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

Som eiere av noen av de største hjernene i dyreriket, antar vi mennesker ofte kognitiv ytelse, oppgaveløsning og sosiale interaksjoner var de grunnleggende ingrediensene som fremmet utviklingen av våre komplekse hjerner.

Vår ny studie, nylig publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences, utfordrer denne intuitive antagelsen.

Sammen med andre biologiske og økologiske faktorer mister kognitive og sosiale faktorer sin ledende rolle i å drive økt hjernestørrelse. I stedet er det mengden foreldreomsorg avkommet får som støtter en større hjerne.

Hjerner er dyre

Hjernen er en av de mest kostbare organer i et dyrs kropp – nevral aktivitet krever store mengder energi. Jo større hjernen er, jo mer energi trenger den for å opprettholde seg selv.


innerself abonnere grafikk


Biologer har lenge antatt at denne store kostnaden må komme med noen solide fordeler ved å være storhjernet. Noen av de foreslåtte fordelene var kognitive ferdigheter, evnen til å løse vanskelige problemer og engasjere seg i komplekse sosiale interaksjoner.

Å se på mennesker, menneskeaper og andre primater så ut til å bekrefte denne antagelsen: våre store hjerner brukes rutinemessig i situasjoner som krever kreative løsninger, og til opprettholde sosial integritet i store grupper.

Det er ett problem med dette resonnementet. Store hjerner bruker lang tid på å vokse, og mens de gjør det, trenger de fortsatt betydelige mengder drivstoff (selv mer enn i voksen alder). De er også betydelig mindre kraftige før de når sin endelige størrelse og kompleksitet. Dyr i vekst ville derfor måtte «betale» for voksende hjerner, men ville ikke kunne bruke hjernens kraft på lang tid.

Fuglehjerneundersøkelser

For å løse dette tilsynelatende paradokset bestemte vi oss for å se bort fra pattedyr, som tradisjonelt brukes i hjerneforskning – men som også nesten utelukkende har blitt studert i sammenheng med kognisjon. I stedet dykket vi inn i fugleverdenen. Fugler er fantastiske modeller i mange evolusjonsstudier: de er ekstremt forskjellige, har et bredt spekter av livsstiler og lever i nesten alle ville habitater på jorden.

Fuglehjernestørrelser varierer også enormt, alt fra relativt småhjernede kyllinger og strutser til noen av de smarteste artene med stor hjerne, som papegøyer og korvider.

strutser er blant de minste hjernefuglene.
I forhold til deres store kroppsstørrelse er strutser blant fuglene med minste hjerne.
Shutterstock

Merk at vi her refererer til relativ hjernestørrelse. Vi er med andre ord interessert i hjernens størrelse i forhold til hele dyrets kropp. Det er tross alt lett å ha en stor hjerne (i absolutte termer) hvis du er et stort dyr generelt. Slike kroppsstørrelserelaterte økninger i hjernestørrelse vil heller ikke nødvendigvis føre til forbedret kognisjon.

Analysen vår inkluderte mer enn 1,000 fuglearter som vi hadde data om hjernestørrelse for. Vi har også samlet mange andre variabler som kan være relevante som potensielle drivere for hjernestørrelse: klimaet hver art lever i; om det er migrerende eller ikke; hvordan den mater og hva dens viktigste matkilde er.

Viktigst av alt, for alle inkluderte arter, var vi i stand til å finne registreringer om hvor sosiale og samarbeidsvillige de var, og hvor mye foreldreomsorg de ga avkommet deres.

Det starter i reiret

Vår analyse viste at, i kombinasjon med alle inkluderte variabler, var sosiale faktorer bare svakt relatert til hjernestørrelsesvariasjon hos fugler.

Det viste seg at samarbeid og å leve i større grupper – omstendigheter som vanligvis antas å være sterkt knyttet til store og komplekse hjerner – nesten ikke spilte noen rolle som årsaker til eksepsjonell hjernethet.

Av alle analyserte artsegenskaper var det bare de som var direkte knyttet til foreldreomsorg og forsyning av avkom som viste sterke sammenhenger med hjernestørrelse. Dataene våre viste at arter som matet ungene sine over lengre tid, var arter med noen av de største hjernene (igjen, i forhold til kroppsstørrelse).

Utviklingsstilen betydde mye også. Fugler kan enkelt deles inn i to store grupper. Prekosiale arter er de der ungfisk klekkes fra egg som allerede er relativt godt utviklet (som kyllinger, ender, gjess), som krever lite eller ingen fôring.

Altrisielle fugler blir født hjelpeløse, men å bli matet i lange perioder av foreldrene lar dem vokse større hjerner.
Altrisielle fugler blir født hjelpeløse, men å bli matet i lange perioder av foreldrene lar dem vokse større hjerner.
Shutterstock

Altrisielle fugler klekkes derimot alvorlig underutviklet. Vanligvis er ungene deres blinde, nakne og helt avhengige av foreldrenes omsorg. Denne gruppen inkluderer noen av de mest kjente fuglegruppene vi møter hver dag, som spurver, meiser, rødstrupe og finker.

Fordi altrisielle fugler mottar relativt mer omsorg fra foreldrene sine, spådde vi at de også skulle være i stand til å utvikle større hjerner – et mønster som vi ser tydelig i dataene våre.

Selv om det er utfordrende sett fra andre eksisterende hypoteser (som "sosial hjernehypotesen" nevnt tidligere), gir resultatene våre mye mening.

Som sagt tidligere, er hjerner store energiforbrukere. Hvis denne energien ikke kan tilføres på vanlig måte (fordi en unge har en underutviklet hjerne og ikke kan ernære seg selv), må den tilføres ved foreldremating.

Fulgte menneskelig hjerneutvikling fuglestien?

Resultatene våre reiser et interessant spørsmål - fulgte den evolusjonære historien til pattedyr- og menneskehjerner den samme logikken? Var det mer avhengig av foreldreomsorg enn av utvidelse av sosial atferd og samarbeidende interaksjoner?

Sannsynligvis ja. Det finnes bevis på at stor akselerasjon av menneskelig hjernestørrelses evolusjon var assosiert med økt antall omsorgspersoner og langvarig provisjon av unge langt opp i ungdomsårene.

Det ser også ut til at hjernestørrelsen på pattedyr faktisk er begrenset av mengden energi mødre kan overføre til avkommet frem til avvenning. Når det gjelder å ha en stor hjerne, ser det ut til at foreldrenes kjærlighet og omsorg kommer før etterfølgende læring.

om forfatteren

Den Conversation

Szymek Drobniak, DECRA-stipendiat, UNSW Sydney

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

books_science