Az emlősök előbb lettek nagyobbak, és csak utána okosabbak

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

méhlepényes emlősök nem agyuk relatív méretének változása miatt tudták sikeresen betölteni a kréta-végi kihalás után a nem-madár dinoszauruszok által hátrahagyott űrt, hanem megnövekedett testméretük révén, derül ki egy újonnan feltárt fosszíliákat vizsgáló kutatásból.

A múlt héten a Science folyóiratban közölt eredmények arra mutatnak, hogy a kihalás után 15 millió évnek kellett eltelnie, míg a modern méhlepényes emlősök korai képviselőinek relatív agymérete és agyuk szerkezete mai képviselőikre kezdett emlékeztetni, megalapozva az emberi agy létrejöttét is.

A kréta időszak elején élt Repenomamus giganteus emlős művészi ábrázolása. A néhány tízmillió évvel később, a késő krétában megjelent méhlepényesek a relatív agyméret hirtelen megnövekedését hoztákIllusztráció: Mark Witton

A triászban megjelent emlősszerűekből a jura időszak közepére kialakult emlősök testméretükhöz viszonyítva a legnagyobb agymérettel rendelkeznek a gerincesek között. Az emlősagy először a jurában indult növekedésnek, két fázisban, a szaglással összefüggő területeken, illetve a neocortex létrejöttével, amely a magasabb szintű kognitív funkciókért és a szenzoros integrációért felelős. A késő krétában, egy januári kutatás alapján nagyjából 80 millió éve megjelent méhlepényes emlősök agymérete még a többi emlősénél is nagyobb. Azt azonban eddig homály fedte, hogyan és mikor alakult ki a modern méhlepényesekre jellemző agy, ami lényeges eltéréseket mutat a kréta időszaki emlősökéhez képest.

Ornella Bertrand, az Edinburgh-i Egyetem kutatója és kollégái, Stephen Brusatte amerikai paleontológus vezetésével ezekre a kérdésekre kívántak válaszolni egy a méhlepényesek evolúciója szempontjából kulcsfontosságú, a 66 millió évvel ezelőtti nagy kihalás utáni paleocén és eocén korból származó fosszíliák vizsgálatával. A kutatók 34 emlőskoponya háromdimenziós szerkezetét rekonstruálták nagy felbontású számítógépes tomográfiával (CT) – köztük az új-mexikói San Juan-medencében és a coloradói Denveri-medencében újonnan feltárt, paleocénból származó leleteket. Ezáltal meg tudták határozni az emlősök agya és az agy egyes komponensei, például a szaglóhagyma vagy a neocortex méretét.

A kutatók úgy vélik, hogy a nagyobb relatív agymérettel rendelkező emlősök korábbi kísérleti bizonyítékok alapján jobb problémamegoldási képességgel és nagyobb viselkedési rugalmassággal rendelkeznek, ami hasznos lehet az új vagy megváltozott környezetekben való boldoguláshoz. Az összegyűjtött adatok segítségével feltárták a méhlepényes emlősök kréta-végi kihalás utáni testméretének és agyméretének időbeli, illetve rendszertani csoportok közötti változását. Ez lehetővé tette azt is, hogy leteszteljenek két, a méhlepényesek agyának evolúcióját magyarázó hipotézist is. Az első szerint a korai méhlepényesek a kréta időszaki társaik nagyobb változatai voltak, és agyuk relatív mérete csak az eocénben nőtt meg. A második alapján a méhlepényesek agyának relatív mérete már rögtön a kihalás után növekedni kezdett.

A kutatók eredményei nagyrészt egybevágnak az előbbi hipotézissel, azaz nem igazolják azt a vélekedést, hogy az emlősök testméretükhöz viszonyított agymérete fokozatosan nőtt volna evolúciójuk során. Azt találták ugyanis, hogy a paleocénben élt méhlepényesek relatív agymérete a krétában és az eocénben élt emlősökéhez képest is kisebb volt. Ennek szerintük az az oka, hogy a kréta-végi kihalás után, bár mindkettő jelentősen megnövekedett, az állatok testmérete gyorsabban nőtt, mint az agyméretük. Érdekes ugyanakkor az a megállapításuk is, hogy a relatív agyméretet kifejező enkefalizációs arány közel 100 millió évig stabilnak bizonyult a jura és kréta időszaki emlősöknél, egészen a méhlepényesek megjelenéséig, amikor jelentősen nőni kezdett. Ez pedig Bertrandék szerint nehézzé teszi a méhlepényesek megjelenésének és a kréta-végi kihalás hatásának szétválasztását.

A szaglóhagyma a paleocénben és eocénben élt korai méhlepényeseknél megtartotta a kréta időszaki emlősökre jellemző méretét, az eocénben megjelent modern emlősrendeknél viszont már lényegesen kisebbé vált. A neocortex esetén ugyanez történt, csak fordítva: mérete az eocénben jelentősen megnőtt, és egyre nagyobb agyfelszínt borított be a modern emlősrendekhez tartozó állatok esetében. A relatív agyméret eocénben lezajló növekedése tehát nagyrészt a neocortexnek volt köszönhető, és ezek a változások a mai emlősrendek korai képviselőinél mentek végbe, a párosujjú patásoknál, a páratlanujjú patásoknál, a ragadozóknál, a rágcsálóknál és a főemlősöknél.

Összességében a kutatásból az a kép rajzolódik ki, hogy a 66 millió évvel ezelőtti kihalás utáni néhány százezer évben gyors evolúciós diverzifikációnak induló méhlepényesek sikerét nem a relatív agyméretük alapozta meg, hanem sokkal inkább testméretük növekedése, amit ekkor már nem korlátoztak a szárazföldi ökoszisztémákat 150 millió évig uraló nem-madár dinoszauruszok. Később viszont az eocénben, ahogy az ökoszisztémák bonyolultabbá váltak, a méhlepényesek relatív agymérete jelentősen megnőtt, és az agyméret a testméretnél fontosabb szelekciós tényezővé vált. Ez nagyrészt az érzékszervekkel és a szenzoros integrációval összefüggő agyterületeket érintette, különösen a ragadozó életmódú méhlepényeseknél. Egyes, a kréta-végi kihalás után az élővilág helyreállításában kulcsszerepet játszó, kisebb agyméretű, de kiváló szaglással rendelkező korai méhlepényesek a kutatók szerint ezzel már nem tudták tartani a versenyt, és még az eocénben kihaltak.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: