英国雷丁大学和杜伦大学的研究人员收集了大约1500个物种的大脑和体形大小的庞大数据集,以化解围绕大脑进化产生的争议问题。
一个多世纪以来,科学家一直认为这种关系是线性的,也就是说,动物越大,大脑就越大。而我们现在知道,这不是真的。大脑和体形大小之间的关系是一条曲线,这意味着非常大的动物的大脑比预期的要小。
这项研究揭示了所有哺乳动物的大脑和体形之间的简单联系,使得研究人员能够识别出打破常规的物种。这些打破常规的物种中就包括智人,其进化速度比其他哺乳动物快20倍以上,从而形成了今天人类特有的巨大大脑。
但人类并不是唯一与这种趋势相悖的物种。研究显示,所有哺乳动物群体都表现出了快速变化——无论是朝着更小还是更大的大脑进化。例如,蝙蝠刚出现时大脑迅速缩小,但随后大脑体积的变化速度则非常缓慢,这表明可能存在与飞行需求相关的进化限制。
有3类动物的大脑尺寸变化最为明显:灵长类动物、啮齿类动物和食肉动物。它们的大脑尺寸呈现随时间增加的趋势,这一趋势并不像以前认为的那样在所有哺乳动物中普遍存在。
研究人员发现,体形较大的动物会防止大脑变得太大,这是否因为超过一定尺寸的大脑维持成本太高,还有待观察。但在鸟类身上观察到了类似的曲线,这种模式似乎是一种普遍现象,使得这种“奇怪天花板”的原因适用于生物学上非常不同的动物。
(《中国科学报》7.10 文乐乐)