Зоологи сравнили размеры мозга у азиатских и африканских саванных слонов и выяснили, что, хотя азиатские слонихи на 10-15 процентов мельче саванных, мозг у них почти на килограмм тяжелее. Для самцов аналогичную закономерность выявить не удалось из-за недостаточного количества данных. С другой стороны, относительный размер мозжечка у саванных слонов оказался выше, чем у азиатских, вероятно, из-за того, что они совершают более сложные манипуляции хоботом. Как отмечается в статье для журнала PNAS Nexus, возможно, более крупный мозг азиатских слонов (по крайней мере самок) объясняет, почему они поддаются приручению лучше саванных слонов.
Африканские саванные слоны (Loxodonta africana) и азиатские слоны (Elephas maximus) хорошо отличаются друг от друга внешне. В частности, представители первого вида крупнее, уши у них больше, а на кончике хобота располагаются два отростка вместо одного. Кроме того, самки у саванных слонов могут обладать развитыми бивнями, в то время как у их азиатских родственниц они рудиментарны. С другой стороны, о различиях во внутреннем строении двух этих видов известно намного меньше. В первую очередь это касается строения мозга.
Команда зоологов под руководством Михаэля Брехта (Michael Brecht) из Берлинского университета имени Гумбольдта решила сравнить размеры мозга саванных и азиатских слонов. Для этого исследователи провели вскрытие 14 умерших или подвергшихся эвтаназии слонов обоих видов из зоопарков Европы и США и пяти саванных слонов из национального парка Крюгер в ЮАР (третий ныне живущий вид слонов, африканский лесной (L. cyclotis), не был включен в исследование из-за недостатка данных). В каждом случае оценили вес мозга и общую массу животного; кроме того, часть образцов изучили с помощью магнитно-резонансной томографии. Авторы также учли сведения о мозге шести слонов, собранные зоологом Иехезкелем Шошани (Jeheskel Shoshani), и другие литературные данные. В общей сложности в выборку вошла информация о мозге 51 слона — хотя не все источники были одинаково полными и ценными.
Проанализировав полученные данные, Брехт и его коллеги пришли к выводу, что средняя масса мозга у взрослых самок азиатских слонов составляет 5346 грамм. У самок саванных слонов масса этого органа, в свою очередь, составляет 4417 грамм. Таким образом, хотя азиатские слонихи на 10-15 процентов легче самок саванных, масса их мозга почти на килограмм (или на 21 процент) больше. Провести аналогичное сравнение для мужских особей не удалось из-за недостаточного количества образцов мозга, принадлежавших взрослым самцам азиатских слонов. В то же время авторы установили, что мозг самцов саванных слонов весит в среднем 5603 грамм. Он достоверно крупнее, чем у самок того же вида (p < 0,01), что объясняется разницей в общей массе тела.
Некоторые образцы мозга из выборки принадлежали новорожденным особям. Изучив их, исследователи обнаружили, что в момент рождения мозг азиатских и саванных слонов в среднем весит 1806 грамм. Разница между двумя видами на этом этапе незначительна. По мере взросления слоновий мозг увеличивается примерно в три раза — в основном в период до десятилетнего возраста. По расчетам авторов, средняя масса мозга новорожденного слоненка составляет 35,4 процента от средней массы мозга взрослой особи. Для сравнения, у нечеловекообразных обезьян и гиббонов этот показатель составляет 50-65 процентов, у нечеловеческих человекообразных обезьян — около 40 процентов; а у людей — около 20 процентов. Вероятно, активный рост мозга слонят после рождения, сравнимый с таковым у человеческих детей, связан с тем, что в первые годы жизни им необходимо получить много знаний и жизненного опыта от самок-матриархов и других старших членов группы.
Воспользовавшись магнитно-резонансной томографией, Брехт и его коллеги установили объем серого вещества в мозге обоих видов слонов. У азиатских слонов его средний объем составил 832 кубических сантиметра, а у саванных — 721 кубических сантиметра. Абсолютный вес мозжечка у двух видов слонов оказался почти одинаковым: в среднем 977 граммов у азиатских слонов и 978 граммов у саванных. Тем не менее, относительный размер мозжечка у первого вида примерно на 15 процентов меньше, чем у второго. Если у азиатских слонов мозжечок составляет 19,14 процента от общего веса мозга, то у саванных — 22,29 процента.
Результаты исследования свидетельствуют, что коэффициент энцефализации у азиатских слонов — по крайней мере у самок — выше, чем у саванных. По мнению авторов, это отличие может объясняться разной социальной структурой этих видов. Не исключено, что именно благодаря более крупном мозгу азиатские слоны относительно легко приручаются — в отличие от саванных. А более крупные относительные размеры мозжечка у саванных слонов, возможно, связаны с тем, что они манипулируют предметами с помощью отростков на кончике хобота, для чего требуется сложная координация движений, в то время как азиатские обхватывают их самим хоботом.
Ранее зоологи из Берлинского университета имени Гумбольдта установили, что ядро лицевого нерва слонов содержит исключительно много нейронов по сравнению со многими другими млекопитающими — в среднем от 54000 до 63000, в зависимости от вида. Авторы связывают это с необходимостью управлять хоботом и ушами.