頭腦簡單,四肢發達!沒錯,你就是這麼過來的

2022年04月04日11:20

  ▎藥明康德內容團隊編輯

  現代哺乳動物最引人注目的便是超複雜的神經系統和體積很大的大腦。因此,很多人會理所當然地認為哺乳動物憑藉更大的大腦從漫長的演化歷史中脫穎而出。

  尤其是在恐龍滅絕之後,哺乳動物更是迅速崛起。從小型囓齒動物到大型食草動物,哺乳動物的體型越來越大,大腦似乎也跟隨體型擴張的趨勢變得更大。但真實的情況可能恰恰相反,大腦完全是演化和發育的最後選項,據《科學》的一項最新研究,“頭腦簡單,四肢發達”或許才是哺乳動物繁衍至今的法則。

  在距今超過6500萬年的中生代,處於恐龍的強大勢力之下,哺乳動物通常都小巧而靈活。但一顆小行星的光臨徹底打破了這一局勢,恐龍王朝走向了末路,非鳥類恐龍滅絕之後,騰出來的位置逐漸被適應性更強的哺乳動物填補了。

  在美國新墨西哥州和科羅拉多州的地下,埋藏著眾多恐龍滅絕後的哺乳動物化石,這給了科學家對哺乳動物演化過程一探究竟的機會。愛丁堡大學的古生物學家Steve Brusatte和同事共發現了34個屬於古新世(約6500萬至5500萬年前)和始新世(約5500萬至3200萬年前)的哺乳動物頭骨化石。

  借助計算機斷層掃瞄技術,研究團隊對頭骨化石進行了3D重建,並以此製作了一個內嵌模型,這個模型可以更好地展示空頭骨的模式,以此來推斷大腦的體積。隨後他們將這些動物的大腦體積與身體體積進行了比較。

  對這些骨骼化石的分析結果顯示,哺乳動物幾乎在恐龍滅絕之後立即開始增長體型,而大腦則是在滅絕事件1000萬年之後才開始變大。這也說明,在一段時間里,哺乳動物大腦體積相對於身體體積的比例其實是在不斷下降的。

  研究者也沒有預料到情況會是這樣,大腦怎麼還有如此之小的歷史呢?愛丁堡大學的古生物、神經學家Ornella Bertrand教授認為這或許正是由生存需求決定的。最初哺乳動物剛剛興起,可用資源較多,因此擴大體型和數量是最佳的選擇。而一旦哺乳動物佔據主導地位,誰更聰明誰就能爭奪更多的食物、躲避捕獵者追殺。

  具體來看,哺乳動物大腦的發育也是有選擇性的,例如負責嗅覺的嗅球其實並沒有變大,這是因為在恐龍時代生活的小型哺乳動物嗅覺已經足夠靈敏,不需要額外增強功能了。大腦變大的部分大多來自新皮質,這一區域主要負責處理視覺信息、控制運動、完成記憶功能。這些都是哺乳動物在同類競爭中取勝的必備技能。

  當然,也有科學家不太同意Bertrand等人的推論,範德比爾特大學神經解剖學家 Suzana Herculano-Houzel博士認為,按照上述假設,哺乳動物大腦變得更大,競爭能力更強之後就可以獲取更多資源,這變相地為大腦發育提供了更多能量,競爭力會滾雪球一般增強。如果按照競爭假說,體型小、大腦小的哺乳動物應該已經消失了,但我們可以看到事實並非如此。

  這些討論也引得了更多科學家對哺乳動物大腦演化問題的關注,競爭或許參與了大腦的變化,但不是全部答案。人類總認為自己擁有著最聰明的大腦,但是現在似乎還不清楚自己如此聰明的大腦是何時來的,是不是有點有趣呢?

  參考資料:

  [1] Early mammals got big before they got smart。 Retrieved Apr 1st, 2022 from https://www.science.org/content/article/early-mammals-got-big-they-got-smart

  [2] O。 Bertrand et al。 Brawn before brains in placental mammals after the end-Cretaceous extinction。 Science。 Vol。 376, April 1, 2022, p。 80。 doi: 10.1126/science.abl5584。

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