А к сезону размножения размер мозга снова увеличивается! Чудны дела твои, эволюция.
Группа исследователей под руководством Института поведения животных Макса Планка изучала, как мелкие млекопитающие справляются с энергетическим кризисом в зимний период. В центре внимания оказался феномен Денеля – уникальная стратегия, при которой животные уменьшают размер своего тела и органов, включая головной мозг, чтобы пережить холода.
Ученые установили, что в течение зимы объем черепа и других органов может сокращаться на величину до 30%. Рассматривались такие виды, как обыкновенная бурозубка (лат. Sorex araneus), европейские кроты (лат. Talpa europaea) и представители семейства куньих (лат. Mustelidae).
Биологи выяснили, что мозг является одним из самых энергозатратных органов. Для животных с быстрым метаболизмом, которые не впадают в спячку, поддержание работы крупного мозга зимой становится невозможным из-за нехватки пищи. Уменьшение тканей, в частности черепа за счет частичного рассасывания кости в районе швов, позволяет организму значительно снизить потребность в энергии. Это критически важно, когда затраты на обогрев тела превышают доступные ресурсы.
В ходе работы был применен филогенетический сравнительный метод. Ученые впервые доказали, что феномен Денеля возникал в ходе эволюции независимо у нескольких разных групп млекопитающих. Анализ показал, что эта адаптация характерна для видов, обитающих в условиях сезонного климата, где доступ к пище зимой резко ограничен.
Была обнаружена статистическая закономерность: виды, способные к сезонному уменьшению органов, имеют более короткую продолжительность жизни и более высокие темпы размножения по сравнению с родственными видами, не обладающими такой чертой.
Это подтверждает, что уменьшение мозга – жесткий эволюционный компромисс ради выживания. Весной органы животных снова начинают расти, восстанавливая часть утраченного объема, что необходимо для успешного участия в сезоне размножения.
Эта работа наглядно показывает, как жесткий дефицит энергии заставляет организмы радикально менять свою анатомию, что в конечном итоге определяет весь путь развития вида.