Мозок китів і дельфінів збільшився не заради інтелекту, а заради тепла.
Мозок китів і дельфінів - один з найбільших серед звірів. Великий мозок асоціюється в першу чергу з розвиненим інтелектом. Поведінка китів і дельфінів ніби не дає приводу засумніватися в їх розумових здібностях: у них складне соціальне життя і складна система звукових сигналів для спілкування один з одним, для добування їжі вони використовують досить хитромудрі виверти, вони вчаться один в одного тощо.
Однак, як пишуть в Scientific Reports співробітники Університету Вітватерсранда, мозок китів і дельфінів став великим не тільки і не стільки через те, що їм знадобилося стати розумними. Для мозку вкрай важливо підтримувати постійну температуру, може, навіть важливіше, ніж для інших органів. Але кити і дельфіни живуть у воді, а у воді ссавці втрачають тепло в 90 разів швидше, ніж на повітрі. Навіть зовсім невелике охолодження погіршує роботу нейронів і знижує когнітивні здібності. Якщо ти живеш у воді, завдання не дати мозку охолонути стає особливо гострою.
У звірів взагалі в мозку взагалі є окрема топка, яка не залежить від систем терморегуляції решти організму. Механізм обігріву мозку пов'язаний зі звичайними метаболічними реакціями, за допомогою яких клітини видобувають енергію, окислюючи поживні речовини. У звичайному випадку енергія з поживних речовин перетворюється в енергію молекул аденозинтрифосфату, або АТФ. У формі АТФ енергія легко запасається і легко витрачається.
Але ту ж енергію, яка утворюється при спалюванні поживних речовин, можна направити не в АТФ, а розсіяти в тепло. Для цього існують спеціальні білки, які розривають ланцюг метаболічних реакцій, не даючи синтезуватися АТФ. Якщо заглянути в мозок бегемоту, то ми побачимо, що 35% нейронів забезпечені такими білками. А ось в мозку китів і дельфінів подібні «теплові» білки є у 90% нейронів. Крім того, робота обігрівальних білків у нейронах залежить від нейромедіатора норадреналіну. У китоподібних на 30% вища щільність в мозку нервових закінчень з норадреналіном, які безпосередньо керують концентрацією і активністю «теплових» білків.
Нарешті, крім нейронів, у мозку є так звані гліальні клітини. Вони допомагають нейронам працювати, підтримують їх і живлять, регулюють проведення імпульсів і очищають нервову тканину від молекулярного сміття та інфекцій. У китів і дельфінів в 30-70% гліальних клітин теж є білки, які розсіюють метаболічну енергію в тепло. А ось у інших звірів таких білків у клітинах глії немає, і ці клітини взагалі не грають ролі в обігріві мозку.
Китоподібні отримали великий мозок близько 32 млн років тому, через багато мільйонів років поле того, як вони остаточно переселилися у воду. І саме в той час, коли їх мозок різко збільшився, температура морів і океанів на Землі помітно впала. Великий мозок в принципі втрачає менше тепла, ніж маленький, просто в силу законів фізики. Якщо ж він до того ж нашпигований обігрівальними елементами, як у китів, то переохолодження можна не боятися. Все це підтверджує гіпотезу, що мозок китів і дельфінів став таким великим в першу чергу для того, щоб не остигати, а не для того, щоб бути розумними. Втім, якщо мозок все одно збільшився, то чому б і не порозумнішати?