Czaszka psa i znajdujący się w niej model 3D mózgu oparty na tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości. Źródło: László Zsolt Garamszegi, Enikő Kubinyi, Kálmán Czeibert, Gergely Nagy, Tibor Csörgő, Niclas Kolm, Ewolucja względnej wielkości mózgu u psów – brak wpływu selekcji pod kątem funkcji rasy, wielkości miotu lub długowieczności, Ewolucja, tom 77, wydanie 7 , lipiec 2023, strony 1591–1606, https://doi.org/10.1093/evolut/qpad063
Naukowcy Garamszegi i Kolm odkryli, że udomowienie nie jest jedynym czynnikiem zmniejszającym rozmiar mózgu psowatych. Badając 25 gatunekpokazują, że adaptacje ekologiczne, takie jak hibernacja u jenotów, również odgrywają kluczową rolę, co skłania do ponownego rozważenia ewolucyjnego wpływu udomowienia.
Niedawne badanie przeprowadzone przez László Zsolta Garamszegiego z Instytutu Ekologii i Botaniki Centrum Badań Ekologicznych na Węgrzech i Niclasa Kolma z Wydziału Zoologii Uniwersytetu w Sztokholmie w Szwecji podważa utarte od dawna przekonanie, że udomowienie jest głównym czynnikiem wpływającym na redukcję wielkość mózgu zwierząt domowych, zwłaszcza psów. W badaniu wykorzystano filogenetyczną metodę porównawczą w celu sprawdzenia, czy udomowiony pies (Canis znajomy) ma wyjątkowo mały mózg w porównaniu do innych gatunków psowatych.
Analiza porównawcza wielkości mózgu psowatych
Panuje przekonanie, że udomowienie prowadzi do znacznego zmniejszenia rozmiaru mózgu w wyniku złagodzonej presji selekcyjnej, takiej jak zmniejszona potrzeba żerowania, współzawodnictwo w godach i unikanie drapieżników. Uważa się, że zjawisko to jest wynikiem zmniejszonego zapotrzebowania na kosztowną metabolicznie tkankę mózgową w udomowionym środowisku.
Podczas gdy udomowione psy wykazują znaczny spadek wielkości mózgu w porównaniu do ich dzikiego przodka, wilka szarego (Canis toczeń), badanie to miało na celu ustalenie, czy ta redukcja jest wyjątkowa, gdy patrzy się na nią w szerszym kontekście filogenetycznym.
Spostrzeżenia filogenetyczne na temat zmniejszania rozmiaru mózgu
Garamszegi i Kolm przeanalizowali dane dotyczące wielkości mózgu i ciała 25 gatunków psów, w tym starożytnych ras psów, które są genetycznie bliższe udomowionym psom przodków. Ich przewidywania filogenetyczne i regresje allometryczne wykazały, że zmniejszenie rozmiaru mózgu u psów udomowionych nie jest jednoznaczną osobliwością ewolucyjną.
Zaobserwowany rozmiar mózgu psów mieścił się w oczekiwanym zakresie dla większości starożytnych ras objętych badaniem, co sugeruje, że udomowienie nie ma wyjątkowego wpływu na zmniejszenie rozmiaru mózgu u psowatych.
Allometryczna zależność między rozmiarem mózgu i ciała u psowatych. Punkty to specyficzne dla gatunku szacunki masy bady i objętości mózgu obserwowane u 25 gatunków psowatych, a linia określa oczekiwaną zależność między nimi w oparciu o model ewolucyjny. Udomowiony pies jest zaznaczony wypełnioną kropką (która pokazuje średnie wartości cech dla 11 starożytnych ras). Punkt danych dotyczący jenota pospolitego, który jest jedynym gatunkiem psowatych zapadającym w sen zimowy, jest oznaczony jego nazwą naukową i pokazuje, że gatunek ten ma najmniejszy rozmiar mózgu, jakiego można się spodziewać na podstawie wielkości ciała. Źródło: Garamszegi LZ, Kolm N. 2024 Zmniejszenie względnej wielkości mózgu u udomowionego psa nie jest osobliwością ewolucyjną wśród psowatych. Biol. Łotysz. 20: 20240336. https://doi.org/10.1098/rsbl.2024.0336
Alternatywne czynniki wpływające na wielkość mózgu
Co ciekawe, badanie wykazało, że jenot zwyczajny (Nyctereutes procyonoides), który zapada w stan hibernacji, jest bardziej wyraźną wartością odstającą pod względem zmniejszenia rozmiaru mózgu. Przypuszcza się, że hibernacja, związana z długimi okresami niskiej aktywności metabolicznej i niedoborem pożywienia, ogranicza ewolucję wielkości mózgu ze względu na wysokie zapotrzebowanie energetyczne dużych mózgów.
Znacząco mniejszy rozmiar mózgu jenota potwierdza tę hipotezę, podkreślając, że czynniki inne niż udomowienie, takie jak adaptacje ekologiczne, takie jak hibernacja, również mogą powodować zmniejszenie rozmiaru mózgu.
Wnioski dotyczące udomowienia i ewolucji mózgu
Z badania wynika, że chociaż udomowienie rzeczywiście przyczynia się do zmniejszenia rozmiaru mózgu psów, nie należy przeceniać jego wyjątkowości jako niezwykle potężnej siły ewolucyjnej. Odkrycia sugerują, że inne presje ekologiczne i ewolucyjne mogą w podobny sposób wpływać na wielkość mózgu i mogą pośredniczyć w skrajnych różnicach również u gatunków nieudomowionych.
Bardziej zrównoważona i mniej skupiona na człowieku perspektywa mogłaby udoskonalić nasze zrozumienie złożonej zależności między udomowieniem a ewolucją rozmiaru mózgu u ssaków. Praca Garamszegiego i Kolma może zmienić sposób, w jaki interpretujemy ewolucyjną rolę udomowienia.
Odniesienie: „Zmniejszenie względnego rozmiaru mózgu u psa udomowionego nie jest osobliwością ewolucyjną wśród psowatych”, László Zsolt Garamszegi i Niclas Kolm, 1 sierpnia 2024 r., Listy z biologii.
DOI: 10.1098/rsbl.2024.0336
Finansowanie: Krajowe Biuro Badań, Rozwoju i Innowacji – NKFIH, Szwedzka Rada ds. Badań Naukowych 244, Narodowy Program Zrównoważonego Rozwoju i Technologii Węgierskiej Akademii Nauk (MTA FFT FTA)
