 Credit: CC0 Public Domain 大象 庞大的体型，极具威严的形象。 长期以来，一直吸引着我们的注意力。 但我们更被它们复杂的行为所震撼。在某种程度上，这些行为反映了最人性化的感受。例如，人们曾多次观察到大象使用工具，为死去的大象哀悼。 大象的进化史也非常有趣，很多方面与人类相似。象的祖先和我们一样起源于非洲。他们的后代，其中包括猛犸象，离开非洲到其他大陆定居。在这个过程中，它们进化出了陆地动物中最大的大脑。它重约5公斤，而我们人类的大脑重1.4公斤。 是什么特殊因素推动了大象这种进化? 尽管大象祖先的化石记录很丰富---有近300个物种---但我们很长时间都不知道答案。从最早的小脑袋物种到现代的大脑袋大象，我们的知识有将近3000万年的空白。 现在，借助先进的扫描技术和对祖先特征的统计重建，我们找到了答案。来自南非、欧洲和北美的科学家花了6年时间重建了大象大脑进化的第一个精确时间线。这项国际合作的结果已发表在最新一期《 Scientific Report》上。  答案是什么？气候变化是其中很大一部分。气候的变化、其他环境的破坏、竞争对手的入侵和新的食肉动物的出现，都可能在重塑大象大脑的过程中发挥了重要作用。知道这一点不仅解决了一个长期存在的科学之谜。这也意味着我们有了一种方法来理解现代物种如何适应当前的气候危机。 气候变化调查显示，祖先大象的脑容量在大约2600万年前和2000万年前以两次脉冲的速度增长。在每一次脉冲中，脑商(一种测量相对大脑大小的方法，根据身体大小进行校正)翻了一番。这使得早期大象近亲的小脑袋变成了一个大脑袋，在各个方面都可以与现代物种相媲美。 值得注意的是，这两个脑容量的增长脉冲对应的是非洲严重的环境破坏时期。大约2600万年前，南极洲第一次结冰，导致了全球气候的变化。非洲茂密的雨林变成了稀树草原和沙漠。 大约2000万年前，气候又发生了变化，非洲的环境变得更加温暖湿润。亚洲和非洲之间出现的大陆桥的出现导致这种气候不稳定。 在2000万年前，非洲是一个孤立的大陆。但由于大陆漂移，最终与黎凡特(包括今天的巴勒斯坦、以色列、黎巴嫩、叙利亚、约旦和伊拉克)相撞，使得来自亚洲的敌对食草动物和新的掠食者得以入侵。这些入侵动物包括现代狮子、斑马、犀牛、河马和羚羊的祖先。类人猿还不存在。一些大型物种在此期间灭绝;其中最著名的是埃及重脚兽，一种大象的近亲，长得像犀牛。 大象祖先要么适应环境，要么灭绝。那时，它们还是相对较小的动物，只有貘那么大，只有一个短短的鼻子。我们假设大脑越大，行为的灵活性就越强：例如，更具探索性，可迁移到别处寻找食物，适应更广泛的饮食(树叶、水果、草)，以及在干旱时期记住远处水坑的位置。更大的大脑还可能帮助它们战胜竞争对手，躲避捕食者。 身体和大脑大小大象变得如此巨大的事实也帮助了它们。体型大开启了一个全新的优势世界：它可以吓跑捕食者，当食物资源和水稀缺时，一个大的身体可以储存更多的脂肪和水，一个更大的肠道可以更有效地消化食物。  我们发现大象谱系中，大脑大小与身体大小紧密地共同进化。这表明，一个大身体的进化并不完全独立于一个大大脑。大象的大大脑很可能是进化而来的，不仅是为了更大的行为灵活性，而且还与它们的大身体携手并进。这是一个关于解释大脑大小的警世故事，只考虑到获得更高智力的猜测需求。 简单地说，当发现某一特定谱系的脑容量增加时，人们一般会立即得出结论，这是因为该谱系需要变得更聪明才能生存。但我们不能忘记，大脑大小与许多其他变量有关：身体大小就是一个例子。妊娠期是另一个因素(在子宫里呆的时间越长，大脑越大)。通常，人们认为这是大脑变大的副作用，但如果大脑变大实际上是体重增加的副作用呢?如果自然选择只对身体大小起作用，而大脑大小只是一个“搭客”呢? 这些问题的答案仍然悬而未决。但随着我们工作的进展，情况会变得越来越清晰。现在的研究很明显，环境的破坏，包括气候的变化，竞争对手和新的捕食者的入侵，在重塑大象祖先的大脑及其行为方面发挥了重要作用。 参考资料： 1. How did elephants evolve such a large brain? Climate change is part of the answer 2. Brain evolution in Proboscidea (Mammalia, Afrotheria) across the Cenozoic 3. Science news
|
|
|
来自： wenxuefeng360 > 《生物》
