A nagy agy ára

Egy guppikon végzett kísérlet először támasztja alá gyakorlatban, hogy az evolúció során az agyméret növekedésével párhuzamosan csökkeni kezdett az utódok száma és az emésztőrendszer mérete is.

A nagy agy ára

1. oldal

Alexander Kotrschal guppikat tenyészt svéd laborja mélyén, célja azonban a számtalan ezzel foglalkozó profi és amatőr akvarisztikussal ellentétben nem egy újfajta szín- vagy formaváltozat létrehozása, hanem az agy evolúciójának vizsgálata. Ennek érdekében azt teszi, amit az állattenyésztők évszázadok óta művelnek, vagyis olyan halakat szaporít egymással, amelyek egy adott tulajdonságukban, jelen esetben agyuk méretében kitűnnek társaik közül. A svéd kutató vizsgálata érdekében tehát olyan halakat párosított össze, amelyek testükhöz képest szokatlanul nagy aggyal rendelkeztek.

A kísérlet már két generáció után érdekes eredményeket hozott: a nagy agyú guppik szaporítása oda vezetett, hogy a harmadik generáció tagjainak agya 9 százalékkal nagyobb volt, mint átlagos társaiké. És ezek az egyedek intelligensebbnek is bizonyultak elődeiknél az olyan egyszerű feladatok elsajátításában, ahol például eltérő szimbólumokat kellett egymástól megkülönböztetni. Ez persze számunkra gyerekjátéknak tűnhet, de ahogy Kotrschal elmondta, a halak számára a relatíve nehéz kognitív kihívások közé tartozik.

Ami talán még érdekesebb volt, hogy ezen rövid idő alatt az is egyértelműen kiderült, hogy a nagyobb agykapacitás komoly áldozatokkal jár: az okosabb halak emésztőrendszerének mérete csökkent és kevesebb utódot hoztak világra. Az agy rendkívül sok energiát fogyasztó szerv. Az emberek esetében például alig teszi ki a testtömeg 2 százalékát, működése során azonban az szervezetünk által felhasznált energia 20 százalékát felemészti. Egyre több szakértő érvel úgy, hogy a nagyobb agyért az ember is feláldozott egyet, s mást: bélrendszerünk mérete csökkent és kevesebb zsírt raktározunk őseinknél. Kotrschal kutatása pedig most megerősítette ezeket a feltevéseket.

Ez a rendkívül egyszerűnek tűnő kísérlet tehát nagyon fontos eredményeket hozott - közvetlen bizonyítékot szolgáltatott az agy evolúciójával kapcsolatban két elképzelésre is: egyrészt igazolta, hogy a nagyobb agymérettel magasabb szintű intelligencia jár együtt, másrészt megerősítette, hogy egy ekkora agy működtetéséhez a test más területeiről energiákat kell elvonni.

Ezen a felvetések alátámasztására az eddigiekben többnyire különféle állatpopulációk összehasonlítása alapján hoztak fel érveket a kutatók. Több mint ötven különböző tanulmány taglalja például azt, hogy a nagyobb agymérethez összetettebb társas viselkedés, jobb alkalmazkodóképesség vagy éppen fejlettebb kezdeményezőképesség társul. Ez a fajta összehasonlító szemléletmód számos esetben hasznos, akadnak azonban vele problémák. Attól még, hogy két dolog korrelál egymással, még nem biztos, hogy az egyik a másik közvetlen következménye vagy okozója, hiszen más tényezők is szerepet játszhatnak a jelenségek ilyetén alakulásában. Annak oka például, hogy a nagyobb agymérettel rendelkező embereknek magasabb az IQ-ja, nyugodtan lehet az, hogy a tehetősebbek egészségesebben nevelik gyermekeiket és jobb oktatást képesek nyújtani számukra.

Kotrschal kísérleti bizonyítéka tehát hiánypótlónak számít, az agyméret aktív befolyásolása révén kiderült ugyanis, hogy a nagyobb agyméret valóban magasabb intelligenciaszinttel jár együtt. Ez pedig az eddigi legerősebb bizonyíték az agyméret és a kognitív képességek közti közvetlen összefüggés meglétére, mondja Karin Isler, a Zürichi Egyetem kutatója. És persze arra is fény derült, hogy az agy generációról generációra való növekedésével párhuzamosan más testrészek mérete csökken.

Az agy evolúcióját régóta kutatja az emberiség, és nem is nehéz látni, hogy miért érdekelte a tudósokat mindig is a téma. A humán agy a test méretéhez képest óriásinak számít az állatvilágban általában uralkodó állapotokhoz viszonyítva, így nem oktalanság azt hinni, hogy agyunk mérete kapcsolatban áll kiemelkedő intelligenciánkkal. Ha a főemlősöket és egyes más, döntően emlős fajokat vizsgáljuk, akkor úgy tűnik, hogy működik is ez az összefüggés. Mások, mint például a társadalomalkotó rovarok viszont sehogy sem passzolnak a képbe, hiszen testükhöz képest minimális agyméretükkel is képesek komplex társas viselkedésre és magas szintű kognitív feladatok végrehajtására.

