Hoe ontwikkelden olifanten zo'n groot brein? Klimaatverandering maakt deel uit van het antwoord

Hoe ontwikkelden olifanten zo'n groot brein? Klimaatverandering maakt deel uit van het antwoord

Olifanten hebben al lang onze aandacht getrokken, deels vanwege hun enorme omvang en majesteit. Maar we zijn ook getroffen door hun complexe gedrag. In sommige opzichten zijn we gefascineerd omdat dit gedrag onze meest humane gevoelens weerkaatst. Zo zijn olifanten herhaaldelijk waargenomen met behulp van gereedschappen en rouwende hun doden.

Hun evolutionaire geschiedenis is ook interessant. Het loopt op veel manieren parallel met mensen. Olifanten voorouders is ontstaan in Afrika, net zoals de onze. Hun nakomelingen, waaronder mammoeten, zijn uit Afrika vertrokken om op andere continenten te wonen. En in het proces evolueerden ze het grootste brein van elk landdier. Het weegt rond 5kg, terwijl onze eigen hersenen weeg 1.4kg.

Maar wat dreef dit specifieke element van olifantenevolutie? Ook al is het fossielenbestand van olifantenvoorouders rijk - met bijna 300-soorten beschreven - we hebben het antwoord eenvoudigweg niet lang gekend. Van de vroegste soorten met kleine hersenen tot de moderne olifanten met grote hersenen, was er een bijna 30 miljoen jaar lang kloof in onze kennis.

Dankzij de geavanceerde scantechnieken en de geavanceerde statistische reconstructie van voorouderlijke functies hebben we nu het antwoord. Een team van wetenschappers uit Zuid-Afrika, Europa en Noord-Amerika - inclusief ons - heeft zes jaar besteed aan het reconstrueren van de eerste nauwkeurige tijdslijn van de hersenevolutie in de olifantenlijn. De resultaten van deze internationale samenwerking zijn gepubliceerd in Scientific Reports.

En het antwoord op deze al lang bestaande vraag? Klimaatverandering maakt er een groot deel van uit. Een verschuiving in het klimaat, samen met andere milieuverstoringen en de invasie van concurrenten en nieuwe roofdieren, hebben waarschijnlijk allemaal een belangrijke rol gespeeld bij het hervormen van de hersenen van oude olifanten. Dit weten, lost niet alleen een lang bestaand wetenschappelijk mysterie op. Het betekent ook dat we een manier hebben om te begrijpen hoe moderne soorten zich kunnen aanpassen aan de huidige klimaatcrisis.

Klimaatgebonden veranderingen

Uit ons onderzoek bleek dat de hersengrootte bij voorouderlijke olifanten toenam in twee pulsen, ongeveer 26 en 20 miljoen jaar geleden. Het encefalisatiequotiënt (een maat voor de relatieve hersengrootte gecorrigeerd voor de lichaamsgrootte) verdubbelde tijdens elke puls. Dit veranderde het kleine brein van vroege olifantenverwanten in een groot brein dat in alle opzichten vergelijkbaar was met dat van moderne soorten.

Opmerkelijk is dat deze twee pulsen van groei in hersengrootte corresponderen met perioden van aanzienlijke verstoringen van het milieu in Afrika. Sommige 26 miljoen jaar geleden, Antarctica was bevroren voor de eerste keer, die een globale verdroging van het klimaat veroorzaakte. Het dichte regenwoud van Afrika veranderde in savannes en woestijnen.

Het klimaat dan weer veranderd over 20 miljoen jaar geleden om terug te keren naar een warmere en nattere Afrikaanse omgeving. Deze klimatologische instabiliteit werd aangevuld door het verschijnen van een landbrug tussen Azië en Afrika.

Vóór 20 miljoen jaar geleden was Afrika inderdaad een geïsoleerd continent. Maar vanwege continentale drift botste het uiteindelijk met de Levant (het gebied dat het hedendaagse Palestina, Israël, Libanon, Syrië, Jordanië en Irak omvat), waardoor de invasie van rivaliserende herbivoren en nieuwe roofdieren uit Azië mogelijk wordt. De invasieve fauna omvatte de voorouders van hedendaagse leeuwen, zebra's, neushoorns, nijlpaarden en antilopen. The Great Apes bestond nog niet. Sommige grote soorten stierven gedurende deze tijd uit; de bekendste is arsinoitherium, een neushoornachtige verwant van olifanten.

Voorouderlijke olifanten moesten zich aanpassen of uitsterven. In die tijd waren het nog relatief kleine dieren, zo groot als een tapir, met alleen een korte stam. We veronderstellen dat een groter brein meer flexibiliteit in gedrag mogelijk maakte: meer verkennend zijn, migreren om voedsel te zoeken, omgaan met een breder scala aan diëten (bladeren, fruit, gras) en de locatie van verre waterpoelen herinneren tijdens droge perioden , bijvoorbeeld. Een groter brein kan hen hebben geholpen om concurrenten te slim af te zijn en roofdieren te ontwijken.

