آیا جانوران بزرگ تر، مغزهای بزرگ تری دارند؟ - مجله ایرکا

غزال زیاری: این ایده که جرم مغز و جرم بدن حیوانات باهم مرتبط هستند، نوعی حس شهودی است؛ از نظر ما این گونه است که هرچه جانوری بزرگ تر باشد، منطقاً مغز بزرگ تری نسبت به گونه های کوچک تر خواهد داشت.

اما حالا ثابت شده است که نمی توان مدلی قطعی برای این ارتباط یافت. نتیجه مطالعه تازهی نشان می دهد که این مشکل از خطایی اساسی در فرضیه قدیمی رابطه ریاضی بین توده مغز و توده بدن جانوران ناشی می گردد.

در این مطالعه، مدل جایگزینی پیشنهادشده که هم با داده ها سازگاری بیشتری دارد و هم نویدبخش یافتن پاسخ هایی برای چندین سؤال قدیمی دیگر درباره تکامل مغزی است.

سال ها فرض کلی بر این بود که رابطه بین توده بدن و توده مغز از قانون توانی نسبتاً ساده پیروی می نماید. البته این فرضیه جای زیادی برای بحث دارد؛ چراکه بعید به نظر می رسد که برای همه گروه های گونه ای کاربردی باشد.

تا به امروز، محققان نتوانسته اند به پیکربندی مشخصی برای این معادله برسند که درباره همه موجودات صدق کند. در مقاله منتشرشده در این رابطه، سؤال اساسی تری مطرح شده است: آیا این فرض درست است که رابطه بین جرم مغز و جرم بدن از نوعی رابطه خطی لگاریتمی پیروی می نماید یا خیر؟

آنالیز بیشتر با مجموعه داده ها

برای انجام این آنالیز، محققان مجموعه داده های گسترده ای شامل 1504 جرم مغز و جرم بدن پستانداران را انتخاب کردند و در پی مدلی بودند که به برترین وجه با داده ها مطابقت داشته باشد؛ آن ها متوجه شدند که این رابطه به جای آنکه مدل خطی لگاریتمی باشد، به شکل منحنی لگاریتمی است که وقتی در مقیاس لگاریتمی ترسیم می گردد، خود نمودار باید برای تطبیق با آن، به حالت منحنی دربیاید.

محققان، برای ساخت این منحنی، چندین معادله مختلف را آزمایش کردند و دریافتند که برترین برازش، معادله چندجمله ای درجه دوم است (نوعی تابع درجه دو)

بدین معنا که با افزایش جرم پستانداران، نرخ افزایش جرم مغز نسبت به جرم بدن کاهش می یابد؛ بنابراین پیش بینی می گردد که حیوانات بسیار بزرگ، مغز کوچک تری نسبت به آنچه در مدل خطی پیش بینی شده دارند؛ این دقیقاً همان چیزی است که در آنالیز مجموعه داده ها نیز نشان داده شده است.

داشتن منحنی واحدی که بتوان رابطه مغز/بدن را با آن تطبیق داد، امکان مقایسه بین گروه هایی را فراهم می نماید که ضرایب رشد سنجی کاملاً متفاوتی با مدل قبلی را نشان می دهد.

طبق این مطالعه، یکی از مزایای مدل تازه این است که امکان مطالعه روندهای تکاملی را در تکامل صفت (صفت نسبی) در طول زمان فراهم می نماید و برای این کار، سرعت افزایش جرم مغز (سرعت تکامل مغزهای بزرگ تر) موردآنالیز قرارگرفته و بدین ترتیب تفاوت های قابل توجهی بین گونه ها پیدا می گردد.

جای تعجب نیست که سرعت تکامل مغزهای بزرگ در پستانداران و بعلاوه جوندگان و گوشت خواران بسیار بالاست و تنها در سه گروه از حیوانات این رابطه بین افزایش توده مغز و توده بدن در طول زمان مشاهده شده است.

گفتنی است که این مطالعه روی پستانداران متمرکز است، ولی نویسندگان مجموعه داده هایی از جرم بدن/مغز را در پرندگان نیز آنالیز کردند و متوجه شدند که رابطه خمیده خطی در آن ها نیز به خوبی با این داده ها مطابقت دارد؛ اما شاید جالب ترین معمایی که هنوز باید حل گردد این است که چرا جرم مغز و جرم بدن به این شکل باهم ارتباط دارند.

این سؤال همچنان بی پاسخ است و یافتن پاسخ آن می تواند در خصوص چگونگی و چرایی تکامل حیوانات، اطلاعات زیادی را در اختیار محققان قرار دهد.

در نتیجه گیری این مطالعه می خوانیم: جستجوی زیربنای نظری و تجربی برای روابط خمیده خطی بین گونه ها احتمالاً یاری های بزرگی درزمینهٔ زیست شناسی به دانشمندان خواهد نمود.

منبع: sciencealert

54321