Fossil-studie vælter årtiers forståelse: Det var synet, der drev primaternes hjerneudvikling

"Alt fra mennesker ned til spidsmus ligger på den samme linje: I forhold til hjernens størrelse er pandelappens andel konstant," siger Richard F. Kay, professor emeritus i evolutionær antropologi ved Duke University og hovedforfatter af studiet .

Med andre ord: Hvis man skalerer en spidsmuses hjerne op til en menneskehjerne, vil pandelappen have samme relative størrelse som vores. Pandelappen voksede simpelthen, fordi hele hjernen voksede – ikke fordi den var under særligt selektionstryk.

De visuelle områder ekspanderede hurtigt og uforholdsmæssigt

Mens pandelappen holdt trit med hjernens samlede størrelse, ændrede andre områder sig dramatisk. Occipital-, parietal- og temporallapperne – områder, der i høj grad behandler synsindtryk – ekspanderede hurtigt og uforholdsmæssigt meget hos spøgelsesaber og menneskeaber .

Disse udvidelser skete langs de samme grene af primaternes stamtræ, hvor synsnervens åbning (foramen opticum) var størst, hvilket indikerer, at mere visuel information strømmede ind i hjernen .

Da nerver ikke forstener, brugte holdet synsnervens åbning som en proxy for visuel input. Spøgelsesaber og menneskeaber havde de største synsnerveåbninger og de mest synsdominerede neocortices . Bemærkelsesværdigt nok ser de visuelle hjerneområder ud til at være vokset endnu hurtigere end nerven, der forsyner dem, hvilket betyder, at selv små stigninger i synsinput blev forstærket til store udvidelser af hjernevæv .

Store menneskeabehjerner er gamle og synsbaserede

De karakteristisk store hjerner hos aber, menneskeaber og mennesker er et gammelt fænomen, der går mindst 33 millioner år tilbage . De er forankret i udviklingen af højopløst syn – tilpasninger som en retinal fovea (det skarpsynede område på nethinden) og en knoklet beskyttelse af øjet – ikke i selektion for en forstørret 'tænkende' pandelap i sig selv .

Sådan blev studiet gennemført

Fordi blødt hjernevæv ikke forstener, brugte holdet højopløselige mikro-CT-skanninger af kranier, mange fra Duke Lemur Center Museum of Natural History, til at skabe digitale 3D-endocasts – modeller af den tomme kraniekasses inderside. Derefter målte de volumen og overfladeareal af neocorticale områder på tværs af både nulevende og fossile primater fra Eocæn og Miocæn .

Hvorfor bedre syn? To førende hypoteser

Kay nævner to mulige forklaringer på, hvorfor synsprocessering blev så stærkt selekteret: øget kompleksitet i social kommunikation (at læse ansigtsudtryk og gestik) og mere effektiv fødesøgning . Begge kan have udøvet et stærkt naturligt selektionstryk på hjernens visuelle områder.

Konklusionen

Den forstørrede neocortex hos primater, inklusive vores egen, ser ud til at være en synsbaseret tilpasning snarere end et produkt af pandelappens kognitive ekspansion. Pandelappen voksede simpelthen, fordi hele hjernen voksede, mens de visuelle områder var dem, der rent faktisk ændrede sig uforholdsmæssigt – et mønster, der allerede kan ses i fossiler, der er over 33 millioner år gamle .