Norka amerykańska hoduje własne mózgi w rzadkim odwróceniu procesu udomowienia

Zwierzęta hodowlane różnią się wyglądem od swoich dzikich odpowiedników na wiele sposobów i jest jedna stała różnica: ich mózgi są mniejsze niż mózgi ich przodków. Od owiec, przez świnie, po krowy, zwierzęta domowe mają stosunkowo mniejsze mózgi w porównaniu do swoich dzikich odpowiedników – zjawisko znane jako efekt udomowienia.

Teraz badanie przeprowadzone przez Max Planck Institute for Animal Behaviour (MPI-AB) odkryło rzadkie odwrócenie efektu udomowienia. W trakcie hodowli w niewoli norka amerykańska doświadczyła zmniejszenia względnej wielkości mózgu, ale populacje, które uciekły z niewoli, były w stanie prawie całkowicie odzyskać rozmiar mózgu swoich przodków w ciągu 50 pokoleń. Badanie zostało opublikowane dzisiaj w Królewskie Towarzystwo Otwartej Nauki.

„Nasze wyniki pokazują, że utrata objętości mózgu u zwierząt domowych nie jest trwała” – mówi Ann-Kathryn Buhl, studentka MPI-AB i pierwsza autorka artykułu badawczego. „To odkrycie pogłębia naszą wiedzę na temat tego, jak udomowienie zmienia mózgi zwierząt i jak te zmiany mogą wpływać na zwierzęta po powrocie na wolność”.

Zrozumienie bocznego mózgu

Kiedy zwierzęta tracą rozmiar mózgu w wyniku udomowienia, często uważa się to za ulicę jednokierunkową. Wydaje się, że zwierzęta nigdy nie odzyskują rozmiarów mózgu w stosunku do swoich przodków, nawet w dzikich populacjach, które żyły na wolności od pokoleń. „Kiedy zwierzęta tracą części ciała, takie jak określone obszary mózgu, w trakcie rozwoju, znikają i po prostu nie można ich odzyskać” – mówi Dina Deichmann, starszy autor artykułu i kierownik grupy w MPI-AB.

Zbadanie, czy dzikie zwierzęta mogą odzyskać względne rozmiary mózgu ich dzikich odpowiedników, jest również wyzwaniem metodologicznym. Aby zrobić to dobrze, Dishman mówi: „Musielibyśmy znaleźć zwierzę z oddzielnymi populacjami dzikimi i zdziczałymi, aby zmniejszyć ryzyko wymieszania się populacji. I trzeba by znaleźć zwierzę, które można by zbadać z odpowiednim mózgiem i czaszką pomiary”. Innymi słowy, będziesz potrzebować zwierzęcia takiego jak norka amerykańska.

Pochodząca z Ameryki Północnej norka amerykańska jest udomowiona na potrzeby handlu futrami od ponad wieku. Po wyhodowaniu w Europie w celu wyhodowania futra, zwierzęta trzymane w niewoli uciekły, tworząc zdziczałe populacje, które rozprzestrzeniły się w całej Europie. I tak ta historia naturalna przedstawiała odrębne populacje, których potrzebowali Dishman i jej zespół: dzikie norki z Ameryki Północnej, udomowione norki z europejskich ferm futerkowych, zdziczałe norki z Europy.

Aby zbadać zmiany wielkości mózgu, zespół zwrócił się do zastępcy: czaszek. „Rozmiar puszki mózgowej jest dobrym przybliżeniem wielkości mózgu norek, a to pozwala nam na dokonywanie pomiarów z istniejących zespołów czaszek bez potrzeby stosowania żywych zwierząt” – mówi Buhl. Zbiory muzealne z Cornell University zostały wykorzystane do zbadania czaszek dzikich norek amerykańskich, podczas gdy europejskie fermy futrzarskie dostarczyły czaszki zwierząt domowych.

Dla dzikiej publiczności Dechmann i Pohl współpracowali z Andrzejem Zalewskim z Polskiego Centrum Badania Ssaków, które posiadało kolekcję czaszek uzyskanych w ramach programu zwalczania dzikich norek. „Zwykle trudność w badaniach czaszki polega na znalezieniu wystarczająco dużych grup, z którymi można pracować” – mówi Diekmann. „Mieliśmy niewiarygodne szczęście, że mogliśmy współpracować z wieloma organizacjami, aby uzyskać potrzebne nam próbki populacji”.

Zespół wykonał pomiary z czaszek, aby obliczyć względny rozmiar mózgu zwierząt. Odkryli, że zgodnie z dobrze udokumentowanym procesem udomowienia, mózgi hodowanych norek skurczyły się o 25% w porównaniu do ich dzikich przodków. Ale wbrew oczekiwaniom mózgi dzikich norek urosły prawie do dzikich rozmiarów w ciągu 50 pokoleń.

Elastyczne umysły

Dishman podejrzewa, że ​​wie, dlaczego to konkretne zwierzę osiągnęło to, co uważano za mało prawdopodobne. Norka amerykańska należy do rodziny małych ssaków o niezwykłej zdolności sezonowej zmiany rozmiaru mózgu w procesie znanym jako zjawisko Dehnell. Dishman, ekspert od tego procesu, udokumentował Dehnell u ryjówek, kretów i łasic.

„Podczas gdy inne zwierzęta wydają się trwale tracić objętość mózgu, norki mogą odzyskać objętość mózgu swoich przodków, ponieważ mają wbudowaną elastyczną objętość mózgu” – mówi.

Ta elastyczność przyniosłaby korzyści dla ponownie dzikich norek. „Jeśli uciekniesz z niewoli do natury, będziesz potrzebować mózgu, który jest w pełni zdolny do sprostania wyzwaniom życia na wolności. Zwierzęta o elastycznych mózgach, takie jak norki, mogą przywrócić swoje mózgi, nawet jeśli wcześniej się skurczyły”.

Wyniki nie ujawniają, czy mózgi dzikich norek funkcjonują w taki sam sposób jak dzikich norek. Aby się tego dowiedzieć, zespół będzie musiał zbadać mózgi zwierząt, co jest krokiem do przyszłych badań.