Lichaams- en hersengrootte

Olifanten werden ook geholpen door het feit dat ze zo groot werden. Groot zijn opent een hele nieuwe wereld van voordelen: het schrikt roofdieren weg en wanneer voedsel en water schaars zijn, kan een groot lichaam meer vet en water opslaan en kan een grotere darm voedsel efficiënter verteren.

We ontdekten dat de hersengrootte nauw samenging met de lichaamsgrootte in de olifantennaklijn. Dit suggereert dat de evolutie van een groot lichaam niet volledig onafhankelijk is van een groot brein. De grote hersenen van de olifant evolueerden waarschijnlijk, niet alleen voor meer gedragsflexibiliteit, maar ook hand in hand met hun grote lichaam. Dit is een waarschuwend verhaal over het interpreteren van de hersengrootte alleen in het licht van retrospectief toegepaste vermoedelijke behoeften voor grotere intelligentie.

Simpel gezegd, wanneer wordt vastgesteld dat de hersengrootte van een bepaalde afstammingslijn is toegenomen, komen mensen tot de conclusie dat dit komt omdat de afstammingslijn slimmer moet worden om te overleven. Maar we moeten niet vergeten dat de hersengrootte gecorreleerd is met vele andere variabelen: lichaamsgrootte is een voorbeeld. Draaglengte is een andere (meer tijd in de baarmoeder is gelijk aan een groter brein). Meestal denken mensen dat dit bijwerkingen zijn van een groter brein, maar wat als een groter brein eigenlijk de bijwerking van een grotere lichaamsmassa was? Wat als natuurlijke selectie alleen op lichaamslengte zou werken en de hersengrootte slechts een passagier was?

Antwoorden op deze vragen zijn nog in behandeling. Naarmate ons werk vordert, wordt het beeld echter duidelijker. Dankzij ons onderzoek is het nu duidelijk dat milieuverstoringen, waaronder veranderingen in het klimaat en de invasie van concurrenten en nieuwe roofdieren, een belangrijke rol speelden bij het opnieuw vormgeven van de hersenen van voorouderlijke olifanten en hun gedrag.The Conversation

Over de Auteurs

Julien Benoit, Postdoc in Vertebrate Palaeontology, Universiteit van de Witwatersrand en Paul Manger, hoogleraar vergelijkende en evolutionaire neurobiologie, Universiteit van de Witwatersrand

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Life After Carbon: The Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
1610918495De toekomst van onze steden is niet meer wat het was. Het moderne stadsmodel dat wereldwijd in de twintigste eeuw greep, heeft zijn nut overleefd. Het kan de problemen niet oplossen die het heeft helpen creëren, vooral de opwarming van de aarde. Gelukkig is er een nieuw model voor stadsontwikkeling in steden dat agressief de realiteit van de klimaatverandering aanpakt. Het transformeert de manier waarop steden fysieke ruimte ontwerpen en gebruiken, economische welvaart genereren, hulpbronnen verbruiken en verwijderen, de natuurlijke ecosystemen exploiteren en onderhouden en zich voorbereiden op de toekomst. Beschikbaar op Amazon

The Sixth Extinction: An Unnatural History

door Elizabeth Kolbert
1250062187In de afgelopen half miljard jaar zijn er vijf massa-uitstervingen geweest, toen de diversiteit van het leven op aarde plotseling en dramatisch afnam. Wetenschappers over de hele wereld controleren momenteel het zesde uitsterven, waarvan wordt voorspeld dat het de meest verwoestende uitsterving is sinds de asteroïde-impact die de dinosauriërs heeft uitgeroeid. Deze keer is de cataclysm ons. In proza ​​dat tegelijkertijd eerlijk, vermakelijk en diep geïnformeerd is, New Yorker schrijver Elizabeth Kolbert vertelt ons waarom en hoe mensen het leven op de planeet hebben veranderd op een manier die geen soort eerder heeft. Door verweven onderzoek in een half dozijn disciplines, beschrijvingen van de fascinerende soorten die al verloren zijn gegaan, en de geschiedenis van uitroeiing als concept, biedt Kolbert een ontroerend en uitgebreid verslag van de verdwijningen die zich voor onze ogen voordoen. Ze laat zien dat de zesde uitsterving waarschijnlijk de meest duurzame erfenis van de mensheid zal zijn, en dwingt ons de fundamentele vraag te heroverwegen wat het betekent om mens te zijn. Beschikbaar op Amazon

Climate Wars: The Fight for Survival as the World Overheats

door Gwynne Dyer
1851687181Golven van klimaatvluchtelingen. Tientallen mislukte staten. All-out oorlog. Van een van 's werelds grote geopolitieke analisten komt een angstaanjagende kijk op de strategische realiteit van de nabije toekomst, wanneer de klimaatverandering de wereldmacht in de richting van de moordende overlevingspolitiek drijft. Voorafgaand en onwrikbaar, Klimaatoorlogen zal een van de belangrijkste boeken van de komende jaren zijn. Lees het en ontdek waar we naar op zoek zijn. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}