Как можно сбалансировать интеллект с большой мордой?

Вероятная причина отрицательной корреляции между размером морды антропоида и размером мозга довольно проста: чем выше интеллект, особенно если он достаточно высок, чтобы готовить , тем меньше потребность в больших зубах, жевательных мышцах или тяжелой опоре в черепе. Когда зубы перестанут быть вашим основным оружием (наступательным или защитным), и вам больше не придется разбивать твердые раковины или пережевывать сырые овощи, когда инструменты и огонь заменят эти функции, эволюционная потребность в тяжелых челюстях, мощном укусе и больших зубах исчезнет. сильно уменьшено.

И эволюция эффективна в долгосрочной перспективе; использовать его или потерять его.

Я приведу контрпример, другое млекопитающее с очень высоким интеллектом, с видимым сознанием, использованием инструментов, сотрудничеством и довольно большой мордой: дельфины-афалины. Есть многочисленные эксперименты, предполагающие, что у них есть абстрактный язык (больше, чем конкретные существительные или глаголы, описательный язык, который позволяет им описывать процедуры или объекты, которые они раньше не видели, другому дельфину). Я думаю, нет никаких сомнений в том, что они очень умны, доказуемо изобретательны для решения проблем, которые, насколько нам известно, требуют самосознания в биологическом интеллекте. (Решения могут быть найдены компьютерами путем имитации миллионов или миллиардов проб и ошибок, но никакой биологический интеллект не работает таким образом, по крайней мере, люди или млекопитающие).

Слоны также очень умны, умеют решать проблемы с самосознанием; а хобот слона — это удлиненная версия носа.

Существуют также серьезные научные сомнения относительно корреляции между размером мозга и интеллектом. В подавляющем большинстве случаев размер мозга наиболее сильно коррелирует с размером тела, а уж тем более с интеллектом. Большие тела имеют больше нервных окончаний как для сенсорных функций, так и для управления мышцами, а также для обработки большего количества входящих сигналов. Из-за несчастных случаев, огнестрельных ранений, рака, инсультов и т. д. некоторые несчастные люди потеряли почти половину массы своего мозга и все еще выздоравливают, чтобы ходить и разговаривать с профессионалами с IQ выше среднего.

Большой мозг не коррелирует с IQ; средний человеческий мозг весит 3 фунта, а средний мозг слона в 4 раза больше — 12 фунтов. И хотя слоны изготавливают и используют инструменты и ведут сложную социальную жизнь, если бы они были в 4 раза умнее людей или в 1 раз умнее людей, они не были бы вымирающим видом и, подобно первым гомо сапиенсам, использовали бы острое оружие против хищников.

Вы должны учитывать относительную массу мозга (в процентах от остальной массы тела), а не общую массу мозга; и, как доказывают люди (как раненые, так и целые), даже в этой относительной цифре может быть множитель два или три.

Я думаю, что большая морда и интеллект эволюционно совместимы.

Это большая ошибка, ИМО, недооценивать эволюцию и рассматривать только единственный человеческий путь к разуму, самосознанию и абстрактному мышлению.

Эволюция найдет способ решить любые проблемы. Тем не менее, ваши существа не должны иметь черты только потому, что вы думаете, что они будут крутыми, вам нужна правдоподобная причина , по которой большая мускулистая морда НЕ выбрасывается за миллионы лет, она должна иметь правдоподобную ценность для выживания, которую нельзя заменить силой мозга. -- и почти все мышечные функции могут быть . По сравнению с другими существами, над которыми мы господствуем (включая других, таких как мы, шимпанзе и гориллы), мы слабы, плохо видим, медлительны, у нас нет естественного оружия, такого как зубы и когти, у нас серьезные проблемы со слухом и обонянием, и все это в значительной степени потому, что абстрактное мышление легко побеждает. все эти инструменты, и мы отказалисьот планов тела «размер и чувства имеют значение» до нашего текущего состояния, потому что нам на самом деле не нужны все эти мышцы. Это не единственный пример правила, собаки сделали то же самое, они могут быть потомками волков, но большинство домашних собак не могли идти в ногу с дикими волками на охоте или в бою, даже если были рождены к жизни; они эволюционировали от этого, потому что им это не нужно.

Просто иметь длинную морду для сохранения обоняния недостаточно; это не объясняет потребность в мускулистой челюсти, больших зубах или тяжелых челюстных костях. У слона прекрасное обоняние без кости в носу, многие рыбы обладают превосходным обонянием в очень маленьких упаковках, как и короткомордые и очень маленькие собаки.

Я не буду предлагать никаких решений, это ваша творческая работа, но если есть веская правдоподобная эволюционная причина для того, чтобы сочетать обе эти особенности, я полагаю, что эволюция найдет способ.

Если основной причиной намордника является обоняние, возможно, вам стоит взглянуть на черепа белых медведей. У них одно из самых сильных обоняний среди животных, но их морда не слишком длинная. Вместо этого ноздри довольно широкие, а ткань сильно сложена, чтобы получить больше площади и иметь больше обонятельных клеток в ограниченном пространстве.

Череп предлагает достаточно места для большого мозга без необходимости в больших мышцах, чтобы удерживать его.

