Trzy kroki do dużego mózgu

Skąd się wzięła inteligencja ssaków? Wszystko zaczęło się od... nosa – przekonują paleontolodzy

Aktualizacja: 20.05.2011 01:40 Publikacja: 19.05.2011 22:00

Skamieniała czaszka Hadrocodium wui ma 12 mm długości i waży tylko 2 gramy. Ale pozwoliła naukowcom

Skamieniała czaszka Hadrocodium wui ma 12 mm długości i waży tylko 2 gramy. Ale pozwoliła naukowcom sprawdzić, co dało impuls do szybkiego rozwoju dużego mózgu charakterystycznego dla ssaków.

Foto: Carnegie Museum of Natural History

Dlaczego wszystkie ssaki – w tym ludzie – mają tak duże mózgi? Co było tą iskrą, impulsem, który sprawił, że wyprzedziliśmy w ewolucyjnym biegu inne stworzenia – zastanawiali się naukowcy. Teraz, dzięki nowoczesnym technikom badań skamielin drobnych zwierząt sprzed 190 milionów lat, amerykański zespół próbuje odpowiedzieć na to pytanie.

A jest to odpowiedź zaskakująca. Według specjalistów z University of Texas, St. Mary University i Carniegie Museum of Natural History gwałtowny wzrost mózgu odbywał się w trzech etapach. Pierwszy był spowodowany potrzebą analizy zapachów. Drugi – bodźców dotykowych. Trzeci – koniecznością doskonalszej koordynacji mięśni i integracji wrażeń.

– Nasi przodkowie nie wykształcili większych mózgów do kontemplacji, ale po to, by lepiej czuć zapachy i dotyk – wyjaśnia Zhe-Xi Luo z Carnegie Museum of Natural History. – Ale dzięki tym ewolucyjnym zmianom, które już na początku dały ssakom przewagę, ludzie – jakieś 190 milionów lat później – mogą zgłębiać te najważniejsze pytania historii naturalnej.

Pełna głowa

Naukowcy skupili się na badaniach czaszek zwierząt żyjących we wczesnej jurze – Morganucodon i Hadrocodium uważanych za jedne z pierwszych ssaków. To właśnie Luo odkrył dziesięć lat temu pierwsze szczątki Hadrocodium – zwierzątka nieco większego od spinacza do papieru. Nazwa ("pełna głowa") oddaje najważniejszą cechę Hadrocodium – sporą mózgoczaszkę, oczywiście w porównaniu z wymiarami całego ciała i tego, czym w tym czasie dysponowały inne gatunki.

– Teraz mamy lepszą świadomość historycznej sekwencji zdarzeń i znaczenia zmysłów dla ewolucji – tłumaczy prof. Tim Rowe, główny autor tych badań. – To daje lepszy obraz tego, jak nasi ssaczy przodkowie wyglądali i się zachowywali.

Tomografia skamieliny

Problem z badaniem przyczyn tego gwałtownego wzrostu mózgu spowodowany był niewielką liczbą skamielin najwcześniejszych ssaków. Naukowcom szkoda było je rozcinać. Z pomocą przyszła jednak technika tomografii komputerowej – używana m.in. w medycynie do prześwietlania ludzi.

– Dotąd badanie układu mózgu skamielin oznaczało zniszczenie skamielin. A teraz możemy zjeść ciastko i mieć ciastko – cieszy się prof. Tim Rowe.

– Spędziłem całe lata, badając te skamieliny. Ale do chwili, gdy zostały zeskanowane tomografem, nie było możliwości zajrzenia do ich wnętrza bez zniszczenia znaleziska. A tak możemy obejrzeć kształt mózgu stworzenia żyjącego przed  190 mln lat. To absolutnie zdumiewające – mówi Luo.

Badacze zeskanowali tuzin innych skamielin z tego okresu oraz ok. 200 czaszek współczesnych ssaków. Rezultaty były zaskakujące – już 190 mln lat temu ssaki miały mózgi znacznie większe niż np. gady. I o 50 proc. większe niż ich najbliżsi ewolucyjni krewni.

Analiza rozrośniętych fragmentów i porównanie ich z mózgami obecnie żyjących gatunków ujawniła, że chodzi o fragmenty odpowiedzialne za analizę zapachów. W dalszej kolejności – za odbieranie bodźców dotykowych (naukowcy przypuszczają, że Hadrocodium miały ciała pokryte futrem, ale nie tylko w celu zabezpieczenia się przed zmianami temperatury, lecz również aby lepiej odbierać ruchy powietrza).

Fałdy

– Nasze badania wskazują jednoznacznie, że części mózgu odpowiedzialne za odbieranie wrażeń zapachowych i bodźców dotykowych były u tych zwierząt bardzo powiększone – mówi Luo. – Rozwinięte zmysły powonienia i dotyku były z ewolucyjnego punktu widzenia bardzo istotne.

Co więcej, u obu badanych wymarłych gatunków naukowcy zaobserwowali rozpoczęcie fałdowania się móżdżku. To obszar odpowiedzialny za odbieranie sygnałów z narządów zmysłów i sterowanie funkcjami motorycznymi, między innymi zachowaniem równowagi.

Dlaczego wszystkie ssaki – w tym ludzie – mają tak duże mózgi? Co było tą iskrą, impulsem, który sprawił, że wyprzedziliśmy w ewolucyjnym biegu inne stworzenia – zastanawiali się naukowcy. Teraz, dzięki nowoczesnym technikom badań skamielin drobnych zwierząt sprzed 190 milionów lat, amerykański zespół próbuje odpowiedzieć na to pytanie.

A jest to odpowiedź zaskakująca. Według specjalistów z University of Texas, St. Mary University i Carniegie Museum of Natural History gwałtowny wzrost mózgu odbywał się w trzech etapach. Pierwszy był spowodowany potrzebą analizy zapachów. Drugi – bodźców dotykowych. Trzeci – koniecznością doskonalszej koordynacji mięśni i integracji wrażeń.

Pozostało 82% artykułu
Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację