หากเพื่อนอวดว่ามีสุนัข “สมองโต” ปฏิกิริยาของคุณคงไม่ต้องถามว่า “เกี่ยวข้องกับอะไร” คุณจะถือว่าเพื่อนของคุณคิดว่าสุนัขของพวกเขาค่อนข้างฉลาด แต่เราถูกต้องเสมอที่จะถือเอาสมองขนาดใหญ่กับความฉลาดที่มากกว่า? ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Science Advances วันนี้เราและเพื่อนร่วมงานอธิบายว่าความสัมพันธ์ระหว่างสมองขนาดใหญ่และ “ความฉลาด” ในวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นไม่ตรงไปตรงมาอย่างที่คุณคิดได้อย่างไร
ปัญหาสำคัญคือ ในแง่วิวัฒนาการ “สมองขนาดใหญ่” ไม่ได้หมายถึง
ขนาดที่แท้จริงของสมองเท่านั้น แต่เราเรียกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมว่าสมองโตเมื่อปริมาณสมองของพวกมันมีมากเมื่อเทียบกับมวลร่างกายของพวกมัน
มีตัวอย่างมากมายของสัตว์แสนรู้ที่มีสมองขนาดใหญ่ตามขนาดของมัน มนุษย์เป็นกรณีที่รุนแรงเป็นพิเศษ สมองของเรามีขนาดใหญ่กว่าที่คาดไว้ประมาณเจ็ดเท่าสำหรับสัตว์ขนาดเท่าเรา สุนัขยังมีสมองขนาดใหญ่และฉลาดเช่นเดียวกับวาฬ โลมา และช้าง
ความเท่าเทียมกันที่ใหญ่เท่ากับความฉลาดนี้ยังถูกนำไปใช้ในงานวิจัยเกี่ยวกับวิวัฒนาการขนาดสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ภายใต้สมมติฐานที่ว่าสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่จะวิวัฒนาการในสถานการณ์ที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติสนับสนุนความฉลาดที่มากกว่า แต่ถ้าไม่ใช่ขนาดสมองที่ใหญ่ขึ้น แต่ขนาดร่างกายที่เล็กลงล่ะ?
เพื่อตรวจสอบคำถามนี้ เราได้รวบรวมชุดข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดของสมองและมวลร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจากเอกสารที่มีอยู่ โดยรวมแล้ว เรารวบรวมข้อมูลขนาดสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 1,400 สายพันธุ์ รวมถึงฟอสซิล 107 ชนิด
จากนั้นเราได้รวบรวมต้นไม้วิวัฒนาการสำหรับสายพันธุ์เหล่านี้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถถามได้ว่าสมองและขนาดของร่างกายมีความสัมพันธ์กันอย่างไรตลอดวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เริ่มตั้งแต่ก่อนการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ การวิเคราะห์ของเราเผยให้เห็นวิถีวิวัฒนาการที่หลากหลายในขนาดสมองและร่างกาย ตัวอย่างเช่น ช้างมีขนาดใหญ่ สมองใหญ่ และยังเป็นที่รู้กันว่าฉลาดมาก เราเห็นว่าการรวมกันนี้
เกิดจากการที่ช้างมีขนาดสมองเพิ่มขึ้นมากกว่าที่คาดไว้สำหรับขนาดตัวที่ใหญ่
ในทางตรงกันข้าม สายเลือดวิวัฒนาการของมนุษย์และโลมา ซึ่งทั้งสองเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีสมองที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีลักษณะพิเศษเฉพาะตรงที่มีสมองที่ใหญ่กว่าแต่ร่างกายที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับญาติสนิทของพวกมัน (ลิงชิมแปนซีและกอริลล่าสำหรับมนุษย์ วาฬมีฟันอื่นๆ สำหรับโลมา) การรวมกันที่ผิดปกตินี้ทำให้สมองของพวกเขามีขนาดใหญ่กว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
หัวข้ออื่นๆ: Curious Kids: อะไรฉลาดกว่ากัน – ปลาวาฬสีน้ำเงินหรือปลาวาฬเพชรฆาต?
น่าประหลาดใจที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดที่ขึ้นชื่อว่าฉลาดมากได้รับการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่แข็งแรงกว่าขนาดร่างกายมากกว่าขนาดสมอง ตัวอย่างเช่น สิงโตทะเลแคลิฟอร์เนียซึ่งมีชื่อเสียงในด้านความฉลาดในละครสัตว์ มีสมองที่เล็กผิดปกติเมื่อเทียบกับมวลกายของมัน นี่เป็นเพราะเมื่อบรรพบุรุษวิวัฒนาการของแมวน้ำและสิงโตทะเลเริ่มอาศัยอยู่ในน้ำ วิวัฒนาการนิยมให้ขนาดลำตัวเพิ่มขึ้นอย่างมาก อาจเพื่อรักษาความร้อนในร่างกาย เพื่อป้องกันผู้ล่า เช่น ฉลาม หรือมากกว่านั้น เพราะแรงโน้มถ่วงไม่เป็นอุปสรรคต่อ ขนาดตัวในน้ำใหญ่กว่าในอากาศ
ซึ่งหมายความว่าขนาดสมองสัมพัทธ์ของสิงโตทะเลแคลิฟอร์เนียมีขนาดเล็กกว่าที่คาดไว้มาก เนื่องจากความฉลาดของพวกมัน แล้วพวกเขาจะฉลาดได้อย่างไร? คำอธิบายหนึ่งที่เป็นไปได้คือ แม้ว่าพวกมันจะมีขนาดสมองที่ค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับญาติสนิทของพวกมัน แต่สิงโตทะเลแคลิฟอร์เนียก็มีปริมาตรสมองมากกว่าถึงสี่เท่าสำหรับพื้นที่สมองที่รองรับพฤติกรรมอันชาญฉลาด เช่น การเรียนรู้กลเม็ดที่ซับซ้อน
สิ่งนี้ดูเหมือนจะทำให้พวกมันฉลาดกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นที่มีขนาดสมองใกล้เคียงกัน เช่น หมี และแสดงให้เห็นว่าทำไมสิงโตทะเลถึงสามารถเรียนรู้ทักษะที่ไม่ได้อยู่ในพฤติกรรมตามธรรมชาติของพวกมัน เช่น การเปล่งเสียงตามคำสั่ง
การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ
การวิเคราะห์ของเรายังเผยให้เห็นว่าเหตุการณ์กลียุคในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการได้ทิ้งร่องรอยไว้ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตัวอย่างเช่น มีการเร่งขนาดสมองที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับมวลกายหลังจากการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์เมื่อ 66 ล้านปีก่อน เราคิดว่าอาจเป็นเพราะสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนมากพบแหล่งที่อยู่อาศัยใหม่ซึ่งไดโนเสาร์เคยอาศัยอยู่มาก่อน ซึ่งมักจะต้องมีการปรับตัวใหม่ทั้งขนาดสมองหรือขนาดร่างกาย
รูปแบบที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือการจัดเรียงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดสมองและขนาดร่างกายใหม่ระหว่าง 30 ล้านถึง 23 ล้านปีก่อน เมื่อโลกเย็นลงอย่างรวดเร็วและเกิดการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการครั้งใหญ่ (เช่น วิวัฒนาการของแมวน้ำและสิงโตทะเล)
การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้บางส่วนได้ทิ้งมรดกตกทอดที่ยังคงยืนยงมาจนถึงทุกวันนี้ พวกมันส่งผลให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีสมอง (ช้างและวาฬ) ที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุด (ค้างคาวและแม่ชี) บนโลก
