Un ara hyacinthe (Anodorhynchus hyacinthinus). Tristan Barrington/Shutterstock
En tant que propriétaires de certains des plus gros cerveaux du règne animal, nous, les humains, supposons souvent que les performances cognitives, la résolution de tâches et les interactions sociales sont les ingrédients de base qui ont favorisé l'évolution de nos cerveaux complexes.
NOTRE nouvelle étude, récemment publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, remet en question cette hypothèse intuitive.
Pris ensemble avec d'autres facteurs biologiques et écologiques, les facteurs cognitifs et sociaux perdent leur rôle principal dans l'augmentation de la taille du cerveau. Au lieu de cela, c'est la quantité de soins parentaux que la progéniture reçoit qui soutient un cerveau plus grand.
Les cerveaux coûtent cher
Le cerveau est l'un des plus organes coûteux dans le corps d'un animal - l'activité neuronale nécessite de grandes quantités d'énergie. Plus le cerveau est grand, plus il a besoin d'énergie pour se maintenir.
Les biologistes ont longtemps supposé que ce coût élevé devait s'accompagner de certains avantages solides fournis par le fait d'être gros cerveau. Certains des avantages proposés étaient les compétences cognitives, la capacité à résoudre des problèmes difficiles et à s'engager dans des interactions sociales complexes.
L'observation des humains, des grands singes et des autres primates semble confirmer cette hypothèse : nos gros cerveaux sont couramment utilisés dans des situations nécessitant des solutions créativesEt à maintenir l'intégrité sociale dans les grands groupes.
Il y a un problème avec ce raisonnement. Les gros cerveaux mettent beaucoup de temps à se développer et pendant ce temps, ils ont encore besoin de quantités substantielles de carburant (même PLUS qu'à l'âge adulte). Ils sont également nettement moins puissants avant d'atteindre leur taille et leur complexité finales. Les animaux en croissance devraient donc « payer » pour avoir des cerveaux en croissance, mais ne pourraient pas utiliser la puissance des cerveaux pendant un temps considérable.
Enquêtes sur le cerveau des oiseaux
Pour résoudre ce paradoxe apparent, nous avons décidé de détourner le regard des mammifères, qui sont traditionnellement utilisés dans la recherche sur le cerveau – mais qui ont aussi été presque exclusivement étudiés dans le contexte de la cognition. Au lieu de cela, nous avons plongé dans le monde des oiseaux. Les oiseaux sont des modèles étonnants dans de nombreuses études évolutives : ils sont extrêmement divers, ont un large éventail de modes de vie et vivent dans près de tous les habitats sauvages sur Terre.
La taille du cerveau des oiseaux est également extrêmement variable, allant des poulets et des autruches à cerveau relativement petit à certaines des espèces à gros cerveau les plus intelligentes telles que les perroquets et les corvidés.
Par rapport à leur grande taille corporelle, les autruches font partie des oiseaux les plus petits au cerveau. Shutterstock
Notez que nous nous référons ici à la taille relative du cerveau. Autrement dit, on s'intéresse à la taille du cerveau par rapport au corps entier de l'animal. Après tout, il est facile d'avoir un gros cerveau (dans l'absolu) si on est un gros animal en général. De telles augmentations de la taille du cerveau liées à la taille du corps ne conduiraient pas nécessairement à une amélioration de la cognition.
Notre analyse a inclus plus de 1,000 XNUMX espèces d'oiseaux pour lesquelles nous disposions de données sur la taille du cerveau. Nous avons également collecté de nombreuses autres variables qui pourraient être pertinentes en tant que facteurs potentiels de la taille du cerveau : le climat dans lequel vit chaque espèce ; s'il est migrateur ou non ; comment il se nourrit et quelle est sa principale source de nourriture.
Plus important encore, pour toutes les espèces incluses, nous avons pu trouver des enregistrements sur leur caractère social et coopératif, et sur la quantité de soins parentaux qu'ils fournissaient à leur progéniture.
Ça commence dans le nid
Notre analyse a révélé qu'en combinaison avec toutes les variables incluses, les facteurs sociaux n'étaient que faiblement liés à la variation de la taille du cerveau chez les oiseaux.
Il s'est avéré que la coopération et la vie dans des groupes plus larges - des circonstances généralement supposées être fortement liées à des cerveaux volumineux et complexes - n'avaient presque pas d'importance en tant que causes d'une intelligence exceptionnelle.
De tous les traits d'espèce analysés, seuls ceux directement liés aux soins parentaux et à l'approvisionnement de la progéniture ont montré des relations étroites avec la taille du cerveau. Nos données ont montré que les espèces qui nourrissaient leurs petits plus longtemps étaient des espèces avec certains des plus gros cerveaux (encore une fois, par rapport à la taille du corps).
Le style de développement comptait également beaucoup. Les oiseaux peuvent être facilement divisés en deux grands groupes. Les espèces précoces sont celles où les juvéniles éclosent à partir d'œufs déjà relativement bien développés (comme les poulets, les canards, les oies), nécessitant peu ou pas d'alimentation.
Les oiseaux nidicoles naissent impuissants, mais être nourris pendant de longues périodes par leurs parents leur permet de développer un cerveau plus gros. Shutterstock
Les oiseaux nidicoles, en revanche, éclosent gravement sous-développés. Habituellement, leurs nouveau-nés sont aveugles, nus et entièrement dépendants des soins de leurs parents. Ce groupe comprend certains des groupes d'oiseaux les plus connus que nous rencontrons chaque jour, tels que les moineaux, les mésanges, les rouges-gorges et les pinsons.
Étant donné que les oiseaux nidicoles reçoivent relativement plus de soins de leurs parents, nous avons prédit qu'ils devraient également être capables de développer des cerveaux plus gros - un modèle que nous voyons clairement dans nos données.
Même s'ils sont contestables du point de vue d'autres hypothèses existantes (telles que «l'hypothèse du cerveau social» mentionnée précédemment), nos résultats ont beaucoup de sens.
Comme dit précédemment, les cerveaux sont d'énormes consommateurs d'énergie. Si cette énergie ne peut pas être fournie de manière habituelle (parce qu'un juvénile a un cerveau sous-développé et ne peut pas se nourrir de manière autonome), elle doit être fournie par l'alimentation parentale.
L'évolution du cerveau humain a-t-elle suivi la trajectoire des oiseaux ?
Nos résultats soulèvent une question intéressante : l'histoire évolutive des cerveaux des mammifères et des humains a-t-elle suivi la même logique ? Dépendait-il plus des soins parentaux que de l'expansion des comportements sociaux et des interactions coopératives ?
Probablement oui. Il existe des preuves qu'une grande accélération de l'évolution de la taille du cerveau humain a été associée à augmentation du nombre de soignants ainsi que approvisionnement prolongé des mineurs jusque dans leur adolescence.
Il semble également que la taille du cerveau des mammifères soit effectivement limitée par la quantité d'énergie que les mères peuvent transférer à leur progéniture jusqu'au sevrage. Lorsqu'il s'agit d'avoir un gros cerveau, il semble que l'amour et les soins parentaux passent avant tout apprentissage ultérieur.
À propos de l’auteur
Szymek Drobniak, Boursier DECRA, UNSW Sydney
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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