Балансировка тяжелых рогообразных антенн может представлять проблему, поскольку они смещают центр баланса. Так что сила грифа в основном зависит от вашей конструкции их усиков.

Предполагая, что мускулатура рта очень похожа на мускулатуру существующих хищников, по большей части мне интересно:

If the muzzle is at all plausible with a large brain
If the muscles of the snout just be too heavy or large for the head
If any 'space saving' adaptations such as putting brain tissue in the spinal area would work
If the head would be too ridiculously large to support at all

Этот ответ будет конкретно касаться взаимосвязи между размером мозга и мордой. То есть правдоподобна ли морда хищника с большим мозгом? Простой ответ - нет. Это можно продемонстрировать, взглянув на эволюцию человека .

Это будет упрощенная картина этой эволюции, но этого должно быть достаточно, чтобы объяснить задействованные общие принципы. По существу, за период от обезьяноподобных приматов до современного человека объем черепа, т. е. размер мозга, увеличился, а размер их челюстей уменьшился. У наших древнейших предков были выдающиеся челюсти или то, что можно назвать в основном большими челюстями, торчащими из лица. Это эквивалент намордника. Для сравнения, современные люди имеют плоские лица и маленькие челюсти, а также значительно увеличенный размер мозга.

По сути, гоминиды с большими челюстями имели маленький мозг. По мере того, как они превращались в людей, мозг увеличивался, а размер челюсти уменьшался. В основном объем черепа был ограничен большими мышцами, необходимыми для поддержки их больших челюстей. Большой мозг и маленькие челюсти современных людей были анатомическими особенностями, которые в результате совместной эволюции сделали нас людьми.

Источник: Эволюция человека .

В первые дни изучения эволюции человека велись споры о том, развились ли сначала у гоминидов большой мозг, или сначала уменьшился размер их выступающих вперед челюстей.

Подделка пилтдаунского человека была неудачным отвлечением на пути к пониманию эволюции человека.

Точка зрения «сначала большой мозг» получила дальнейшую поддержку, когда миру были представлены пилтдаунские окаменелости. Хотя теперь мы знаем, что они были мошенническими, в то время (1911 г.) они, казалось, совершенно ясно продемонстрировали, что у древних людей был современный череп поверх обезьяноподобного тела. А поскольку пилтдаунские останки были найдены в Англии, они удобно подтвердили преобладающую идею о том, что современные люди эволюционировали в Европе, а не в Африке.

Это затруднило признание того факта, что люди произошли от более обезьяноподобных существ, которые постепенно теряли свои более обезьяноподобные черты, особенно выдающиеся челюсти и приобретали менее мордоподобную нижнюю часть лица.

Следовательно, когда в 1924 году Раймонд Дарт признал положение ребенка таунга (австралопитека африканского) на генеалогическом древе человечества, его идеи поначалу столкнулись с серьезным сопротивлением. Только после того, как было обнаружено больше окаменелостей австралопитеков, его признание A. australis как гоминида получило признание. Однако в настоящее время принято считать, что предки современных людей эволюционировали в Африке и оставались там примерно до 1,5 миллиона лет назад, когда популяции Homo erectus покинули Африку и быстро переместились по Европе и Азии.

В качестве иллюстрации рассмотрим Australpithecus afarensis .

Самым известным представителем этого вида является «Люси», обнаруженная в 1974 году Доном Йохансоном и Томом Греем, возраст которой оценивается примерно в 3,2 миллиона лет (afarensis жил от 3,9 до 3 миллионов лет назад). Это важная находка, так как скелет удивительно полный для своего возраста (по некоторым оценкам, завершен на 40%, но это не включает кости рук и ног), что дает множество данных о ее размере, осанке и походке.

Обычно их размеры с точки зрения роста тела и размеров мозга следующие:

Остатки Afarensis указывают на то, что этот вид был сильно диморфным по половому признаку, причем самцы были намного крупнее самок. Останки указывают на то, что рост afarensis колебался от 107 до 152 см, а объем черепа — от 375 до 550 см (AL 444-2, крупный взрослый мужчина).

Со следующими чертами лица и черепа:

Лицо и череп afarensis были обезьяноподобными: выступающие надбровные дуги, низкий лоб и выдающаяся морда без подбородка. Зубы занимают промежуточное положение между обезьяной и человеком: коренные зубы большие, а клыки, хотя и намного меньше, чем у современных обезьян, крупнее и острее, чем у людей. Форма зубной аркады находится между параболической формой человека и прямоугольной формой обезьян, а большое затылочное отверстие, хотя и дальше вперед, чем у обезьян, не находится непосредственно под черепом, как у людей.

Интересно, что остальная часть их скелетов имеет черты, гораздо более похожие на черты современного человека, чем обезьяны. Хотя есть указания, что они проводили время на деревьях.

Краткое изложение различий между нашими предками- австралопитеками и нами.

австралопитек

Большое затылочное отверстие больше вперед — австралопитеки в основном двуногие, но полагается на затылочный гребень / мышцы шеи, чтобы держать голову в вертикальном положении.

Homo Sapiens (мы!)

