L’énigme de la taille du cerveau est résolue, car les humains dépassent la tendance évolutive

Les plus grands animaux n’ont pas un cerveau proportionnellement plus gros, mais les humains vont à contre-courant de cette tendance, selon une étude publiée dans Nature Écologie et Évolution a révélé.

Des chercheurs de l’Université de Reading et de l’Université de Durham ont collecté un énorme ensemble de données sur les tailles du cerveau et du corps d’environ 1 500 espèces pour clarifier des siècles de controverses entourant l’évolution de la taille du cerveau.

Des cerveaux plus gros par rapport à la taille du corps sont liés à l’intelligence, à la sociabilité et à la complexité comportementale – les humains ayant développé des cerveaux exceptionnellement grands. La nouvelle étude révèle que les plus grands animaux n’ont pas un cerveau proportionnellement plus grand, ce qui remet en cause des croyances de longue date sur l’évolution du cerveau.

Le professeur Chris Venditti, auteur principal de l’étude de l’université de Reading, a déclaré : « Pendant plus d’un siècle, les scientifiques ont supposé que cette relation était linéaire, ce qui signifie que la taille du cerveau augmente proportionnellement à la taille de l’animal. Nous savons maintenant que ce n’est pas vrai. La relation entre la taille du cerveau et celle du corps est une courbe, ce qui signifie essentiellement que les très grands animaux ont un cerveau plus petit que prévu. »

Le professeur Rob Barton, co-auteur de l’étude de l’université de Durham, a déclaré : « Nos résultats aident à résoudre l’étonnante complexité de la relation entre la masse du cerveau et celle du corps. Notre modèle est d’une simplicité telle que les explications jusqu’alors élaborées ne sont plus nécessaires : la taille relative du cerveau peut être étudiée à l’aide d’un seul modèle sous-jacent. »

Au-delà de l’ordinaire

La recherche révèle une association simple entre la taille du cerveau et la taille du corps chez tous les mammifères, ce qui a permis aux chercheurs d’identifier les contrevenants aux règles, c’est-à-dire les espèces qui défient la norme.

Parmi ces cas particuliers figure notre propre espèce, Homo sapiens, qui a évolué plus de 20 fois plus vite que toutes les autres espèces de mammifères, ce qui lui a permis d’acquérir les cerveaux massifs qui caractérisent l’humanité d’aujourd’hui. Mais l’homme n’est pas la seule espèce à s’opposer à cette tendance.

Tous les groupes de mammifères ont connu des changements rapides, à la fois vers des tailles cérébrales plus petites et plus grandes. Par exemple, les chauves-souris ont très rapidement réduit la taille de leur cerveau lors de leur apparition, mais ont ensuite montré des taux de changement très lents de la taille relative de leur cerveau, ce qui suggère qu’il pourrait y avoir des contraintes évolutives liées aux exigences du vol.

Trois groupes d’animaux ont montré les changements rapides les plus prononcés dans la taille du cerveau : les primates, les rongeurs et les carnivores. Chez ces trois groupes, la taille relative du cerveau a tendance à augmenter au fil du temps (la « règle de Marsh-Lartet »). Cette tendance n’est pas universelle pour tous les mammifères, comme on le croyait auparavant.

Le Dr Joanna Baker, co-auteur de l’étude également de l’Université de Reading, a déclaré : « Nos résultats révèlent un mystère. Chez les plus grands animaux, quelque chose empêche le cerveau de devenir trop gros. Il reste à déterminer si cela est dû au fait que les gros cerveaux au-delà d’une certaine taille sont tout simplement trop coûteux à entretenir. Mais comme nous observons également une courbure similaire chez les oiseaux, ce schéma semble être un phénomène général : ce qui cause ce « curieux plafond » s’applique à des animaux ayant une biologie très différente. »