Kích thước cơ thể và não của động vật có vú có mối liên hệ như thế nào?

Các nhà khoa học từ Đại học Stony Brook và Viện Max Planck ở Mỹ đã có nghiên cứu về mối liên hệ đặc biệt giữa kích thước cơ thể, kích thước não bộ và trí thông minh của động vật có vú trong suốt 150 triệu năm.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu quốc tế gồm 22 nhà khoa học, bao gồm các nhà sinh vật học, nhà thống kê tiến hóa và nhà nhân chủng học, đã so sánh khối lượng não của 1.400 loài động vật có vú còn sống và đã tuyệt chủng để làm rõ vấn đề này.

Với 107 hóa thạch, trong số đó có voi cổ đại và hộp sọ khỉ cổ nhất từng được tìm thấy, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích dựa trên dữ liệu về thể tích nội sọ từ các hộp sọ, thay vì dữ liệu về khối lượng não. 

Các phép đo sau đó được phân tích cùng với kích thước cơ thể để so sánh quy mô kích thước não với kích thước cơ thể theo thời gian tiến hóa.

Phát hiện mới được công bố cho thấy kích thước não so với kích thước cơ thể, từ lâu được coi là một chỉ số liên quan đến trí thông minh của động vật, không tuân theo một quy luật ổn định theo thời gian tiến hóa. 

Ví dụ, những loài "não lớn" nổi tiếng, như con người, cá heo và voi, đã đạt được tỷ lệ của riêng mình theo những cách khác nhau. Kích thước cơ thể voi tăng lên, kích thước não cũng tăng. Trong khi đó, cá heo thường giảm kích thước cơ thể trong khi tăng kích thước não. Những con vượn lớn có nhiều kích thước cơ thể khác nhau, với xu hướng chung tăng kích thước não và cơ thể cùng lúc.

Các tác giả cho rằng những mô hình phức tạp này cho thấy cần đánh giá lại mô hình đã "cắm rễ" trước đó, cho rằng so sánh kích thước não với kích thước cơ thể của tất cả các loài sẽ là thước đo trí thông minh của loài đó. 

"Tầm quan trọng của việc tính đến quỹ đạo tiến hóa liên quan đến kích thước cơ thể có vẻ không quan trọng. Nhiều loài động vật có vú có bộ não lớn như voi, cá heo và vượn lớn cũng có kích thước não và cơ thể lớn. Nhưng không phải là luôn luôn như vậy. Ví dụ, sư tử biển California đặc biệt thông minh lại có kích thước não tương đối nhỏ", nhà sinh vật học tiến hóa Jeroen Smaers của Đại học Stony Brook cho biết.

Bằng cách xem xét lịch sử tiến hóa, nghiên cứu nhận thấy rằng sư tử biển California đạt được kích thước não và cơ thể như hiện tại là do áp lực chọn lọc mạnh mẽ lên kích thước cơ thể; rất có thể là do các loài ăn thịt dưới nước đa dạng hóa thành các sinh vật sống bán thủy sinh. Nói cách khác, chúng có kích thước não tương đối nhỏ do sự lựa chọn khi kích thước cơ thể tăng lên, không phải do sự chọn lọc khi kích thước não giảm.

Nhà nghiên cứu Kamran Safi của Viện Max Planck cho biết: "Chúng tôi đã lật ngược một quan điểm lâu đời cho rằng kích thước não tương đối có thể tương đương với trí thông minh cao. Đôi khi, bộ não tương đối lớn có thể là kết quả cuối cùng của việc giảm dần kích thước cơ thể để phù hợp với môi trường sống hoặc cách di chuyển mới hay nói cách khác, không liên quan gì đến trí thông minh. Việc sử dụng kích thước não tương đối làm đại diện cho năng lực nhận thức phải được thiết lập dựa trên lịch sử tiến hóa của động vật và các sắc thái trong cách não và cơ thể đã thay đổi qua cây sự sống".

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hầu hết những thay đổi về kích thước não xảy ra sau hai sự kiện đại hồng thủy trong lịch sử Trái đất là sự kiện đại tuyệt chủng cách đây 66 triệu năm và chuyển đổi khí hậu cách đây 23-33 triệu năm.

Sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Phấn Trắng, các nhà nghiên cứu nhận thấy sự thay đổi đáng kể về quy mô não trong các dòng họ như loài gặm nhấm, dơi và động vật ăn thịt khi các loài động vật chui vào các hốc trống do khủng long tuyệt chủng để lại. 

Khoảng 30 triệu năm sau, khí hậu mát mẻ ở kỷ hậu Cổ Cận đã dẫn đến những thay đổi sâu sắc hơn. Hải cẩu, gấu, cá voi và động vật linh trưởng đều trải qua những thay đổi về mặt tiến hóa trong não và kích thước cơ thể của chúng.

"Một điều ngạc nhiên lớn là phần lớn sự thay đổi về kích thước não tương đối của các loài động vật có vú sống ngày nay có thể được giải thích bởi những thay đổi mà dòng dõi tổ tiên của chúng phải trải qua sau những sự kiện đại hồng thủy này. Điều này bao gồm sự tiến hóa của bộ não động vật có vú lớn nhất, chẳng hạn như cá heo, voi và vượn lớn, tất cả đều tiến hóa theo tỷ lệ cực đoan sau sự kiện biến đổi khí hậu 23-33 triệu năm trước", Jeroen Smaers thông tin.

Các tác giả kết luận rằng nỗ lực để thực sự nắm bắt được sự tiến hóa của trí thông minh thực tế phải đòi hỏi nỗ lực tăng cường kiểm tra các đặc điểm cơ quan thần kinh, chẳng hạn như các vùng não được biết đến với các quá trình nhận thức cao hơn chứ không phụ thuộc vào kích thước của não.