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鲸鱼和海豚的大脑是特殊的—全国大学生创业大赛—产生热量,而不是智力

生物 2021-12-27 00:03:08

威茨大学 信用:Unsplash/CC0公共领域 科学证据显示,鲸鱼和海豚的大大脑具有适应产热的特殊特征

鲸鱼和海豚拥有地球上最大的大脑,其中一些重达8公斤,比普通人的大脑重6倍

这些哺乳动物巨大的大脑经常被引用作为它们高度聪明的证据;然而,他们巨大的大脑尺寸是否意味着他们和人类有同样的——或者更好的——智力? 南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学解剖科学学院的保罗·马槽教授领导的一项研究提供的科学证据表明,鲸鱼和海豚的大脑在思维过程和行为上缺乏人类的多样性、灵活性和适应性,相反,它们的大大脑进化成在冰冷的海洋温度下保持大脑温暖

这项研究已经发表在《科学报告》杂志上

“在水中,哺乳动物向环境散热的速度是我们向空气散热的90倍,”马槽说

“所有哺乳动物的大脑都独立于身体的发热机制产生热量

这种热量是保持他们的神经元足够温暖以有效运作所必需的

" 大约在3200万年前,鲸鱼和海豚的大脑变得异常大,在它们变成完全水生生物后的2000万年,以及在地球上海水温度大幅下降的时候

即使是大脑温度的轻微下降也会使许多神经元不活跃,从而大大降低智力活动

马槽和他的团队提出,如果水温的变化导致鲸鱼和海豚出现大型大脑,那么鲸鱼和海豚大脑中应该有一个专门的基于大脑的产热系统,而在其他哺乳动物的大脑中则没有

“我们发现,构成鲸鱼和海豚大脑的大多数细胞都具有作为大脑自身发热元件所需的内部化学物质,”马槽说,他在2006年首次提出,鲸鱼和海豚大脑的大尺寸是对生活在寒冷水生环境中的挑战的适应性进化反应

“这些‘加热元件’在陆生哺乳动物的大脑中要少得多,例如关系密切的河马、猪、水牛、骆驼和羚羊

" 马槽和他的同事们发现,鲸鱼和海豚大脑中基于大脑的产热系统有三个不同寻常或特殊的特征

首先,他们发现鲸鱼和海豚大脑中大约90%的神经元含有被称为解偶联蛋白的蛋白质

这些蛋白质使细胞中的能量产生效率非常低,释放热量而不是产生正常神经元功能所需的ATP

在关系密切的物种中,如河马,只有35%的神经元含有这些蛋白质

其次,在鲸鱼和海豚中,30-70%的神经胶质细胞(支持神经元功能的细胞)含有解偶联蛋白

在其他密切相关的物种中,这些神经胶质细胞似乎不含易于检测的解偶联蛋白

最后,与近亲物种相比,鲸鱼和海豚大脑中含有神经化学物质去甲肾上腺素的神经末梢密度约为30%,去甲肾上腺素控制解偶联蛋白的浓度和活性

“这些新发现,结合我们目前对鲸鱼和海豚大脑结构和功能的理解,表明它们的大脑专门用于产热,可能是对寒冷的水生环境的反应,而不是智力功能,”马槽说

虽然鲸鱼和海豚并不比普通哺乳动物聪明的概念对一些人来说可能是一个发人深省的想法,但马槽和他的团队认为,出于保护的目的,理解这些独特的哺乳动物的真实面目是至关重要的,而不是我们想象或希望它们是什么

“知道中心水温对它们的生存有多重要,可能会让我们了解在与人类引起的气候变化相关的海洋温度不可避免地上升期间,某些种类的鲸鱼和海豚会发生什么,”马槽说

“很有可能一些物种会因过热而死亡,成为全球变暖的受害者

这种理解可能允许我们以最恰当的方式来引导我们的努力,以确保尽可能多的鲸鱼和海豚物种的未来

"

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