A svéd kutatók eredményei azon bizonyító erejűek: bármilyen durva és pontatlan jelzője is mentális adottságoknak az agy mérete, annyit elmondhatunk, hogy nagyobb agy okosabb is egyben. Így ha jelentősebb agytérfogattal rendelkező egyedek hoznak létre utódot, az intelligensebb lesz, mint ha két átlagos egyed párosodik.  

2. oldal

A kisebb zsigerekre és a kevesebb utódra vonatkozó eredmények szintén rendkívül lényegesek, hiszen ezek szolgáltatják az első kísérleti bizonyítékot az úgynevezett költséges szövet hipotézis mellett, amelyet 1995-ben fogalmazott meg Leslie Aiello és Peter Wheeler. A két kutató megállapította, hogy az emésztőrendszer és az agy fogyasztja méretéhez képest a legtöbb energiát, így amikor őseink elkezdtek energiadúsabb, főzéssel fertőtlenített, rághatóvá és könnyebben emészthetővé tett táplálékokat fogyasztani, csökkent az emésztőrendszerre eső terhelés, amely így zsugorodni kezdett, a felszabaduló plusz energia pedig növekedő agyunk ellátására fordítódhatott.

Az elképzelés továbbra is meglehetősen ellentmondásos. Isler és kollégái éppen tavaly végeztek el egy kutatást, amelynek során nem tudtak kimutatni semmiféle összefüggést a vizsgált emlősök agyának és bélrendszerének mérete közt, bár annyit sikerül megállapítaniuk, hogy a nagyobb agyú fajok relatíve kevesebb zsírt raktároznak. Ez azonban ismét csak egy összehasonlító jellegű vizsgálat volt, szemben a svédek kísérleti megközelítésével.

Kotrschal és kollégái meglehetősen szkeptikusak voltak a kezdetek kezdetén, mert bár mint már említettük számos korábbi kutatás mutatott az összefüggések irányába, nem gondolták, hogy kísérletükkel ténylegesen igazolni tudják majd ezeket, így a végeredmény számukra is meglepetés volt.

Agyunk nagy mérete annyira szerves összetevője életünknek és anatómiánknak, hogy azt hihetnénk a természet az utódok számában is „favorizálja” ezt az irányú gyarapodást. Itt azonban ismét az szervezet energiamérlege lesz a döntő faktor: a nagyobb agy többet fogyaszt, a szaporodás pedig energetikailag drága mulatság. És valóban: a nagy agyú guppik a kísérletben 19 százalékkal kevesebb utódot produkáltak, mint kisebb agyú társaik.

Körülnézve az emlős állatvilágban számos példát láthatunk erre az elméletre is: a legintelligensebb fajok (a főemlősök és a cetek) egyedei nagyon kevéssé termékenyek. Közülük is kilóg persze az ember, aki még ezeknél is kevesebb utódot hoz világra. A magas fokú termékenység tehát szintén egy olyan dolognak tűnik, amelyet elődeink feláldoztak a nagyobb agyméret érdekében, mondja Kotrschal.

Ez utóbbi összefüggés egyben az agyméret korlátlan növekedésének gátját is jelenti: ha egy faj egyedeinek agya túllép egy bizonyos határon, szaporodásuk üteme annyira lelassul, hogy a kihalást kockáztatják. A nagy agyméret tehát csak addig éri meg, amíg az ezzel járó előnyök - így például az intelligencia magasabb szintje – biztosítani tudják a faj túlélését, és kárpótolnak az utódok alacsony számáért.

A svéd kísérlet még egy érdekes eredményt szolgáltatott: az adatok alapján úgy tűnik, hogy csak a nőstény guppik lettek intelligensebbek. Ennek persze több oka is lehet. A nőstények egyrészt jóval aktívabbak és kezdeményezőbbek a hímeknél, így valószínűleg a Kotrschal és kollégái által a kognitív képességeket mérésére használt teszt is jobban feküdt nekik. A nőstény guppik ezen kívül a hímek fekete mintázata alapján választanak párt, így szinte biztosan hatékonyabbak a fekete-fehér szimbólumok észlelésében a hímeknél. És persze az sem kizárható, hogy a hímek intelligenciája is növekedett, csak éppen nem azon a téren, amely a tesztek révén mérhetővé vált.

A kutatócsoport a továbbiakban valósághűbb körülmények közt igyekszik megismételni a kísérletet, vagyis egy természetes élőhelyet akarnak szimulálni, ahol az egyedek korlátozott mennyiségű élelemért versengenek és tényleges veszélyekkel, például ragadozókkal néznek szembe. Érdekes lenne továbbá más fajokkal is végrehajtani valami hasonló kísérletet, különösen emlős állatokkal, például egerekkel. Ha esetükben is hasonló eredményekkel zárulna a kutatás, akkor ténylegesen bizonyítottnak tekinthetnénk az eddig leginkább csak feltételezett összefüggéseket az agy evolúciójával kapcsolatban. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward