Corpurile mamiferelor și-au depășit creierul imediat după moartea dinozaurilor

Mamiferele moderne sunt cunoscute pentru creierul lor mare. Dar noile analize ale craniilor de mamifere de la creaturi care au trăit la scurt timp după extincția în masă a dinozaurilor arată că acele creiere nu au fost întotdeauna o concluzie dinainte. Timp de cel puțin 10 milioane de ani de la dispariția dinozaurilor, mamiferele au devenit mult mai musculoase, dar nu mai înțelepte, raportează cercetătorii din 1 aprilie. Ştiinţă.

Asta contravine înțelepciunii convenționale, ca să spunem ușor. „M-am gândit că nu se poate, trebuie să fie ceva ce am greșit”, spune Ornella Bertrand, un paleontolog pentru mamifere la Universitatea din Edinburgh. „M-a dezamăgit cu adevărat. Cum o să explic că nu au fost deștepți?”

Mamiferele moderne au cel mai mare creier din regnul animal în raport cu dimensiunea corpului lor. Cum și când a avut loc această evoluție a creierului este un mister. O idee a fost că dispariția tuturor dinozaurilor care nu sunt păsări în urma unui impact de asteroizi la sfârșitul erei mezozoice, acum 66 de milioane de ani, a lăsat un vid pe care mamiferele să-l umple (SN: 1/25/17). Descoperirile recente de fosile care datează din Paleocen – epoca imediat post-extincție care se întinde acum 66 de milioane până la 56 de milioane de ani – dezvăluie o menajerie înfloritoare de specii de mamifere ciudate și minunate, multe mult mai mari decât predecesorii lor din Mezozoic (SN: 24/10/19). Era zorii Epocii Mamiferelor.

ilustrarea lui Arctocyon primaevus și Hyrachyus modestus
Extincția dinozaurilor a deschis o ușă umplută în curând de o menajerie ciudată de noi specii de mamifere, multe mult mai mari decât strămoșii lor anteriori. Printre acestea au fost Arctocyon primaevus (în dreapta în ilustrația acestui artist), un carnivor strâns înrudit cu porcii și oile moderne. Deși aceste mamifere din Paleocen aveau creier relativ mic, dimensiunea creierului a crescut în epoca următoare, Eocenul. Acea epocă a văzut creșterea mamiferelor precum Hyrachyus modestus (în stânga), un strămoș al rinocerilor și tapirilor.Sarah Shelley

Înainte de aceste descoperiri de fosile, înțelepciunea predominantă era că, în urma extincției în masă a dinozaurilor, creierul mamiferelor a crescut foarte probabil cu corpul lor, totul crescând împreună ca un balon în expansiune, spune Bertrand. Dar acele descoperiri ale fosilelor din Paleocen din Colorado și New Mexico, precum și reexaminările fosilelor găsite anterior în Franța, dezvăluie acum această poveste, oferind oamenilor de știință șansa de a măsura efectiv dimensiunea creierului mamiferelor în timp.

Bertrand și colegii ei au folosit scanarea CT pentru a crea imagini 3-D ale craniilor diferitelor tipuri de mamifere antice, atât înainte, cât și după evenimentul de extincție. Aceste exemplare au inclus mamifere din 17 grupuri care datează din Paleocen și 17 din Eocen, epoca care se întindea între 56 și 34 de milioane de ani în urmă.

Ceea ce echipa a descoperit a fost un șoc: în raport cu dimensiunile corpului lor, creierul mamiferelor din Paleocen era relativ mai mici decât cele ale mamiferelor mezozoice. Abia în Eocen, creierul mamiferelor a început să crească, în special în anumite regiuni senzoriale, relatează echipa.

Pentru a evalua modul în care dimensiunile și formele acelor regiuni senzoriale s-au schimbat de-a lungul timpului, Bertrand a căutat marginile diferitelor părți ale creierului în modelele de craniu 3-D, urmărindu-le ca un sculptor care lucrează cu argilă. Mărimea bulbilor olfactiv ai mamiferelor, responsabili de simțul mirosului, nu s-a schimbat de-a lungul timpului, au descoperit cercetătorii – și asta are sens, deoarece chiar și mamiferele mezozoice erau bune adulmetoare, spune ea.

Schimbările cu adevărat mari ale creierului urmau să apară în neocortex, care este responsabil pentru procesarea vizuală, memorie și controlul motor, printre alte abilități. Dar aceste tipuri de schimbări sunt costisitoare din punct de vedere metabolic, spune Bertrand. „Pentru a avea un creier mare, trebuie să dormi și să mănânci, iar dacă nu faci asta devii nervos, iar creierul tău pur și simplu nu funcționează.”

diagrame craniene care arată neocortexul în violet, unde Arctocyon primaevus pare să aibă un neocortex mai mare decât Hyrachyus modestus
Pentru a urmări schimbările în dimensiunea creierului mamiferelor de-a lungul timpului, cercetătorii au creat urme ale carcaselor creierului din interiorul craniilor de mamifere folosind scanarea CT. În stânga se află craniul mamiferului din Paleocen Arctocyon primaevus, cu regiuni senzoriale care includ bulbii olfactiv și neocortexul evidențiate în violet. În dreapta este craniul mamiferului eocen Hyrachyus modestus.Ornella Bertrand și Sarah Shelley

Deci, echipa propune, pe măsură ce lumea s-a scuturat de praful extincției în masă, brawn a fost prioritatea mamiferelor, ajutându-le să se răspândească rapid în nișe ecologice noi disponibile. Dar după aproximativ 10 milioane de ani, calculele metabolice s-au schimbat, iar competiția în acele nișe creștea. Drept urmare, mamiferele au început să dezvolte noi seturi de abilități care le-ar putea ajuta să prindă fructe greu accesibile dintr-o ramură, să scape de un prădător sau să prindă prada.

Alți factori, cum ar fi comportamentul social sau îngrijirea părintească, au fost importanți pentru evoluția generală a creierului mare al mamiferelor. Dar aceste noi descoperiri sugerează că, cel puțin în zorii Epocii Mamiferelor, ecologia – și competiția dintre specii – au dat un mare impuls evoluției creierului, a scris biologul Felisa Smith de la Universitatea New Mexico din Albuquerque într-un comentariu din aceeași problemă a Ştiinţă.

„Un aspect interesant al acestor descoperiri este că ridică o nouă întrebare: de ce creierul mare a evoluat independent și concomitent în multe grupuri de mamifere?” spune biologul evoluționist David Grossnickle de la Universitatea Washington din Seattle.

Majoritatea mamiferelor moderne au creier relativ mare, așa că studiile care examinează doar speciile moderne ar putea concluziona că creierele mari au evoluat odată la strămoșii mamiferelor, spune Grossnickle. Dar ceea ce a descoperit acest studiu este o „poveste mult mai interesantă și mai nuanțată”, că aceste creiere au evoluat separat în multe grupuri diferite, spune el. Și asta arată cât de importante pot fi fosilele pentru a îmbina o tapiserie exactă a istoriei evoluției.