新研究揭開大腦尺寸之謎

一項新研究顯示，體型最大的動物并不具有相應比例的更大的大腦，而人類卻恰恰相反。7月8日，相關研究成果發表于《自然-生態與進化》。

英國雷丁大學和達勒姆大學的研究人員收集了大約1500個物種的大腦和體形大小的龐大數據集，以澄清幾個世紀以來圍繞大腦進化的爭議。

相對于身體而言，更大的大腦與智力、社交能力和行為復雜性有關——人類已經進化出了異常大的大腦。

這項新研究表明，體形最大的動物的大腦并沒有按比例變大，這挑戰了人們長期以來對大腦進化的看法。

論文作者之一、雷丁大學教授Chris Venditti說：“一個多世紀以來，科學家一直認為這種關系是線性的，即動物越大，大腦就越大。我們現在知道，這不是真的。大腦和體形大小之間的關系是一條曲線，這意味著非常大的動物的大腦大小比預期的要小。”

“我們的研究結果有助于解決腦-體質量關系中令人困惑的復雜性。”論文作者之一、達勒姆大學教授Rob Barton說，“我們的模型很簡單，這意味著以前精心設計的解釋不再必要——相對大腦大小可以用一個單一的基礎模型來研究。”

這項研究揭示了所有哺乳動物的大腦和體形之間的簡單聯系，這使得研究人員能夠識別出打破常規的物種。

這些打破常規的物種中包括智人，它的進化速度比其他所有哺乳動物都快20多倍，從而形成了今天人類特有的巨大大腦。

研究顯示，所有哺乳動物群體都表現出了快速變化——無論是朝著更小的大腦還是更大的大腦發展。

例如，蝙蝠剛出現時大腦迅速縮小，但隨后相對大腦大小的變化速度非常緩慢，這表明可能存在與飛行需求相關的進化限制。

有3組動物的大腦大小變化最為明顯：靈長類動物、嚙齒類動物和食肉動物。它們的大腦相對大小有隨時間增加的趨勢，這并不像以前認為的那樣是所有哺乳動物中都普遍存在的趨勢。

論文作者之一、雷丁大學的Joanna Baker說：“我們的研究結果揭示了一個謎。在體形最大的動物身上，有某種東西可以防止大腦變得太大。這是否是因為超過一定尺寸的大腦的維護成本太高，還有待觀察。但我們也在鳥類身上觀察到了類似的曲線，這種模式似乎是一種普遍現象，導致這種‘奇怪天花板’的原因適用于生物學上非常不同的動物。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-024-02451-3