Słonie od dawna przyciągają naszą uwagę, częściowo ze względu na ich wielkość i majestat. Ale nas też uderza ich złożone zachowanie. W pewnym sensie jesteśmy zafascynowani, ponieważ takie zachowanie odzwierciedla nasze najbardziej ludzkie uczucia. Na przykład wielokrotnie obserwowano słonie za pomocą narzędzi i zasmucając swoich zmarłych.

Ich historia ewolucyjna jest również interesująca. Pod wieloma względami przypomina to ludzi. Przodkowie słoni pochodzi w Afryce, tak jak nasza. Ich potomkowie, w tym mamuty, wyjechali z Afryki, by zamieszkać na innych kontynentach. W trakcie tego procesu ewoluowali największy mózg spośród wszystkich zwierząt lądowych. To waży około 5kg, podczas gdy nasze własne mózgi ważyć 1.4kg.

Ale co napędzało ten szczególny element ewolucji słoni? Mimo że zapis kopalny przodków słoni jest bogaty - z opisano prawie gatunki 300 - po prostu długo nie znaliśmy odpowiedzi. Od najwcześniejszych gatunków z małymi mózgami do współczesnych słoni z dużymi mózgami, istniał prawie 30 przez cały milion lat luka w naszej wiedzy.

Teraz, dzięki najnowocześniejszym technikom skanowania i najnowszej rekonstrukcji statystycznej cech przodków, mamy odpowiedź. Zespół naukowców z Afryki Południowej, Europy i Ameryki Północnej - łącznie z nami - spędził sześć lat na rekonstrukcji pierwszej dokładnej linii czasowej ewolucji mózgu w linii słoni. Wyniki tej międzynarodowej współpracy zostały opublikowane w raportach naukowych.

A odpowiedź na to pytanie od dawna? Zmiany klimatu są w dużej mierze tego przyczyną. Zmiana klimatu, inne zakłócenia środowiska oraz inwazja konkurentów i nowych drapieżników prawdopodobnie odegrały ważną rolę w przekształcaniu mózgów starożytnych słoni. Wiedza o tym rozwiązuje nie tylko od dawna tajemnicę naukową. Oznacza to również, że mamy sposób na zrozumienie, w jaki sposób współczesne gatunki mogą dostosować się do obecnego kryzysu klimatycznego.

Zmiany związane z klimatem

Nasze badanie wykazało, że rozmiar mózgu u przodków słoni zwiększył się w dwóch pulsach, około 26 i 20 milion lat temu. Iloraz encefalizacji (miara względnej wielkości mózgu skorygowanej o wielkość ciała) podwoił się podczas każdego impulsu. To przekształciło mały mózg wczesnych krewnych słoni w duży mózg porównywalny pod każdym względem do mózgu współczesnych gatunków.

Zauważalnie, te dwa impulsy wzrostu wielkości mózgu odpowiadają okresom poważnych zakłóceń środowiska w Afryce. Jakieś 26 milionów lat temu, Antarktyda została zamrożona po raz pierwszy, co spowodowało globalne wysuszenie klimatu. Gęste lasy deszczowe Afryki zamieniły się w sawanny i pustynie.

Klimat wtedy zmienił się ponownie około 20 milionów lat temu, aby powrócić do cieplejszego i wilgotniejszego afrykańskiego środowiska. Ta niestabilność klimatyczna została uzupełniona pojawieniem się pomostu lądowego między Azją a Afryką.

Przed 20 milionami lat temu Afryka rzeczywiście istniała odizolowany kontynent. Ale z powodu dryfu kontynentalnego ostatecznie zderzyło się z Lewansem (obszar obejmujący współczesną Palestynę, Izrael, Liban, Syrię, Jordanię i Irak), umożliwiając inwazję rywalizujących roślinożerców i nowych drapieżników z Azji. Fauna inwazyjna obejmowała przodków współczesnego lwa, zebry, nosorożca, hipopotama i antylop. Wielkie małpy jeszcze nie istniały. Niektóre duże gatunki wymarły w tym czasie; najbardziej znany jest Arsinoitherium, nosorożec krewny słoni.

Słonie przodków musiały się przystosować lub wyginąć. W tym czasie były to nadal stosunkowo małe zwierzęta wielkości tapira, z krótkim pniem. Stawiamy hipotezę, że większy mózg umożliwił większą elastyczność behawioralną: być bardziej eksploracyjnym, migrować w poszukiwaniu jedzenia, radzić sobie z większą różnorodnością diet (liści, owoców, trawy) oraz pamiętać o lokalizacji odległych otworów wodnych w porze suchej , na przykład. Większy mózg mógł pomóc im przechytrzyć konkurencję i uniknąć drapieżników.

Rozmiar ciała i mózgu

Słoniom pomógł również fakt, że stały się tak duże. Będąc duży otwiera nowy świat korzyści: odstrasza drapieżników, a gdy zasobów żywności i wody jest mało, duże ciało może przechowywać więcej tłuszczu i wody, a większe jelita mogą bardziej wydajnie trawić pokarm.

