德雷克塞爾大學(xué)的一項新研究將腦部大小與體型進(jìn)行比較，結(jié)果表明，只是因為你已經(jīng)進(jìn)化為擁有大腦，大腦的某些區(qū)域可能無法跟上。

德雷塞爾大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院教授Sean O'Donnell博士和他的團(tuán)隊研究了各種各樣的哥斯達(dá)黎加紙黃蜂，以闡明這一主題。而他們發(fā)現(xiàn)的是，黃蜂大腦遵循一般的生物學(xué)規(guī)則 - 哈勒的規(guī)則 - 當(dāng)涉及整體大腦尺寸時，但并非所有大腦在結(jié)構(gòu)上都是相同的。

“大腦不是均質(zhì)的群體：它們分為不同功能的子區(qū)域，”O'Donnell說。“而且我們發(fā)現(xiàn)并非所有這些子區(qū)域都發(fā)展到相同的比例大小。”

整體大腦確實與身體大小同步發(fā)展，但動物世系中的通常模式 - 稱為“哈勒規(guī)則” - 是最小的物種相對于其體型擁有最大的大腦。

例如，西部大猩猩平均比東部大猩猩短幾英寸，但他們的大腦大小相同。這意味著，遵循哈勒規(guī)則，西部大猩猩的大腦將比東部大猩猩的整體更大。

然而，人類是哈勒規(guī)則的一個例外。我們的大腦總體大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們的體型在靈長類動物中所表明的大小。那么我們的大腦是如何進(jìn)化的呢?奧唐納和他的團(tuán)隊希望紙黃蜂會開始提供一些線索。

他們在分類部落Eponini內(nèi)對多種紙黃蜂進(jìn)行了一項研究(發(fā)表在Linnean Society的生物學(xué)雜志上)，以確定他們的身體大小是否與他們大腦不同部位的大小有關(guān)。

“這些黃蜂在物種間具有巨大的體積范圍 - 最大的種類超過最小物種的25倍，”奧唐納說。“而且，重要的是，他們的大腦被劃分為不同的區(qū)域，這些區(qū)域執(zhí)行不同的大腦功能，例如處理視覺與化學(xué)(氣味和味道)輸入。”

該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)黃蜂的大腦似乎遵循哈勒的規(guī)則。如果你是一個小紙黃蜂，你的大腦將與你的任何堂兄物種大小相同。但這并不意味著你的大腦的各個區(qū)域?qū)⑴c你的大堂兄弟相匹配。

哈勒的規(guī)則似乎有一點需要注意，至少在涉及黃蜂時。當(dāng)他們的體型減小時，他們的大腦的比例尺寸確實增加了。然而，他們大腦的一些特定的，復(fù)雜的區(qū)域沒有。

“在較小的物種中，整體大腦的大小幾乎保持不變，因為較小的身體進(jìn)化，但一些大腦區(qū)域迅速縮小，”O'Donnell解釋說。

黃蜂的“蘑菇體”(一系列參與學(xué)習(xí)，記憶和感覺整合的神經(jīng)纖維)和觸角葉(處理化學(xué)信息)在體型較小的黃蜂中按比例大小顯著減少。

總的來說，O'Donnell和他的團(tuán)隊檢查了哥斯達(dá)黎加19種植物中的94只黃蜂。除了一個物種外，他們對大腦萎縮復(fù)雜區(qū)域的發(fā)現(xiàn)仍然存在。

O'Donnell和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，Apoica pallens的視神經(jīng)裂片(用于觀察)異常減少，而其大腦視覺處理部分的蘑菇體比預(yù)期的要大得多。

但為什么?

“我們相信他們不尋常的大腦結(jié)構(gòu)與他們的夜間行為有關(guān)，”奧唐納說。“Apoica是一種黃蜂屬，它能夠在夜間進(jìn)行飛行和捕獵。”

這種大腦適應(yīng)環(huán)境當(dāng)然是可能的 - 不僅僅是對他們，而是任何物種。

“我們預(yù)測其他昆蟲物種會產(chǎn)生重大的環(huán)境轉(zhuǎn)變 - 從晝夜到夜間，或從地上到地下 - 顯示大腦結(jié)構(gòu)偏離體型對其血統(tǒng)的預(yù)期，”O'Donnell說。

這是以這種方式首次觀察特定腦結(jié)構(gòu)的一次。因此，有很多不清楚的地方。研究人員不確定不同大小的腦葉對黃蜂會產(chǎn)生什么樣的實際影響。并且還不清楚這些變化是否特定于這些黃蜂，或者可能是社會昆蟲(蜜蜂，螞蟻，白蟻等)或其他類型動物的進(jìn)化的一部分。

“我們的研究結(jié)果顯示，對大腦 -身體大小關(guān)系的研究不應(yīng)該假設(shè)大腦的所有部分都是平等的，”O'Donnell說。“我們希望我們能夠更深入地了解更大，更復(fù)雜的動物大腦是如何進(jìn)化的。”