Nem az intelligencia miatt vált különlegessé a bálnák és delfinek agya

A bálnák rendelkeznek az élővilág legnagyobb agyával

A Scientific Reports tudományos szaklapban közzétett új tanulmány megállapítása szerint a cetek agya egy különleges evolúciós folyamat eredményeként vált az állatvilág legnagyobb, illetve legfejlettebb agyává.

Nagy agy, rendkívüli intelligencia?

A bálnák és a delfinek rendelkeznek az élővilág leghatalmasabb agyával; létezik olyan cetfaj, amelynek nyolc kilogrammot nyom az agya, vagyis hatszor nehezebb egy átlagos emberi agynál. E különleges tengeri emlősöknek a nagy agyméretét gyakran hozzák összefüggésbe az emberéhez hasonló intelligenciájukkal. De vajon a ceteknek a rendkívüli agyméretük miatt lehet az emberéhez hasonló az intelligenciájuk is?

Sötét delfinek (Lagenorhynchus obscurus). A delfinek különösen intelligens élőlényekként vannak elkönyvelve Forrás:https://www.iucnredlist.org/species/11146/160698904

Paul Manger professzor, a dél-afrikai Johannesburg-i Witwatersrand Egyetem (Wits Egyetem) anatómiai tudományok tanszékének egyetemi tanára és kutatócsoportja

azonban más eredményre jutott az általános vélekedéshez képest

a Scientific Reports tudományos folyóiratban publikált tanulmányukban. "Az emlősök 90-szer gyorsabban veszítik el a hőt a vízi környezetben, mint mi a szárazföldön, a levegőn" – mondja Paul Manger.

A bálnák rendelkeznek az élővilág legnagyobb agyával Forrás: Howard Chen/UH Mānoa Marine Mammal Research Program

"Minden emlős agya a test egyéb hőtermelő mechanizmusaitól függetlenül termel hőt. Ez a plusz hő azért különösen fontos a ceteknél, hogy az idegsejtjeik elég melegek maradjanak a hidegvízi körülmények között is, a hatékony működéshez "- nyilatkozza Manger professzor, a tanulmány vezető szerzője.

Különleges módszerrel adaptálódtak a klímaromláshoz

A cetek (Cetacea) a földtörténeti újidő, a kainozoikum hajnalán, mint szárazföldi gerincesek, párosujjú patás emlősökként (Artiodactyla) alkalmazkodtak a tengeri életmódhoz nagyjából ötven millió éve, az eocén időszakban.

Minden idők legfélelmetesebb ősi fogascete, az eocén időszakban élt Basilosaurus rekonstrukciója Forrás: Walking with Dinosaurs

A cetek igen gyors evolúciója 30 millió éve, az oligocén földtörténeti kor elején vett gyökeres fordulatot.

Az oligocénben elkezdődött klímaromlás – kisebb nagyobb ingadozásokkal – egészen a pleisztocén kor nagy eljegesedési periódusaiig tartott. A világtenger átlaghőmérséklete is jelentősen lecsökkent, ami miatt az addigi meleg vízi életkörülményekhez szokott őscetek egy része kipusztult, más részük pedig elkezdett alkalmazkodni a viszonylag gyors klímaromláshoz.

Az Ankylorhiza tiedemani az oligocén korszakban, körülbelül 25 millió évvel ezelőtt élt ősi kihalt fogascet Forrás-illusztráció: Robert W Boessenecker

Már az agy hőmérsékletének kicsi csökkenése is sok idegsejtet inaktívvá tesz,

ami nagymértékben csökkenti a mentális aktivitást.

Manger professzor és kutatócsoportja arra az eredményre jutott, hogy ha a víz hőmérsékletének csökkenése eredményezte a nagy agyak kifejlődését mind a bálnáknál, mind pedig a delfineknél, akkor a bálnák és a delfinek agyának olyan speciális agyi hőtermelő rendszerre van szüksége, amely más emlősök agyában nem fejlődött ki.

A ma élő leghatalmasabb állat, a kék bálna (Balaenoptera musculus) táplálkozás után Forrás: Doug Perrine / Alamy Stock Photo

"Azt találtuk, hogy a bálnák és delfinek agyát alkotó sejtek többségében megvan az a különleges belső kémia, amely az agy saját fűtőelemeként működik" - mondja Paul Manger, aki már 2006-ban felvetette, hogy a cetek rendkívüli agymérete a hűvös vízi körülményekhez való evolúciós adaptációnak tekinthető.

