本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
对于本博客的常客读者来说，通过简单观察动物行为就能了解动物认知，这应该不足为奇。但是，观察动物行为能否引导观察者推断出大脑解剖结构？观察动物行为能否告诉我们关于大脑进化的一些信息？
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假设您有两种非常非常 близких 相关的物种。您甚至可以称它们为同属物种，因为它们来自同一个分类属。在大多数方面，这两个物种非常相似，但在行为上存在一些非常大的差异。这些行为差异是否可以预测神经生物学差异？
小家鼠属的不同物种展现了哺乳动物交配系统的完整范围：一些物种完全是一夫一妻制，两个个体终生交配，而另一些物种则完全是一夫多妻制，雄性拥有多个雌性配偶。
交配方式的差异导致空间记忆需求的一个非常重要的差异：对于一夫一妻制物种，雄性和雌性往往生活在面积大致相同的土地上。然而，对于一夫多妻制物种，雄性的活动范围在空间范围上远大于雌性的活动范围（以及一夫一妻制雄性田鼠的典型活动范围）。这是有道理的：一夫多妻制雄性的活动范围需要包括多个雌性配偶的较小活动范围。
重要的是，一夫多妻制田鼠的这些行为差异仅在成熟的成年个体在交配季节才可见。该物种的幼年雄性田鼠与雌性相比，活动范围没有明显更大，而成年个体在一年中的其余时间也没有更大的活动范围。这些物种和性别相关的差异可能为空间记忆创造了重要的选择压力。
首先要问的问题是，观察到的活动范围空间范围的性别和物种差异是否会导致空间记忆的差异，正如您可能假设的那样。基本的答案是肯定的：在实验室条件下，一夫多妻制物种的田鼠在空间能力测试中表现出明显的性别差异，雄性优于雌性。一夫一妻制物种的田鼠在相同的测试条件下未能表现出这些性别差异。
如果对活动范围行为的性选择影响了认知的进化（至少在空间知识方面），那么它也可能影响了已知支持空间导航或空间记忆的大脑部分的进化。
已知海马体在空间学习中起着重要作用。海马体受损的啮齿动物在空间任务中表现出受损的性能。此外，与使用不同食物储存策略的其他鸟类相比，食物储存地点位于更大区域内的鸟类的海马体相对大小更大。
为了测试活动范围行为和海马体体积之间的假设关系，研究人员在繁殖季节捕捉了40只野生田鼠——10只雄性和10只雌性松林田鼠，以及10只雄性和10只雌性草原田鼠——并比较了每个物种中不同性别之间的海马体大小。（直接比较物种没有意义，但比较物种之间海马体大小的性别差异是有意义的。）
平均而言，一夫多妻制雄性的海马体比雌性大3.2立方毫米。对于一夫一妻制田鼠，雄性的海马体仅比雌性大0.5立方毫米。这与假设相符，但比较物种和性别之间的绝对差异是不恰当的比较，因为总脑容量存在性别和物种差异。当分析海马体体积与总脑容量的比率在不同性别和物种之间的差异时，差异仍然具有统计学意义。在一夫多妻制田鼠中观察到的海马体体积的性别差异明显大于在一夫一妻制田鼠中观察到的差异。
一个直观上吸引人的大脑进化原则是，更大的神经质量与信息处理能力的提高有关。然而，很难通过经验检验这一原则，因为很难分离神经结构，然后评估其功能。然而，这项研究成功地验证了这一原则（称为耶里森的适当质量原则），至少对于一个结构（海马体）而言，该结构已反复证明与特定类型的信息（空间处理）的处理有关，在两种田鼠物种中都是如此。
重要的是要注意，根据这些发现，不可能最终确定观察到的性别差异是否完全由性别决定，或者是否需要经验。只有受控的实验室研究才能解决这个问题。然而，交配方式对空间能力产生的选择压力，以及随后观察到的神经生物学差异，似乎得到了相当好的支持。作者指出，并且理所当然地指出，经验效应的存在与否并不排除对观察到的性别差异的进化解释。
所以，如果您今天只学到一件事：一夫一妻制雄性的海马体较小。
如果您今天学到第二件事：源于社会生态的性选择可以通过改变潜在的神经生物学基质来产生行为上的性别差异。
雅各布斯，L. (1990)。空间认知的进化：空间行为的性别特异性模式预测海马体大小美国国家科学院院刊，87 (16), 6349-6352。DOI: 10.1073/pnas.87.16.6349