身形影響大腦

身形影響大腦

文/陳韻涵輯

新聞故事:英國雷丁大學與杜倫大學的研究人員分析約1500種哺乳類動物的大腦和身體質量(body mass)數據,發現動物的身形和大腦尺寸並不成正比,並提出哺乳類動物體形與大腦演化的新見解。

這項發表於《自然:生態與演化》期刊的研究結果顯示,不同哺乳類動物大腦的形狀、尺寸和內部結構不盡相同,大腦的尺寸通常攸關認知能力,其變化與動物的體型密切相關。當動物成長、體型變大時,其大腦也會變大,但不成正比,此現象稱為「異速生長」。

研究指出,大腦尺寸和身形之間的變化關係,正如之前所假設的「非線性成長」,一旦身體尺寸達到臨界點,成長曲線就會趨於穩定。

研究第一作者、雷丁大學生物學教授凡狄帝(Chris Venditti)表示,「一個多世紀以來,科學家相信大腦與身形的關係是線性的,我們現在知道這不正確,大腦和身體尺寸之間的關係是一條曲線,且大型動物的大腦比預期的要小。」

同樣參與研究的杜倫大學人類學教授巴頓(Rob Barton)則說:「我們的研究結果有助於解決大腦與身體質量關係中的複雜性,可用單一基礎模型來研究大腦的相對尺寸,讓研究人員能夠找出其中較特別的物種。」

智人的演化速度比其他哺乳動物快20倍以上,從而形成當今人類特有的巨大大腦,但人類並不是唯一,哺乳綱中許多種動物的大腦尺寸在演化過程中迅速增大,靈長目、囓齒目和食肉目等動物的大腦尺寸變化最為明顯,其中包括以其敏銳智力而聞名的動物,如老鼠、熊、海豚、大象、沙袋鼠、土撥鼠和袋鼬等。

靈長目動物的大腦尺寸持續增長,最早的靈長目的大腦約為身體的0.5%,而演化至今的人類大腦約占身體的2%。反觀蝙蝠的演化過程,其大腦尺寸迅速縮小且在接續的5千萬年內變化不大,這代表蝙蝠的大腦尺寸可能因應飛行條件而受限。

參與研究的雷丁大學生物學博士後研究員喬安娜‧貝克(Joanna Baker)說:「對於體型最大的動物而言,某些因素阻止其大腦變得太大,而這是否因為大腦超過一定尺寸後,消耗的能量太多,仍有待未來研究,但我們也在鳥綱動物中觀察到類似模式。」

原文出自《好讀周報》783期