A hűvös vizeket kedvelő szürke bálna (Eschrichtius robustus) a Csendes-óceán északkeleti régiójában él Forrás: Biosphoto via AFP/Franco Banfi / Biosphoto/Franco Banfi

„ A delfinek és a bálnák nagy agya tehát egyfajta adaptív evolúciós válasz a hideg vízi környezetben való élet kihívásaira."- állítja Manger professzor. Ezek a " fűtőelemek "sokkal kevésbé vannak jelen a szárazföldön élő emlősök, mint például a cetek őseihez szorosan kapcsolódó víziló, sertés, bivaly, teve és antilop agyában.

Különleges hőtermelő rendszer, amivel nem rendelkeznek a szárazföldi rokonok

Paul Manger és munkatársai megállapították, hogy az agyalapú hőtermelő rendszernek három szokatlan vagy speciális jellemzője van a bálnák és a delfinek agyában. Először is azt tapasztalták, hogy a cetagyban található idegsejtek körülbelül 90% -a tartalmaz olyan fehérjéket, amelyeket úgynevezett szétkapcsoló fehérjéknek neveznek.

A kék bálna (Balneoptera musculus) a Föld legnagyobb testű állatfaja rendkívül nagy távolságokra vándorol. A cetek kiválóan alkalmazkodtak a sarkvidéki hideg víztömegekhez Forrás: https://www.bbc.com/news/science-environment-51553381

Ezek a fehérjék nagyon hatékonnyá teszik az energiatermelést a sejtekben, hőt adnak le ahelyett, hogy a normális idegsejtek működéséhez szükséges ATP-t termelnének. A cetekkel szoros rokonságban álló fajoknál, mint például a vízilónál, az idegsejtek csupán 35% -a tartalmazza ezeket a fehérjéket.

Akármilyen hihetetlennek tűnik, a víziló közeli rokona a ceteknek Forrás: AFP/Raul Arboleda

Másodszor, a bálnák és a delfinek agyában a gliasejtek, vagyis az idegsejtek működését támogató sejtek 30-70% -a tartalmaz szétkapcsolódó fehérjéket, míg más, a cetekkel közvetlen rokonságban álló fajoknál úgy tűnik,

hogy ezek a gliasejtek nem tartalmaznak könnyen kimutatható mennyiségben szétkapcsolódó fehérjéket.

Végül pedig a neurokémiai noradrenalint tartalmazó idegvégződések, amelyek a szétkapcsolódó fehérjék koncentrációját és aktivitását szabályozzák, a bálna és a delfin agyban körülbelül 30% -kal sűrűbbek, mint a cetekkel szoros rokonságban álló szárazföldi fajoknál.

"Ezek az új eredmények, összevonva a bálna- és delfinagyak szerkezetének és működésének jelenlegi megértésével, azt jelzik, hogy a cetek agya a termogenezisre szakosodott, valószínűleg a hideg vízi környezetükre adott reakcióként, nem pedig az intellektuális funkciókra visszavezethetően" - mondja Paul Manger.

Palackorrú delfin (Tursiops truncatus) Forrás: Wikimedia Commons/http://mediaarchive.ksc.nasa.gov/detail.cfm?mediaid=21807

Míg az a koncepció, miszerint a bálnák és a delfinek nem tűnnek intelligensebbeknek, mint az átlagos emlősök,

kijózanító gondolat lehet egyesek számára,

Manger és kollégái úgy vélik, hogy a természetvédelem szempontjából alapvető fontosságú a maguk valóságában megérteni ezeket az egyedülálló emlősöket , nem pedig olyanként látni, mint amilyennek elképzelni szeretnénk őket.

"Annak ismerete, hogy a vízhőmérséklet változása mennyire befolyásolhatja a túlélésüket, lehetővé teheti számunkra, hogy megértsük, mi fog történni bizonyos bálna- és delfinfajokkal az óceáni hőmérséklet elkerülhetetlen emelkedése során, amit az éghajlatváltozás okoz" - mondja Manger.

Nem feltétlenül olyanok, mint amilyennek látni szeretnénk őket Forrás: Flip Nicklin / Minden Pictures/Flip Nicklin / Minden Pictures

"Nagyon valószínű, hogy egyes cetfajok a világtenger túlmelegedés következtében kipusztulhatnak, és a globális felmelegedés áldozatává válhatnak. Ennek megértése teheti lehetővé számunkra, hogy a lehető legmegfelelőbb módon koncentráljuk az erőfeszítéseinket a bálnák és delfinek jövőjének biztosításához „ - tette hozzá Paul Manger.

(Forrás: Phys.org. )