Les avantages d'un grand cerveau peuvent sembler évidents pour nous. Mais beaucoup de créatures, à part les humains, ont prospéré sans elles et continuent à bien se porter, merci beaucoup. Après tout, en tant qu'étudiant diplômé en anthropologie à l'Université de New York, Alex DeCasien, "le cerveau coûte très cher à développer et à entretenir". Pour les anthropologues, cela pose un mystère évolutif: ce qui inciterait une créature à investir autant d'énergie dans organe qui ne procure aucun avantage immédiat en matière de chasse, d’accouplement ou de défense?
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Il y a plus de deux décennies, les anthropologues ont commencé à adopter la «théorie du cerveau social» comme solution possible. Selon cette idée, c’est le défi de la gestion de relations et d’interactions sociales de plus en plus complexes qui a principalement motivé le développement de plus gros cerveaux, par opposition au défi de trouver de la nourriture. Après tout, être une créature sociale représente beaucoup de travail. Mais une nouvelle étude de DeCasien vise cette théorie dominante en suggérant un catalyseur différent pour le développement du cerveau: le fruit.
Dans ses recherches, DeCasien se concentre principalement sur les différences entre les sexes chez les primates. Il y a quelques années, elle parcourait des études sur les différences de taille de cerveau entre les sexes des primates et a rencontré ce qu'elle appelle une "énorme contradiction". Elle a découvert différentes études récentes suggérant que les primates polygynandreux (ceux qui s'accouplent avec plusieurs partenaires) ou les primates monogames (ceux qui entretiennent des relations de reproduction à long terme avec un partenaire) avaient un cerveau plus gros que l'autre. Bizarrement, "ils ont tous deux revendiqué le soutien de l'hypothèse du cerveau social", explique DeCasien.
Certains de ces scientifiques ont fait valoir que la gestion de partenaires multiples taxerait davantage l'esprit et encouragerait le développement de plus gros cerveaux, alors que d'autres suggèrent que pour créer un lien durable avec un partenaire, il faudrait davantage de capacités mentales. "Lors de la réévaluation de cette contradiction évidente, je voulais prendre en compte ces idées plus anciennes", déclare DeCasien. À l'aide de techniques modernes et de données étendues, DeCasien et son équipe ont participé à une étude publiée cette semaine dans la revue Nature Ecology and Evolution .
Sa conclusion: ces idées plus anciennes étaient correctes, pour la plupart
Des études plus anciennes sur le développement du cerveau chez les primates ont porté sur 43 espèces de primates, explique DeCasien. Les ensembles de données modernes ont permis à son équipe de s’appuyer sur les données relatives à la taille du cerveau de plus de 140 espèces. Ils ont comparé ces tailles de cerveau au régime alimentaire de l'espèce et à des facteurs liés au développement social, tels que la taille du groupe et le système de reproduction. Ils ont été en mesure de réduire ces chiffres grâce aux techniques avancées d’analyse statistique mises au point ou perfectionnées au cours de la dernière décennie.
"Nous avons utilisé toutes les méthodes les plus récentes disponibles", déclare DeCasien. (C’est la raison pour laquelle "nous avons un nombre ridicule de tableaux supplémentaires" dans l’étude, ajoute-t-elle.)
Après avoir effectué ces analyses, l'équipe de DeCasien a conclu que le régime alimentaire, et non la complexité sociale, semblait être le plus corrélé aux plus grandes tailles de cerveau chez les primates. Plus précisément, les primates qui se nourrissaient principalement de fruits, tels que les chimpanzés ou les singes-araignées, semblaient avoir la plus grande taille de cerveau. (Notamment, les humains ont été exclus des données car "nous sommes un cas particulier en ce qui concerne la taille du cerveau", selon l'étude, une pratique courante dans la recherche comparative sur la taille du cerveau.)
Cela a du sens, car les fruits sont une source d’aliments beaucoup plus dense en nutriments que le feuillage, explique Katherine Milton, anthropologue physique à l’Université de Californie à Berkeley, qui étudie l’écologie alimentaire des primates et n’a pas participé à cette étude. "Parce que les primates très folivores prennent généralement moins d'énergie par unité de temps que les primates très frugivores, on pourrait penser que la taille de leur cerveau serait en corrélation avec cette différence alimentaire", a déclaré Milton par courriel.