Okazało się, że rozmiar mózgu ewoluował ściśle wraz z rozmiarem ciała w linii słoni. Sugeruje to, że ewolucja dużego ciała nie jest całkowicie niezależna od dużego mózgu. Duży mózg słonia prawdopodobnie ewoluował, nie tylko w celu większej elastyczności behawioralnej, ale także w parze z dużym ciałem. To ostrzegawcza opowieść o interpretowaniu wielkości mózgu tylko w świetle retrospektywnie zastosowanych hipotez o potrzebie większej inteligencji.

Mówiąc najprościej, kiedy okaże się, że rozmiar mózgu danej linii wzrósł, ludzie dochodzą do wniosku, że dzieje się tak, ponieważ linia musiała stać się mądrzejsza, aby przetrwać. Nie możemy jednak zapominać, że rozmiar mózgu jest skorelowany z wieloma innymi zmiennymi: rozmiar ciała jest jednym z przykładów. Długość ciąży jest inna (więcej czasu w macicy oznacza większy mózg). Zwykle ludzie myślą, że są to skutki uboczne większego mózgu, ale co jeśli większy mózg byłby faktycznie efektem ubocznym większej masy ciała? Co, jeśli dobór naturalny działał wyłącznie na wielkość ciała, a rozmiar mózgu był tylko pasażerem?

Odpowiedzi na te pytania są nadal w toku. Ale w miarę postępu naszej pracy obraz staje się wyraźniejszy. Dzięki naszym badaniom widać obecnie, że zakłócenia środowiska, w tym zmiany klimatu oraz inwazja konkurentów i nowych drapieżników, odegrały ważną rolę w ponownym kształtowaniu mózgu słoni przodków i ich zachowaniu.

O Autorach

Julien Benoit, Postdoc w paleontologii kręgowców, University of the Witwatersrand oraz Paul Manger, profesor neurobiologii porównawczej i ewolucyjnej, University of the Witwatersrand

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

{wembed Y=BZ2wUXrKqYU}

Powiązane książki

Life After Carbon: Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
Przyszłość naszych miast nie jest już taka, jak kiedyś. Model nowoczesnego miasta, który został przyjęty na całym świecie w XX wieku, przeżył swoją przydatność. Nie może rozwiązać problemów, które pomógł stworzyć - zwłaszcza globalnego ocieplenia. Na szczęście w miastach pojawia się nowy model rozwoju miast w celu agresywnego radzenia sobie z realiami zmian klimatu. Zmienia sposób, w jaki miasta projektują i wykorzystują przestrzeń fizyczną, generują bogactwo gospodarcze, konsumują i pozbywają się zasobów, eksploatują i utrzymują naturalne ekosystemy oraz przygotowują się na przyszłość. Dostępne na Amazon

Szóste wyginięcie: nienaturalna historia

Elżbieta Kolbert
W ciągu ostatnich pół miliarda lat miało miejsce Pięć masowych wymierań, kiedy różnorodność życia na Ziemi nagle i dramatycznie się zmniejszyła. Naukowcy z całego świata monitorują obecnie szóste wyginięcie, które, jak się przewiduje, będzie najbardziej niszczycielskim wydarzeniem wyginięcia od czasu uderzenia asteroidy, która zniszczyła dinozaury. Tym razem kataklizm to my. W prozie, która jest jednocześnie szczera, zabawna i głęboko poinformowana, New Yorker pisarka Elizabeth Kolbert mówi nam, dlaczego i jak istoty ludzkie zmieniły życie na planecie w sposób, jakiego nie zrobił żaden gatunek wcześniej. Przeplatając badania w pół tuzinie dyscyplin, opisy fascynujących gatunków, które już zostały utracone, oraz historię wyginięcia jako koncepcji, Kolbert przedstawia poruszającą i kompleksową relację o zniknięciach, które mają miejsce na naszych oczach. Pokazuje, że szóste wyginięcie prawdopodobnie będzie najtrwalszym dziedzictwem ludzkości, zmuszając nas do przemyślenia fundamentalnego pytania, co to znaczy być człowiekiem. Dostępne na Amazon

Wojny klimatyczne: walka o przetrwanie, gdy świat się przegrzewa

autor: Gwynne Dyer
Fale uchodźców klimatycznych. Dziesiątki nieudanych stanów. Wojna totalna. Z jednego z największych analityków geopolitycznych na świecie dochodzi przerażające spojrzenie na strategiczne realia najbliższej przyszłości, kiedy zmiany klimatu popychają potęgę świata w kierunku surowej polityki przetrwania. Przewidujący i niezachwiany, Wojny klimatyczne będzie jedną z najważniejszych książek nadchodzących lat. Przeczytaj i dowiedz się, do czego zmierzamy. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.