לחולייתנים יש גדלי מוח שונים מאוד: אפילו עם אותו גודל גוף, גודל המוח יכול להשתנות פי מאה. ככלל, ליונקים ולציפורים יש את המוח הגדול ביותר ביחס לגודל גופם, ואחריהם כרישים וזוחלים. דו-חיים ולרוב הדגים, לעומת זאת, הם בעלי המוח הקטן ביותר מבין כל החולייתנים.
למה זה המצב? בחלק מקבוצות החיות, למינים שחיים בקבוצות יש מוח גדול יותר ממינים בודדים. הם צריכים להתמודד עם מצבים חברתיים המשתנים במהירות ולכן זקוקים למוח חזק יותר. בנוסף, ליונקים ולציפורים, היוצרים בעצמם את חום גופם ולכן יש להם טמפרטורת גוף גבוהה ויציבה יותר, יש מוח גדול יותר מרוב בעלי החוליות האחרים, שטמפרטורת גופם נקבעת על פי טמפרטורת הסביבה. אבל עד כה אין לנו הסבר מוצק להבדל הזה. יתרה מכך, גם בתוך הקבוצות הללו עדיין קיימים הבדלים גדולים.
רקמת המוח דורשת כמות קבועה של אנרגיה. שלא כמו איברים אחרים, המוח לא יכול פשוט להיסגר במהלך שינה או תקופות של רעב. אז כאשר המוח גדל, האורגניזם חייב למצוא את האנרגיה לספק אותו. לפי "השערת המוח היקר", המוח יכול לגדול רק אם הוא מייצר את האנרגיה הנוספת בעצמו או אם הוא משפר את סיכויי ההישרדות של האורגניזם עד כדי כך שהוא יכול להרשות לעצמו לגדול ולהתרבות לאט יותר. זה מסביר, למשל, מדוע למיני קופים שאינם צריכים לסבול תקופות של רעב ובכך אובדן אנרגיה לאורך השנה יש מוח גדול יותר, ומדוע מוחותיהם של עופות יושבים גדולים יותר מאלו של ציפורים נודדות.
חוקרים ממכון מקס פלנק להתנהגות בעלי חיים בקונסטנץ חקרו אם המתאמים הללו חלים על כל בעלי החוליות. הם גילו שבכל קבוצות החולייתנים, לטמפרטורת הגוף יש השפעה משמעותית על גודל המוח. מינים שיכולים לשמור על חום גופם כל הזמן יכולים להרשות לעצמם מוחות גדולים יותר, מכיוון שהם יעילים יותר בסביבות חמות. זה נכון גם לגבי מינים בעלי דם קר שחיים במים חמים או בוחרים ספציפית במקומות כאלה. בנוסף, לדברי החוקרים, גודל הצאצאים מגביל גם את גודל המוח בבגרות. מכיוון שעלויות של מוח גדול ביחס למשקל גבוהות במיוחד עבור בעלי חיים צעירים, כדאי לשמור על הערך נמוך בהתחלה. לשושלות האלה שמצליחות גם לשמור על חום גופן וגם לייצר צעירים גדולים יש את המוח הגדול ביותר עבור גודל גוף נתון.
היה לנו, בני האדם, מזל שהיינו בעלי דם חם. בנוסף, התינוקות שלנו גדולים ומואכלים במשך שנים. זה איפשר את התפתחות המוח הגדול ביותר מבין כל בעלי החוליות ביחס למשקל."
פרופסור קארל פון שייק, ראש קבוצת עמיתים במכון מקס פלאנק להתנהגות בעלי חיים
טמפרטורת גוף גבוהה כל הזמן הייתה אפוא תנאי מוקדם לאבולוציה לייצר מוחות גדולים יותר. עם זאת, יכולת זו התפתחה במקור מסיבות אחרות – ככל הנראה, כך שיונקים יכלו להישאר פעילים בלילה וציפורים יכלו לעוף למרחקים ארוכים יותר. רק אז נפתחה הדלת לצמיחת המוח. באבולוציה, לחידושים יכולים להיות השלכות בלתי צפויות ולפתוח אפשרויות חדשות לחלוטין.
