktum at de ble så store. Å være stor åpner opp en helt ny verden med fordeler: det hindrer rovdyr og når matressurser og vann er knappe, kan en stor kropp lagre mer fett og vann, og en større tarm kan fordøye maten mer effektivt.

Vi fant at hjernens størrelse utviklet seg tett med kroppsstørrelse i elefantlinjen. Dette antyder at utviklingen av en stor kropp ikke er helt uavhengig av en stor hjerne. Elefantens store hjerne utviklet seg, ikke bare for mer adferdsmessig fleksibilitet, men også hånd i hånd med sin store kropp. Dette er en advarsel om tolking av hjernestørrelse bare i lys av retrospektivt anvendte konjunkturbehov for større intelligens.

Enkelt sagt, når det er funnet at en gitt linjens hjernestørrelse økte, hopper folk til den konklusjonen at dette skyldes at linjen måtte bli smartere for å overleve. Men vi må ikke glemme at hjernestørrelse er korrelert til mange andre variabler: kroppsstørrelse er ett eksempel. Drektighetsperioden er en annen (mer tid i livmoren er lik en større hjerne). Vanligvis folk tror disse bivirkningene av en større hjerne, men hva hvis en større hjerne var faktisk den bivirkning av en større kroppsmasse? Hva om naturlig valg bare handlet på kroppsstørrelse, og hjernestørrelse var bare en passasjer?

Svar på disse spørsmålene er fortsatt på vent. Men etter hvert som vårt arbeid går, blir bildet klarere. Takket være vår forskning er det nå klart at miljøforstyrrelser, inkludert endringer i klimaet, og invasjonen av konkurrenter og nye rovdyr, spilte en viktig rolle i å omforme hjernen til forfedre elefanter og deres oppførsel.Den Conversation

Om forfatterne

Julien Benoit, Postdoc i Vertebrate Palaeontology, University of the Witwatersrand og Paul Manger, professor i komparativ og evolusjonær nevromobiologi, University of the Witwatersrand

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Livet etter karbon: Den neste globale transformasjonen av byer

by Peter Plastrik, John Cleveland
1610918495Fremtiden for våre byer er ikke hva det pleide å være. Den moderne bymodellen som tok hold globalt i det tjuende århundre har overlevd sin nytte. Det kan ikke løse problemene som det bidro til å skape - spesielt global oppvarming. Heldigvis oppstår en ny modell for byutvikling i byer for å aggressivt takle virkelighetene av klimaendringer. Det forandrer måten byer designer og bruker fysisk plass, genererer økonomisk rikdom, forbruker og disponerer ressurser, utnytter og opprettholder de naturlige økosystemene og forbereder seg for fremtiden. Tilgjengelig på Amazon

Den sjette utryddelsen: En unaturlig historie

av Elizabeth Kolbert
1250062187I løpet av de siste halv milliarder årene har det vært Fem masseutryddelser, da mangfoldet av liv på jorden plutselig og dramatisk ble inngått. Vitenskapsmenn rundt om i verden overvåker for øyeblikket sjette utryddelsen, som antas å være den mest ødeleggende utryddelseshendelsen siden asteroideffekten som slettet ut dinosaurene. Denne gangen er katastrofen oss. I prosa som er umiddelbart ærlig, underholdende og dypt informert, New Yorker forfatteren Elizabeth Kolbert forteller oss hvorfor og hvordan mennesker har endret livet på planeten på en måte som ingen arter har før. Interweaving forskning i et halvt dusin disipliner, beskrivelser av den fascinerende arten som allerede har gått tapt, og historien om utryddelse som et konsept, gir Kolbert en flytende og omfattende redegjørelse for forsvunnelsene som skjer før våre øyne. Hun viser at den sjette utryddelsen sannsynligvis vil være menneskehetens mest varige arv, og tvinger oss til å revurdere det grunnleggende spørsmålet om hva det betyr å være menneske. Tilgjengelig på Amazon

Klima kriger: Kampen for overlevelse som verdens overoppheting

av Gwynne Dyer
1851687181Bølger av klimaflyktninger. Dusinvis av mislykkede stater. Full krig. Fra en av verdens store geopolitiske analytikere kommer et skremmende glimt av de strategiske realitetene i den nærmeste fremtid, når klimaendringer driver verdens krefter mot overkroppens overlevelsespolitikk. Prescient og unflinching, Climate Wars vil være en av de viktigste bøkene i de kommende årene. Les det og finn ut hva vi skal på. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}