Cependant, le simple fait d'avoir accès à ces nutriments n'explique pas à lui seul pourquoi les primates qui se nourrissent de fruits développeraient des cerveaux plus gros, explique DeCasien. «Augmenter la qualité de votre régime alimentaire… vous permet d’augmenter la taille de votre cerveau, mais cela n’explique toujours pas pourquoi il serait avantageux», déclare DeCasien, sans parler d’un avantage suffisant pour justifier de dépenser plus de ressources pour votre cerveau que pour d’autres parties de votre cerveau. corps.
Cet avantage vient de la difficulté à trouver de bons fruits, explique DeCasien. Comme Milton l'a écrit dans une étude de 1981 comparant les singes araignées frugivores aux singes hurleurs folivores, «les fruits sont une ressource alimentaire plus inégale dans les forêts tropicales que les feuilles […] Ainsi, les singes araignées sont confrontés à un problème beaucoup plus complexe que les hurleurs. localisent leurs sources de nourriture car ils ont en fait une surface de ravitaillement 25 fois plus grande. "L'étude a montré que les singes araignées ont une taille de cerveau plus de deux fois supérieure à celle des singes hurleurs en moyenne, et ils ont supposé que les difficultés trouver et se souvenir de la localisation des fruits aurait pu être à l'origine de cette croissance.
"La complexité cognitive nécessaire pour devenir plus efficace dans la recherche de nourriture pour ces choses-là fournirait également la pression sélective pour augmenter la taille du cerveau", dit DeCasien.
Pourtant, Robin Dunbar, anthropologue et psychologue de l’évolution à l’Université d’Oxford, qui a développé l’hypothèse du cerveau social, affirme que l’étude de DeCasien présente un «défaut grave dans sa structure». Dunbar dit que le régime est une contrainte sur la taille du cerveau, alors que la socialité est une cause du développement du cerveau. Les comparer les uns aux autres comme s’ils sont équivalents est incorrect, dit Dunbar; à son avis, ce sont des explications complémentaires et non alternatives.
"Ce qu'ils prétendent essentiellement, c'est que les améliorations apportées au régime alimentaire ont conduit à l'évolution des grands cerveaux de manière à permettre des améliorations du régime alimentaire", a déclaré M. Dunbar. Il ajoute que les chercheurs ont eu tort de considérer la taille totale du cerveau alors qu'ils auraient dû se concentrer sur la taille du néocortex - la partie du cerveau impliquée dans la cognition, le raisonnement spatial et le langage - analysée par Dunbar dans son article de 1992 proposant le cerveau social. hypothèse.
Dunbar conteste également les données utilisées par DeCasien et son équipe, montrant des mangeurs de fruits ayant le cerveau plus gros que les mangeurs de feuilles, affirmant qu'ils avaient ignoré les recherches effectuées depuis 1992, réfutant cette affirmation.
D'autres chercheurs qui étudient l'évolution des primates étaient moins critiques. "Les résultats des auteurs sont très convaincants", déclare Michael Schillaci, anthropologue de l'évolution à l'Université de Toronto. Il n'a pas participé à l'étude. Les travaux de DeCasien "apportent un soutien très fort à une explication écologique de l'évolution de la taille du cerveau chez les primates, caractéristique de notre ordre", a-t-il déclaré. Néanmoins, il ne sait pas si la consommation de fruits a spécifiquement contribué à l'évolution de la taille du cerveau les humains, les descendants des primates, aussi.
L'anthropologue évolutionniste Robert Barton de l'Université Durham souscrit à certaines des conclusions de DeCasien, notamment que l'hypothèse du cerveau social n'est probablement pas le principal moteur du développement du cerveau. Barton, qui n'a pas participé à cette étude et travaille actuellement sur une étude plus vaste sur le même sujet, dit qu'il hésiterait à identifier un type spécifique d'aliment comme moteur du développement du cerveau.
"Nous sommes d'accord pour dire qu'il n'y a que peu ou pas de preuves d'un effet de" cerveau social "dans ces grands ensembles de données, et qu'il existe des corrélations plus robustes avec les variables écologiques", a déclaré Barton par courrier électronique.
Pour sa part, DeCasien met en garde que les fruits et le régime ne sont pas les seuls moteurs de l’évolution de la taille du cerveau chez les primates, mais bien ceux qui ressortent de leur analyse. Les demandes sociales de plus en plus complexes ont certainement toujours joué un rôle majeur dans la croissance du cerveau, a-t-elle déclaré. "Ce n'est pas que c'est l'un et pas l'autre", dit-elle. "Nous pensons vraiment que ces choses sont toutes en train de co-évoluer."
