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脑袋大就聪明?

时间: 2021年05月12日 | 作者: 糖兽 | 来源: 原理
长期以来,大脑的相对大小被认为能反应认知能力的强弱,并在生命科学中发挥了重要作用。


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有时,当我们想要打趣别人“笨笨的”、“不太聪明”时,会用“脑容量太小”来形容他们。其实,这除了是种玩笑的说法以外,也是科学上大家对大脑大小与智力能力的关系的一种推测。长期以来,大脑的相对大小被认为能反应认知能力的强弱,并在生命科学中发挥了重要作用。


然而,把大脑大小与智力高低画上等号的说法真的正确吗?在一篇新发表在《科学进展》杂志上的研究中,一组科学家探讨了在哺乳动物的进化过程中,大脑的大小和智力之间的关系。他们的结果表明,这一切并不像我们想象的那么简单。


大脑体积的大小要如何定义?一直以来,科学家认为大脑与身体大小之间的关系遵循着一种标准的异速生长幂率,这种异速生长的比例系数被认为对于脊椎动物来说是相对稳定的,只是一直以来这种观点并没有得到详尽的审查和证明。


不过,基于这个认知,科学家在谈论大脑的大小时,指的不仅仅是大脑的绝对大小;而是指大脑体积相对于哺乳动物本身的体型大小的相对概念。当大脑大小和身体大小之比超过了一定比例系数,就会称这些物种有着“大的大脑”。


那么根据大脑大小的这种定义,拥有更大的大脑就等同于拥有更高的智商吗?的确,有许多聪明的动物都有着较它们体型相比更大的大脑,人类就是这样一个极端的例子。对于同类体型的动物来说,人类大脑的大小比预期的大7倍。除了人类以外,狗、鲸鱼、海豚、大象也是如此,它们都是以聪明著称的拥有巨大大脑的动物。


这种“大即聪明”的理论也被用在研究哺乳动物大脑大小的进化学上。在这类研究中,科学家假设拥有更大大脑的哺乳动物,在自然选择偏爱更聪明的物种的情况下得以进化。


但是,如果这种相对的大的大脑不是由于大脑体积变大导致,而是由于身体体积缩小导致的呢?


为了研究这个问题,在新论文中,研究人员从各种文献中收集了大量有关于哺乳动物的大脑和身体质量的数据,这是有史以来关于这个问题所收集到的最大数据。他们分析了来自1400种哺乳动物的数据,其中还包括107块化石。他们想要搞清楚,在哺乳动物的进化过程中,大脑和身体的大小有着怎样的关联。


根据这些数据,他们创建了一棵进化树。分析结果揭示出,大脑大小和身体大小的进化轨迹非常复杂。以大象为例,这是一种体型庞大,大脑体积也大的聪明动物。


相比之下,作为地球上大脑最大的哺乳动物,人类和海豚与它们的近亲——黑猩猩和其他齿鲸相比——大脑虽大但身体更小了。这使得它们的大脑在哺乳动物中显得格外大。


另外,如海狮等一些非常聪明的哺乳动物,它们的身体经历了比大脑更强的自然选择。我们常常在马戏团等地方看见海狮的表演,它们能学会各种不属于它们的天生能力的技能,比如根据命令发出声音。


然而,相对于体型来说,它们的大脑实际上非常小。科学家认为,这或许是因为当海豹和海狮的祖先开始在水中生活后,出于能更好地维持身体热量、抵御捕食者,或者更好地在水中克服重力等可能原因,它们进化出了更大的体型。此外,尽管与它们的一些近亲相比,海狮的大脑体积相对较小,但它们大脑中支持智能行为的区域的容量要比它们的近亲高出四倍。这可能使得它们比其他有着相似大小的大脑的哺乳动物(比如熊)聪明得多。


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研究人员还发现,发生在进化史上的那些灾难性事件,也对哺乳动物的大脑进化产生了影响。例如,在6600万年前,与身体增长的速率相比,哺乳动物的大脑出现了加速增长的情况。研究人员认为,那段时间正好对应于恐龙灭绝之后,而之所以出现这种情况,可能是因为许多哺乳动物发现了以前被恐龙占据的栖息地——面对新的栖息地,通常需要在大脑或身体大小上做出新的适应。


他们还注意到在3000万到2300万年前这段时间内,大脑和身体大小之间的关系被重新打乱。在那段期间内,地球迅速冷却,出现了一些重大的进化变化,比如海豹和海狮的进化。其中,有的变化所导致的结果至今仍然存在,它们造就了地球上的一些最大的(如大象和鲸鱼)和最小的(如蝙蝠和鼩鼱)哺乳动物的大脑。


研究人员总结说,大脑的大小和智力的进化比我们意识到的要更为复杂。若想要更全面地理解它们之间的关系,首先我们需要考虑现代哺乳动物的进化背景;此外,了解大脑的不同部分的进化也非常重要,例如人类和海豚的大脑不仅在整体上很大,而且还有一个大得惊人的新皮质——这是哺乳动物智力的源泉。了解了这些问题,才可能更客观地看待大脑大小与智力的关系。


文首图:TheDigitalArtist / Pixabay


参考来源:

https://theconversation.com/mammals-brains-new-research-shows-bigger-doesnt-always-mean-smarter-159141 

https://advances.sciencemag.org/content/7/18/eabe2101