Rapport de masse cerveau-corps - Brain-to-body mass ratio

Relation du rapport de masse cerveau-corps chez les mammifères

Le rapport de masse cerveau-corps , également connu sous le nom de rapport de poids cerveau-corps , est le rapport de la masse cérébrale à la masse corporelle, qui est supposé être une estimation approximative de l' intelligence d'un animal , bien qu'assez inexact dans de nombreux cas. Une mesure plus complexe , le quotient d'encéphalisation , prend en compte les effets allométriques de tailles corporelles très divergentes entre plusieurs taxons . Le rapport de masse cerveau/corps brut est cependant plus simple à obtenir et reste un outil utile pour comparer l' encéphalisation au sein des espèces ou entre des espèces assez proches.

La taille du cerveau augmente généralement avec la taille du corps chez les animaux (c'est-à-dire que les grands animaux ont généralement un cerveau plus gros que les animaux plus petits); la relation n'est cependant pas linéaire. Les petits mammifères tels que les souris peuvent avoir un rapport cerveau/corps similaire à celui des humains, tandis que les éléphants ont un rapport cerveau/corps comparativement plus faible.

Chez les animaux, on pense que plus le cerveau est gros, plus le poids du cerveau sera disponible pour des tâches cognitives plus complexes . Cependant, les grands animaux ont besoin de plus de neurones pour représenter leur propre corps et contrôler des muscles spécifiques ; ainsi, la taille relative plutôt qu'absolue du cerveau permet un classement des animaux qui coïncide mieux avec la complexité observée du comportement animal. La relation entre le rapport de masse cerveau/corps et la complexité du comportement n'est pas parfaite car d'autres facteurs influencent également l'intelligence, comme l'évolution du cortex cérébral récent et les différents degrés de repliement cérébral, qui augmentent la surface du cortex, ce qui est positivement corrélée chez l'homme à l'intelligence. L'exception notée à cela, bien sûr, est le gonflement du cerveau qui, tout en augmentant la surface, n'altère pas l'intelligence de ceux qui en souffrent.

Relation avec le métabolisme

La relation entre le poids du cerveau et le poids corporel de tous les vertébrés vivants suit deux fonctions linéaires complètement distinctes pour les animaux à sang froid et à sang chaud. Les vertébrés à sang froid ont un cerveau beaucoup plus petit que les vertébrés à sang chaud de même taille. Cependant, si le métabolisme cérébral est pris en compte, la relation cerveau-corps des vertébrés à sang chaud et à sang froid devient similaire, la plupart utilisant entre 2 et 8% de leur métabolisme de base pour le cerveau et la moelle épinière.

Comparaisons entre les groupes

Espèce Cerveau:
rapport masse corporelle (E:S)
petites fourmis 1:7
petits oiseaux 1:12
Souris 1:40
Humain 1:40
chat 1:100
chien 1:125
grenouille 1:172
Lion 1:550
l'éléphant 1:560
cheval 1:600
requin 1:2496
hippopotame 1:2789
Voir aussi : Intelligence des cétacés § Taille du cerveau

Les dauphins ont le rapport poids cerveau/poids corporel le plus élevé de tous les cétacés . Les varans , les tégus et les anoles et certaines espèces de tortues sont les plus grands parmi les reptiles. Parmi les oiseaux, les ratios cerveau/corps les plus élevés se trouvent parmi les perroquets , les corneilles , les pies , les geais et les corbeaux . Chez les amphibiens, les études sont encore limitées. Les pieuvres ou les araignées sauteuses ont certaines des valeurs les plus élevées pour un invertébré , bien que certaines espèces de fourmis aient 14 % à 15 % de leur masse dans leur cerveau, la valeur la plus élevée connue pour n'importe quel animal. Les requins ont l'un des plus élevés pour les poissons aux côtés des raies manta (bien que le poisson- éléphant électrogène ait un ratio près de 80 fois plus élevé - environ 1/32, ce qui est légèrement supérieur à celui des humains). Les musaraignes ont un rapport masse cérébrale/masse corporelle plus élevé que tout autre mammifère, y compris les humains . Les musaraignes détiennent environ 10 % de leur masse corporelle dans leur cerveau.

C'est une tendance selon laquelle plus l'animal grandit, plus le rapport de masse cerveau/corps est petit. Les grandes baleines ont un cerveau très petit par rapport à leur poids, et les petits rongeurs comme les souris ont un cerveau relativement gros, ce qui donne un rapport masse cerveau/corps similaire à celui des humains. Une explication pourrait être qu'à mesure que le cerveau d'un animal grossit, la taille des cellules neurales reste la même, et plus de cellules nerveuses feront augmenter la taille du cerveau à un degré moindre que le reste du corps. Ce phénomène peut être décrit par une équation de la forme E = CS r , où E et S sont les poids du cerveau et du corps, r une constante qui dépend de la famille animale (mais proche des 2/3 chez de nombreux vertébrés), et C est le facteur de céphalisation. Il a été avancé que la niche écologique de l'animal, plutôt que sa famille évolutive, est le principal déterminant de son facteur d'encéphalisation C .

Le poisson-âne à oreilles osseuses détient le record du plus petit rapport poids cerveau/poids corporel de tous les vertébrés.

Dans l'essai "Bligh's Bounty", Stephen Jay Gould a noté que si l'on regarde les vertébrés avec un quotient d'encéphalisation très faible, leur cerveau est légèrement moins massif que leur moelle épinière. Théoriquement, l'intelligence pourrait être en corrélation avec la quantité absolue de cerveau dont dispose un animal après avoir soustrait le poids de la moelle épinière du cerveau. Cette formule est inutile pour les invertébrés car ils n'ont pas de moelle épinière, ou dans certains cas, de système nerveux central.

Critique

Des recherches récentes indiquent que, chez les primates non humains, la taille du cerveau entier est une meilleure mesure des capacités cognitives que le rapport de masse cerveau/corps. Le poids total de l'espèce n'est supérieur à l'échantillon prédit que si le lobe frontal est ajusté pour la relation spatiale. Le rapport de masse cerveau/corps s'est toutefois avéré être un excellent prédicteur de la variation des capacités de résolution de problèmes chez les mammifères carnivores .

Chez l'homme, le rapport entre le poids du cerveau et le poids corporel peut varier considérablement d'une personne à l'autre; il serait beaucoup plus élevé chez une personne en sous-poids que chez une personne en surpoids, et plus élevé chez les nourrissons que chez les adultes. Le même problème est rencontré lorsqu'il s'agit de mammifères marins, qui peuvent avoir des masses graisseuses corporelles considérables. Certains chercheurs préfèrent donc le poids corporel maigre à la masse cérébrale comme meilleur prédicteur.

Voir également

Les références

Liens externes