Большое затылочное отверстие расположено по центру под черепом - H sapiens полностью двуногий, голова балансирует на позвоночнике.

Череп человека

округлая мозговая оболочка (увеличенный мозг) с уменьшенными местами прикрепления мышц, особенно тех, которые используются для жевания, и агрессивными выражениями лица, которые больше не требуются.

Обезьяна

Мозг более плоский (меньший мозг), что позволяет увеличить места прикрепления мышц, необходимые для агрессивного выражения лица.

Важно отметить, что плотоядному животному с мордой потребуются более крупные места прикрепления мышц, чтобы поддерживать эту морду и придавать ей силу укуса, которая необходима хищнику, чтобы либо поглотить свою добычу, либо убить ее. Это будет означать, что у хищников мозг будет меньше.

Таким образом, крупный мозг не может быть правдоподобным для плотоядных с большой мордой.

Не будут ли мышцы, поддерживающие морду, слишком тяжелыми или большими для головы?

Это кажется вероятным, но сильно зависит от размера морды и размера черепной коробки. Обе черты антагонистичны друг другу. Если бы у хищника была и достаточно большая, и достаточно большая морда, то вся конструкция могла бы быть очень громоздкой. Это неправдоподобно.

В общем, да, но крайне маловероятно.

Приспособления для « экономии пространства» путем помещения мозговой ткани в позвоночник кажутся неправдоподобными. Во-первых, потому что мозг должен быть как можно ближе к основным сенсорным рецепторам организма. Это общее правило биологии. Во-вторых, не похоже, что там достаточно места для размещения дополнительной массы.

Однако у некоторых крупных динозавров вторичный мозг располагался на позвоночнике. В противном случае у них были бы проблемы с координацией при управлении своими большими телами. Возможно, ряд вторичных мозгов может быть расположен вдоль позвоночника организма. Это не сделало бы существо меньше, но, скорее всего, лучше скоординировано. Возможно, если бы его кора располагалась в меньшей мозговой оболочке, необходимой хищнику, то другие основные неврологические особенности мозга могли бы находиться во вторичном мозге. Условно, но вовсе не уверен, что это биологически правдоподобно.

Кроме того, у осьминогов сильно развита нервная система, проходящая через их тела. Это говорит о том, что мозговитый плотоядный мог эволюционировать, чтобы иметь аналогичную сильно распределенную нервную систему. Затем, опять же, только его высшие исполнительные функции, возможно, должны быть размещены в меньшей мозговой оболочке, необходимой хищнику.

Таким образом, в то время как дополнительное мозговое вещество, расположенное в области позвоночника, кажется неправдоподобным, существуют две возможные модели перемещения или размещения дополнительных или расширенных нервных систем. Обратите внимание: организм будет отличаться от большинства известных нам плотоядных. Это очень гипотетически.

Если бы голова была слишком смехотворно большой, чтобы ее вообще можно было поддерживать?

На самом деле это сочетание большого мозга и плотоядной морды, что, к сожалению, смешно. Это было рассмотрено в обсуждении второй части вашего вопроса. Сочетание большого мозга и больших челюстей по своей сути противоречиво. Нет невозможного, но настолько полно проблем для организма с другими особенностями, что это может представлять опасность для его выживания.

Если бы такое существо существовало, ему понадобились бы другие анатомические особенности, чтобы защитить себя и иметь возможность поддерживать массивную голову. Возможно, более крупное тело с мощной мускулатурой?

Короче говоря, скорее неправдоподобно и неправдоподобно, чем слишком смехотворно велико.

Однако это чисто умозрительно. Если бы тело вашего гипотетического хищника радикально отличалось от типов плотоядных животных, которых мы знаем на планете Земля, то у него могла бы быть анатомия, в которой эквивалент морды плотоядного животного был бы отделен от его мозговой оболочки. Как только морда и черепная коробка станут отдельными структурами, каждая из них может развиться до значительно больших размеров. В результате легко могло получиться разумное хищное животное с большим мозговым мозгом и большой мускулистой челюстной мордой. Это действительно выглядело бы очень странно.

В этом ответе рассматривается возможность существования разумного плотоядного животного с мордой и большим мозгом с точки зрения особенностей, обнаруженных в эволюции человека. Предлагая некоторые варианты того, как это устройство может работать, его выводы в целом негативны в отношении этой работы в сочетании.

Одной из проблем в конструкции черепов является обеспечение того, чтобы вес оставался в контролируемых пределах, поэтому эволюционное стремление к легкому весу приводит к образованию пустот, известных как «пазухи». В качестве довольно экстремального примера, череп T-Rex имел как очень сложную систему пазух для уменьшения массы, в сочетании с некоторыми экстремальными инженерными решениями, обеспечивающими точки крепления массивных мышц в челюстях, так и силу, чтобы наносить укусы, достаточно мощные, чтобы хрустеть. через твердую кость.

Здесь отчетливо видны большие полости пазух.

Таким образом, в принципе, нет ничего, что могло бы остановить развитие такой адаптации, если предположить, что потребность в высокочувствительном обонянии в сочетании с высоким интеллектом эволюционно благоприятна.