Мел-палеогенове вимирання збільшило мозок птахів

Аналіз ендокранів вимерлих і нині живих птахів, а також споріднених їм динозаврів тероподів виявив особливості еволюції розміру мозку представників цієї групи, повідомляється в. У ранніх птахів відносний розмір мозку був не більше, ніж у тероподів, але став швидше збільшуватися після мел-палеогенового вимирання, яке звільнило нові екологічні ніші. Дійсно великим відносно тіла мозок птахів став відносно недавно, у еволюційно молодих груп - папуг, вранових, колібрі і стрижів, причому вони прийшли до цього різними шляхами.

Хоча абсолютна маса мозку і її відношення до маси тіла не є прямим показником інтелекту, деякі відомості про його загальний рівень і про можливості нервової системи вони можуть дати. Тому змінам розміру цього органу в ході еволюції приділяється багато уваги. Воно може залежати від інших ознак, які самі по собі схильні до відбору, - наприклад від маси тіла. Птахи в цілому в ході еволюції ставали мельче: легке тіло простіше підняти в повітря.

Група біологів на чолі з Даніелем Ксепкою (Daniel Ksepka) з Музею імені Брюса використовувала дані по ендокранах (зліпках внутрішньої поверхні черепа) 284 видів сучасних птахів, 22 видів вимерлих птахів і 12 видів тероподів, що не належать до птахів, щоб визначити співвідношення обсягу їх мозку і маси всього тіла. Також вони використовували дані з роботи інших авторів, де вивчали черепи приблизно 1900 сучасних видів птахів. До даних застосували процес Орнштейна-Уленбека (потрібен для моделювання того, як змінюється будова організмів з часом) і коваріаційний аналіз (для підтвердження висновків, отриманих в результаті попередньої операції).

За співвідношенням обсягу головного мозку і маси цілого організму дослідники поділили птахів і тероподів на 11 груп. Їх, у свою чергу, об'єднали в чотири більш великі залежно від відносного розміру мозку. Найменшим він виявився у базальних птахів (найближчих по будові і походженню до спільного предка; приклад - страуси і моа), сов, курогусиних, голубів і тероподів. Середнім він був у ківі і більшості інших сучасних птахів. Високим - у пінгвінів, сонячних цапель і навколоводних птахів (чайок, крачок, дупелів), а найбільших значень досяг у стрижів, колібрі, птахів-мишей, дятлів, горобиноподібних і папуг.

Отримані дані зіставили з інформацією про те, коли з'явилися різні групи птахів. Зв'язок процесів збільшення відносного розміру мозку і зменшення маси тіла знайшли далеко не у всіх груп і не на всьому протязі еволюції птахів. На перший план вийшли інші фактори. Виявилося, що еволюція розмірів мозку у птахів прискорилася після мелового палеогенового вимирання близько 65 мільйонів років тому. Тоді звільнилося безліч екологічних ніш, раніше зайнятих динозаврами. До того ж, тварини з більшим мозком могли швидше пристосовуватися до мінливих умов середовища, і в такому випадку відбір сприяв їх виживанню.

Потім швидкість збільшення відносних розмірів мозку птахів впала аж до моменту, коли з'явилися папуги і вранові. Це, як правило, великі птахи, і абсолютний розмір їх мозку теж великий. А стрижі і колібрі, очевидно, досягли подібних співвідношень іншим шляхом - мініатюризацією всього тіла. Протягом значної частини їх еволюції загальна маса тіла у них падала швидше, ніж об'єм головного мозку, за рахунок чого цей орган залишився порівняно великим.

Папуги і ворони - найрозумніші птахи, здатні до мовного наслідування і вирішення абстрактних завдань. Великий мозок, напевно, сприяв розвитку їхнього інтелекту. Але крім пропорцій мозку в плані розумових здібностей має значення кількість нервових клітин в цьому органі, щільність їх розташування і число зв'язків між ними. Тому щоб визначити, як еволюціонував інтелект птахів, потрібно врахувати і ці параметри.

У рамках великого таксона хребетних - класу - складніше знайти таку тенденцію в еволюції мозку і його відділів, яка об'єднувала б усіх його представників. Простіше відшукати її в невеликих групах. Так, збільшенню мозку китоподібних (загін у класі ссавців) сприяв розвиток соціальних взаємодій. У загону приматів в рамках одного сімейства мавпових пропорції різних відділів головного мозку близькі, але різні мавпи в цій групі прийшли до них неоднаковими еволюційними шляхами.