Исследователи давно связывают наличие хорошо развитого мозга с большим потреблением энергии. Это означает, что животным с развитой нервной системой требуется среда, в которой это возможно. Должен быть хороший доступ к питательным веществам, и каждое вложение в какой-либо орган дорого обходится какой-то другой системе органов, которая менее важна в этой конкретной среде. До сих пор было мало конкретных измерений того, насколько высока стоимость нервной системы.
Группа исследователей из Университета Лунда провела измерения на позвоночных и впервые подсчитала фактическую стоимость хорошо развитого зрения у этих животных. Исследователи изучали мексиканских пещерных рыб — рыбу, потерявшую зрительную систему в результате регрессии. Эта рыба явно отличается от разновидности, обитающей на поверхности, известной как морф, того же вида.
Морф обитающий на поверхности имеет большие глаза, но также гораздо больший доступ к пище, чего не хватает у морфа, обитающего в пещерах. Пещерная рыба живет в очень темной, бедной питательными веществами среде, и глаза ей не нужны.«Наши измерения на мексиканской пещерной рыбе показывают, что зрительной системе требуется от 5% до 15% общего энергетического бюджета животного, в зависимости от возраста рыбы.
Это невероятно высокая цена! В ходе эволюции эта морфа лишилась обоих глаз и зрительная кора головного мозга, без сомнения, из-за непосильных затрат энергии на поддержание сенсорной системы, которая больше не имела никакого значения », — говорит Дамиан Моран, один из исследователей, стоящих за исследованием.
«Животные с большими и хорошо развитыми глазами, необходимые для их выживания, платят за них высокую цену. Поскольку все животные имеют строго ограниченный энергетический бюджет, крупные инвестиции в зрительную систему происходят только за счет других систем органов», — говорит Эрик Варрант, исследователь в области функциональной зоологии Лундского университета.Исследователи были удивлены тем, что зрительная система мексиканской пещерной рыбы требовала такой большой доли общего энергетического бюджета рыб; стоимость оказалась намного выше ожидаемой.
Новые открытия также приводят к лучшему пониманию давления отбора в эволюции, то есть того, что заставляет одни и те же виды развиваться по-разному в зависимости от их среды обитания.