Почему у большинства лисиц, обитающих на Channel Islands, мозг пропорционально больше, чем у их сородичей на материке

от

На протяжении десятилетий учёные считали, что у животных на островах мозг относительно меньше по сравнению с размером тела, чтобы экономить энергию. Однако большинство лисиц, обитающих на Channel Islands — крошечных хищников не больше домашней кошки — опровергли это правило, эволюционировав с более крупным мозгом, чем их сородичи на материке.

Результаты исследования, опубликованные в PLOS One учёными из колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии (USC Dornsife), показывают, что размер мозга может зависеть не столько от изоляции, сколько от требований выживания.

Синдром острова

Синдром острова — это набор черт, включая уменьшение размера, сокращение мозга, потерю способности к полёту у птиц и более ручное поведение. До сих пор размер мозга на островах в основном изучался на ископаемых останках травоядных животных, которые сталкиваются с другими нагрузками, чем хищники. Лисы, обитающие на островах, предоставили возможность восполнить этот пробел в исследованиях.

Ведущий автор Кимберли Шенбергер сказала, что результаты опровергают давние предположения о том, как животные приспосабливаются к жизни на островах. «Было очень удивительно обнаружить, что синдром острова не является универсальным», — сказала Шенбергер, кандидат биологических наук. «Когда мы рассмотрели хищников, таких как лисы с Channel Islands, модель меньшего размера мозга не подтвердилась».

Методы исследования

Лисы с Channel Islands, обитающие на восьми островах у побережья Калифорнии, шесть из которых являются домом для лисиц, предоставили исследователям редкую возможность проверить, справедлив ли синдром острова в различных условиях. Биологи сравнили мозг лисиц с шести островов с серыми лисицами на материке — их ближайшими ныне живущими родственниками и, вероятно, предками, а также друг с другом.

Анализ показал, что соотношение размера мозга к размеру тела определяется не столько изоляцией или размером острова, сколько условиями местной среды обитания.

На пяти островах — Санта-Крус, Санта-Роза, Санта-Каталина, Сан-Клементе и Сан-Мигель — у лисиц был относительно больший мозг, несмотря на их меньший размер тела. Их мозг также имел более глубокие складки и гребни в областях, связанных с контролем моторики и пространственной обработкой, что может помочь лисицам ориентироваться в пересечённой местности и конкурировать за пищу и укрытие, особенно на двух островах, где они делят пространство с такими соперниками, как пятнистый скунс.

Остров Сан-Николас, самый удалённый и ограниченный в ресурсах из шести, был исключением. Там у лисиц были меньшие относительные размеры мозга. Исследователи считают, что из-за отсутствия хищников, небольшого биоразнообразия и ограниченного количества пищи животные сталкивались с меньшими когнитивными нагрузками и, возможно, сохраняли энергию для выживания, а не сохраняли такие черты, как улучшенная координация движений или пространственная обработка.

«Лисы с Channel Islands показывают, что уменьшение размера мозга не является универсальной чертой жизни на островах», — сказала Шенбергер.

Методы исследования

Чтобы понять, как изменился размер мозга у лисиц на островах, Шенбергер и её коллеги из Музея естественной истории округа Лос-Анджелес (NHM) изучили более 250 черепов представителей шести подвидов лисиц с островов и четырёх подвидов серых лисиц на материке. Образцы были взяты из коллекций NHM и Музея естественной истории Санта-Барбары.

Сначала они оценили вес тела по измерениям черепа, затем сравнили эти оценки с зарегистрированными весами живых лисиц с островов. Два набора данных совпали, что дало команде прочную основу для анализа соотношения размера мозга и тела. Размер мозга измеряли с помощью микрошариков, чтобы приблизительно определить внутренний объём черепа — высокоточный показатель размера мозга.

Затем исследователи использовали компьютерную томографию для создания трёхмерных моделей внутренней части черепов. Зафиксировав форму и объём мозговой коробки — полой полости, в которой когда-то находился мозг, — они смогли подтвердить точность оценок размера мозга с помощью микрошариков и изучить структуру таких особенностей поверхности мозга, как складки и гребни, отпечатанные на внутренней стороне черепа.

Выводы

Цифровые сканы выявили удивительную особенность: у лисиц с островов мозг имел более короткие и компактные лобные области, чем у их сородичей на материке. Исследователи предполагают, что это, вероятно, связано с их укороченными мордами, которые уменьшают пространство для мозга в передней части черепа. Чтобы компенсировать это, у лисиц развились более глубокие складки и более выраженные гребни в этой области. Это сохраняет ключевые навыки контроля моторики и пространственной ориентации, особенно необходимые для лазания по деревьям и поиска пищи.

Шенбергер объяснила, что, хотя и островные, и серые лисицы являются единственными известными псовыми, лазающими по деревьям, островные лисицы полагаются на поиск пищи на деревьях больше, чем лисицы на материке, у которых есть более обильные источники пищи на земле.

Исследователи также обнаружили, что размер мозга не отличался у лисиц мужского и женского пола, что позволяет предположить, что движущей силой этих адаптаций были скорее экологические факторы, чем конкуренция за партнёров для спаривания.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте