Не для интеллекта: зачем китам и дельфинам столь большой мозг

У китов и дельфинов самый большой мозг на планете. У некоторых из них он весит более 8 кг, что в 6 раз тяжелее среднего человеческого мозга. Огромный мозг этих млекопитающих часто упоминается как доказательство их высокого интеллекта. Однако указывает ли большой размер мозга китов и дельфинов на то, что у них такие же умственные способности, как у людей? О новом исследовании ученых читайте далее.

Новое исследование

Новое исследование, проведенное профессором Полом Мангером из Школы анатомических наук Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге (Южная Африка), показало, что большому мозгу китов и дельфинов не хватает гибкости и приспособляемости, чтобы достичь умственного развития людей. Ученые также установили, что мозг этих млекопитающих эволюционировал, чтобы не переохлаждаться в ледяной воде океана. Итоги изыскания были опубликованы в журнале Scientific Reports.

«В воде млекопитающие выделяют свое тепло в окружающую среду в 90 раз быстрее, чем мы в воздух, — говорит Мангер. – Мозг млекопитающих производит тепло независимо от тепловых механизмов тела. Эта энергия необходима, чтобы нейроны находились в комфортных условиях и могли эффективно функционировать».

Что обнаружили ученые

Мозг китов и дельфинов достиг своих предельных параметров примерно 32 млн лет назад, через 20 млн лет после того, как эти млекопитающие стали полностью водными, и почти в то время, когда температура воды в океане на всей планете резко упала. Даже небольшое снижение температуры мозга делает его нейроны неактивными, что значительно снижает умственные способности. Мангер и его команда предположили, что если изменения температуры воды приводят к появлению большого мозга у китов и дельфинов, то у этих животных должна существовать специализированная система производства тепла, невидимая в мозге других млекопитающих.

«Мы обнаружили, что большинство клеток, из которых состоит мозг китов и дельфинов, обладают внутренней химией, необходимой для функционирования в качестве нагревательных элементов мозга, — говорит Мангер, который впервые в 2006 году предположил, что большой размер мозга морских животных — это адаптивный эволюционный ответ на проблемы жизни в холодной водной среде. — Этих «нагревательных элементов» гораздо меньше в мозге наземных млекопитающих, таких как бегемоты, свиньи, буйволы, верблюды и антилопы».

Мангер и его коллеги обнаружили три особенности системы производства тепла на основе мозга китов и дельфинов:

Около 90 % нейронов мозга этих животных содержат белки, называемые разобщающими белками. Эти субстанции делают выработку энергии в клетках очень неэффективной, выделяя тепло вместо АТФ, необходимого для нормальной работы нейронов. У близкородственных видов, таких как речной бегемот, только 35 % нейронов содержат эти белки.

У китов и дельфинов 30-70 % глиальных клеток, поддерживающих функцию нейронов, содержат разобщающие белки. У других близкородственных видов эти глиальные клетки, по-видимому, не содержат разобщающих белков в легко обнаруживаемых количествах.

Нервные окончания, включающие нейрохимический норадреналин, который контролирует концентрацию и активность разобщающих белков, примерно на 30 % плотнее в мозге китов и дельфинов по сравнению с близкородственными видами.

Выводы ученых

«Эти новые открытия, объединенные с нашим текущим пониманием структуры и функций мозга китов и дельфинов, указывают на то, что мозг этих млекопитающих специализируется на термогенезе, вероятно, в ответ на холодную водную среду обитания, а не для развития интеллектуальных функций», — говорит Мангер. Ученые считают, что для целей сохранения жизненно важно понять этих уникальных млекопитающих такими, какими они есть на самом деле.

«Знание того, насколько важна температура воды для их выживания, может позволить нам понять, что произойдет с некоторыми видами китов и дельфинов во время неизбежного повышения температуры океана, которое связано с изменением климата, вызванным деятельностью человека, — говорит Мангер. — Вполне возможно, что некоторые виды могут погибнуть из-за перегрева, став жертвами глобального потепления. Это понимание позволит нам направить наши усилия наиболее подходящим способом для обеспечения будущего как можно большего числа видов китов и дельфинов».