У человека масса мозга относительно массы тела самая большая среди всех представителей животного мира. Ближайшими конкурентами являются шимпанзе и дельфины, причем дельфины опережают по этому показателю шимпанзе. До сих пор для ученых оставалось загадкой, откуда у дельфинов такие большие мозги?
Предками китообразных являются травоядные животные типа современных коров с небольшим мозгом. Когда киты и дельфины «переселились» жить в воду и сменили «сухопутные» конечности на плавники, масса их мозга увеличилась в три раза. Чтобы разобраться, как это случилось, ученые из Университета Уэйна сравнили геномы собаки, лошади и коровы с геномом афалины (вид дельфинов).
У всех афалин на 10 тыс. последовательностей ДНК, кодирующих белки, исследователи обнаружили 228 мутаций. Поскольку эти мутации получили «одобрение» естественного отбора, значит, они должны были давать дельфинам какое-то преимущество. 27 из найденных мутаций связаны с нервной системой. Мутации, к примеру, были обнаружены в гене транстиретина, регулирующего передачу глюкозы через гематоэнцефалический барьер, и в гене микроцефалина, который определяет размер мозга и головы. Другие мутации в геноме облегчали образование и разрушение синапсов, без которых невозможна когнитивная деятельность. Ряд мутаций оказался связанным с обменом веществ и сердечно-сосудистой системой, некоторые изменения в геноме афалин касались работы митохондрий и доставки кислорода в ткани. Совершенствование работы митохондрий объясняется не только переселением дельфинов в воду, но также необходимостью обеспечения энергией сильно увеличивший мозг.
Авторы исследования отмечают, что дельфины адаптировались к водной жизни крайне быстро – за 5-10 млн. лет. На основании этого можно было бы предположить, что для китообразных вообще характерен высокий уровень генных мутаций, однако научно доказано, что это не так: у современных китообразных мутации в геноме происходят реже, чем у других видов животных. По мнению исследователей, такое замедление мутационных процессов может являться побочным эффектом интенсификации метаболизма и трехкратного увеличения мозга.
В целом результаты исследования для ученых не стали очень уж удивительными. Однако они надеются, что полученные данные, а также изучение мозга других животных позволят больше узнать об эволюции мозга человека. У далеких друг от друга приматов и дельфинов в ходе эволюции нервная система развилась до примерно одинакового уровня, кроме того многие мутации у человека и дельфинов совпадают, так что, вполне вероятно, что тайны мозга человека помогут раскрыть не обезьяны, а дельфины.