У великому тілі великий мозок: як насправді корелюють маса тіла і сірої речовини

Ідея про те, що маса мозку і тіла тварин корелюють, має інтуїтивний сенс: зрештою, у більших тварин мозок більший, ніж у дрібніших. Проте вченим ніяк не вдавалося виявити остаточну модель того, як саме працює цей зв'язок між масою тіла і мозку, пише Science Alert.

У новому дослідженні вчені припускають, що їм вдалося розгадати цей секрет. Передбачається, що проблема виникла через фундаментальну помилку, допущену в стародавньому припущенні про математичний взаємозв'язок між двома масами. У своїй роботі вчені припустили альтернативну модель, яка більше відповідає даним і обіцяє знайти відповідь на кілька інших важливих питань про еволюцію мозку.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Протягом десятиліть основним припущенням залишалося те, що відношення між масами мозку і тіла підпорядковується лише відносно простому степеневому закону. Однак тепер учені вважають, що ця теорія може бути застосована лише до окремих груп видів.

На жаль, поки що вченим все ще не вдалося виявити ідеальну конфігурацію рівняння, яку можна було б застосувати у всіх випадках. Ба більше, відмінності таксономічними рівнями виявилися настільки неприємними, що їм дали власну назву: проблема на рівні таксонів.

У своїй новій роботі вчені зосередилися на розумінні того, наскільки ми маємо рацію, вважаючи. Що взаємозв'язок між розмірами мозку і тіла підпорядковується свого роду логарифмічній лінійній залежності. Автори дослідження використовували великий набір даних, що складається з 1504 значень маси мозку/тіла ссавців, а потім розглянули, яка з моделей найкраще відповідає цим даним.

Тепер учені вважають, що цей взаємозв'язок зовсім не логарифмічно лінійний, а криволінійний: при побудові в логарифмічному масштабі сам графік має викривлятися, щоб відповідати цьому.

Далі вчені провели кілька тестів різних рівнянь, що дозволило їм побудувати криву. Команда виявила, що найкраще підходить поліном другого порядку — квадратне рівняння, з яким зазвичай стикаються в старшій школі.

Ключовою особливістю такої кривої стало те, що "у міру збільшення маси ссавців швидкість збільшення маси мозку і тіла знижується". Простими словами, модель передбачає, що у дуже великих тварин мозок буде меншим, ніж передбачала лінійна модель. І це повністю відповідає дослідженому набору даних.

Наявність нової єдиної кривої також дала змогу вченим порівняти групи, що мають помітно різні алометричні коефіцієнти в рамках попередньої моделі. У нової моделі також є ще одна перевага: вона дає змогу вивчити еволюційні тенденції в еволюції ознак у часі. У результаті вченим вдалося вивчити швидкість збільшення маси мозку, тобто визначити, з якою швидкістю розвивається більший мозок. Результати показують значні розбіжності між видами.

Водночас науковці визнають, що причина того, чому маси мозку і тіла корелюють саме таким чином, все ще залишається загадкою. У майбутньому команда сподівається продовжити роботу, щоб розгадати та цю таємницю.

Раніше Фокус писав про те, що вчені розповіли, у яких тварин найбільший мозок стосовно розміру тіла.