RÁI CÁ VÀ CHỒN HÔI, HAI BỘ NÃO TRÁI NGƯỢC

Lối sống của một loài vật định hình bộ não của nó đến mức nào? Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu chủ yếu so sánh kích thước não với kích thước cơ thể. Ngày nay, họ còn xem xét tỷ lệ và hình dạng của não, vốn có thể phản ánh đòi hỏi của các giác quan và của cơ thể. Margot Michaud, thuộc UniLaSalle (Đại học Artois) và Đại học Liège, cùng các đồng nghiệp đến từ Pháp, Bỉ, Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Đức và Tây Ban Nha đã chọn một nhóm lý tưởng để kiểm chứng: liên họ Chồn (musteloids).

Một gia đình, những cuộc sống rất khác nhau

Liên họ Chồn là một nhóm thú ăn thịt gồm bốn họ: họ Gấu trúc đỏ (Ailuridae), họ Chồn (trong đó có lửng và rái cá), họ Chồn hôi, và họ Gấu mèo cùng các họ hàng của chúng. Trong một nhóm có quan hệ gần gũi, có những loài bơi lội (rái cá), đào bới (lửng và chồn hôi), sống trên cây (gấu mật kinkajou) và sống trên mặt đất. Một thí nghiệm tự nhiên về tiến hóa của não.

Khuôn đúc của những bộ não đã mất

Bản thân bộ não không tồn tại trong các bộ sưu tập bảo tàng, nhưng khoang từng chứa nó thì còn. Bằng cách quét hộp sọ bằng tia X và chụp cắt lớp vi tính vi mô (micro-CT), nhóm đã tái dựng 113 khuôn ảo của khoang não — gọi là khuôn nội sọ (endocast) — từ những con trưởng thành của 41 loài, bao quát 91,4 phần trăm số chi của liên họ Chồn. Ở động vật có vú, hình dạng của khuôn như vậy khớp với bề mặt ngoài của não.

Trên mỗi khuôn, họ đặt 47 mốc giải phẫu và hơn 200 điểm bổ sung dọc theo các đường cong và bề mặt, rồi chia não thành ba vùng: hành khứu giác (trung tâm khứu giác, ở phía trước), đại não (phần chính lớn) và não sau (tiểu não và thân não, ở phía sau). Các phương pháp thống kê sau đó tính đến mức độ họ hàng gần giữa các loài, để hai anh em họ không bị đếm như hai trường hợp độc lập.

Rái cá và chồn hôi ở hai đầu đối lập

Hai dòng tách hẳn khỏi phần còn lại:

• Rái cá có tỷ lệ đại não lớn nhất, 74,3 phần trăm, và hành khứu giác nhỏ nhất, 8,6 phần trăm, cùng với não sau cũng nhỏ nhất (17,1 phần trăm).
• Chồn hôi cho thấy kiểu ngược lại: hành khứu giác lớn hơn nhiều (14,5 phần trăm) và tỷ lệ đại não nhỏ nhất (66,3 phần trăm).

Các tác giả đã dự đoán cả hai: khứu giác ít có vai trò dưới nước, trong khi chồn hôi dựa rất nhiều vào chiếc mũi. Họ liên hệ đại não lớn của rái cá với những nghiên cứu trước đây cho thấy các vùng liên quan đến xúc giác được mở rộng ở thú ăn thịt bán thủy sinh, vốn kiếm ăn bằng cách sờ mó và xử lý con mồi bằng chi trước — có lẽ, họ gợi ý, đại não của rái cá không chỉ lớn hơn mà còn được tinh chỉnh cho xúc giác. Kết quả về chồn hôi chỉ đến từ ba loài và cần được xem xét thận trọng.

Kích thước giải thích phần lớn phần còn lại

Ngoài hai dòng này, quy luật chính là kích thước. Não càng lớn, tỷ lệ đại não càng lớn và tỷ lệ hành khứu giác cùng não sau càng nhỏ; não cũng trở nên tròn hơn. Những bộ não nhỏ hơn thì dài hơn, với hành khứu giác nổi bật chĩa về phía trước. Diện tích bề mặt của vỏ não mới bám theo kích thước não gần như hoàn hảo. Các tác giả viết rằng điều này khớp với những quy luật thấy ở nhiều loài động vật có vú, nơi các quy tắc phát triển chung có trọng lượng lớn hơn các áp lực riêng lên từng vùng.

Chế độ ăn cũng để lại dấu ấn: loài ăn cá — chủ yếu là rái cá trong mẫu này — có hành khứu giác nhỏ hơn theo tỷ lệ so với loài ăn thịt và loài ăn tạp.

Bất ngờ: cách di chuyển hầu như không lộ ra

Nhóm từng kỳ vọng não sau, nơi phụ trách thăng bằng, sẽ khác nhau giữa loài leo trèo, loài bơi lội và loài đào bới. Không phải vậy: trong các mô hình của họ, cách di chuyển hầu như không thêm được gì khi đã tính đến kích thước và lịch sử họ hàng. Hình dạng tổng thể của não cũng không cho thấy ảnh hưởng sinh thái nào có thể phát hiện.

Các tác giả đề xuất rằng những thích nghi như vậy có thể ẩn bên trong não — trong các nếp gấp của tiểu não hay mật độ nơ-ron — hoặc trong những cấu trúc nhỏ mà họ không thể đo ở mọi loài. Khuôn bên ngoài cho thấy đường viền của bộ não, không phải mạng lưới dây nối của nó. Kết luận của họ: não của liên họ Chồn tuân theo một quy luật tỷ lệ chung, bị bẻ cong ở vài chỗ bởi lịch sử họ hàng và chế độ ăn. Nghiên cứu đã được bình duyệt và công bố trên tạp chí Journal of Anatomy.