Какво може да разкаже мозъкът на най-голямата акула?

Вместо да вярваме на всякакви басни за акулите и откровени лъжи в Седмицата на акулите, как стоят нещата с реалните, проверени и точни от научна гледна точка факти?

Най-голямата риба в океана е китовата акула (Rhincodon typus). Тази масивна мигрираща риба може да стигне дължина 12 метра, но огромната й паст е приспособена за изяждане на най-дребните създания на планетата – планктон. Китовата акула обаче не е единствената представителка от своя клас, хранеща се с планктон. Гигантската акула и големоустата акула също филтрират огромно количество от тези дребни морски организми, за да живеят.

Докато учените Ел Доув и Крейг маклейн (от информационния портал Deep Sea News) все повече опознават базовите биологични и поведенчески особености на тези великолепни създания, други изследователи дейно изучават анатомията на нервната им система.

Преди няколко години Кара Йопак и Лоуренс Франк от Калифорнийския университет в Сан Диего получили за изследване два мозъка на китова акула от океанариума и ги поставили в ядрено-магнитно-резонансен томограф.

Изследователите се интересували не само от изображението на мозъка на китовата акула. Те искали да сравнят организацията на нейния мозък с мозъците на други акули, за които вече имали невроанатомични данни. Ще бъдат ли мозъците на два различни вида подобни, ако в еволюционната им история има общ прародител, и ще бъдат ли по тази причина генетично по-близки?

Или мозъците на акулите повече приличат на видовете, които имат аналогичен начин на живот и поведение, да речем от средата и повърхността на водния стълб (голяма бяла акула, белопера акула, синя акула, сиво-синята акула мако и китовата акула), за разлика от тези, които живеят на морското дъно (брадата акула и котешка акула).

А може мозъците на акулите да се групират в съответствие с техните ареали на обитания и в този план да се делят на живеещи в крайбрежните води, около рифове и в открития океан? Или мозъците на акулите следва да се класифицират в съответствие с особеностите на поведението, да речем с начините на лов? Отговорите на тези въпроси биха могли да хвърлят светлина върху еволюцията на мозъка както на акулите, така и като цяло в животинския свят.

Учените открили, че мозъкът на китовата акула в сравнение с други видове е по-малък, което можело да се очаква, изхождайки от размерите на нейното тяло. Същото може да се каже за голямата бяла акула, за гигантската акула и за пясъчната тигрова акула. Тези три вида принадлежат към разреда акули, известни като ламнообразни. А китовите акули принадлежат към друга еволюционна група, носеща наименованието килимени акули. Интересно е, че по среда на обитание и по начин на живот китовата акула повече прилича на ламнообразните, отколкото на килимените.

За разлика от китовата акула, при нейната близка генетична родственица, включена в аналитично изследване – небрия, или ръждива акула-медицинска сестра, която също влиза в разред килимени, мозъкът се оказал по-голям, отколкото се очаквало, в съотношение с размера на тялото. Така при китовата акула в процеса на еволюция е настъпило намаляване на размера на мозъка в сравнение с генетичните й посестрими.

Съществува хипотеза, че големият мозък се съотнася с растящите познавателни потребности, които възникват при един или друг вид. Следователно не бива да се изключва, както казват Йопак и Франк, че относително неголемият размер на мозъка при този ловец на планктон е „свързан с неговата пасивна поведенческа стратегия като хищник”, която не предизвиква особени познавателни потребности в сравнение с активните хищници. Същите особености се забелязват при птици, бозайници и други риби. На пръв поглед изглежда, че анатомията на нервната система е свързана с ловните навици.

Но ако се вгледаме в този въпрос по-внимателно, картината малко се усложнява. Според изследователите една от най-забележителните характеристики на мозъка на китовата акула това е „голям, с огромно количество гънки” малък мозък в сравнение с други видове.

Тази черта е присъща не само на близките родственици на китовата акула, но и на лисичата акула и гигантската акула, принадлежащи към ламнообразни. Техният малък мозък е 28–32% от главния мозък.

Като цяло се смята, че малкият мозък отговоря или участва в организацията на моториката, включително за координацията на движенията и поправянето на грешките при изпълнение на двигателни команди.

Безспорно това е полезно качество за активните ловци като лисичата акула, но доколко е необходимо на китовата и гигантската акула, които ловуват с широко отворена паст и пасивно филтрират планктона от водата? Ловните навици може да обяснят някои вариации в анатомията на мозъка на акулите, но тук вероятно има нещо по-голямо.

Други видове акули с такива големи и сложни малки мозъци са тези, на които е необходима бързина и ловкост, за да уловят плячката. Сред тях са акулите чук и лисичите акули. Но в тази група влизат и гигантската акула, която подобно на китовата се храни с планктон. Само че китовата акула преплува огромни разстояния и освен това за нея е известно, че мигрира вертикално във водния стълб. Забелязано е също, че тя стои вертикално по време на хранене, а за това се изисква високо ниво на координация на движенията. Следователно анатомията на малкия мозък по-малко е свързана с ловните навици и повече с потребностите на двигателните координации като цяло.

Накрая Йопак и Франк стигнали до извода, че мозъкът „е по-сходен при видовете с аналогичен, но развиващ се самостоятелно начин на живот, отколкото при тези, които имат обща таксономична класификация”.

С други думи, анатомията на мозъка (или поне при акулите) в голяма степен се определя от средата на обитание и начина на живот, отколкото от генетичната класификация. Подобните мозъци на китовата и гигантската акула например са резултат от сходна еволюция. Тези два вида са се развивали независимо един от друг, но благодарение на еднаквата среда и начин на живот те имат подобни мозъци, макар че ги делят поне 289 млн. години еволюция.

Както често се случва в повечето научни изследвания, въпросите обикновено са по-прости от отговорите. Да, стратегията на лова и ловните навици отчасти може да обяснят малкия размер на мозъка на китовата и гигантската акула. Но по-големият размер на малкия мозък при тях се обяснява с други особености, като потребност от сложни двигателни последователности.

Разбира се, нещо толкова сложно като анатомията на мозъка изисква много определящи характеристики. Затова във въпросите на учените се появяват повече нюанси – как си взаимодействат всички тези променливи фактори и как се съчетават те, създавайки мозъка? Тъй като акулите живеят в най-различни ареали и среди и проявяват различни поведенчески черти, те и в бъдеще ще служат като полезен образец за изучаване в търсене на отговори на тези въпроси.

–––

Авторът на статията Джейсън Голдмън има докторска степен по еволюционна психология от университета на Южна Калифорния, където се е занимавал с изследване на еволюционния произход и развитието на мозъка при човека и животните. Той работи и като редактор в ScienceSeeker и Open Lab 2010.

Източник: Scientific American