¿Puede el cerebro humano crecer más en nuestra evolución? Un juego didáctico

¿Puede el cerebro humano crecer más en nuestra evolución?

Durante la evolución humana el cerebro ha ido ganando volumen con respecto al peso corporal de sus diversos parientes evolutivos. La pregunta clave es si esta tendencia evolutiva puede continuar, o si ya ha llegado a un límite. Gráficos y cálculos matemáticos nos ofrecen un juego didáctico para discutir una respuesta.

Sábado, 11 de julio de 2020

Por David Rabadà i Vives

La evolución cerebral humana es incierta e impredecible. No obstante podemos jugar con los datos publicados y ver que nos dicen al respecto de los millones de años acontecidos. Aquí contrastaremos las medias de los pesos corporales y volúmenes cerebrales publicados de las especies más documentadas en nuestra evolución. Es decir, haremos un gráfico de los volúmenes cerebrales con respecto a los millones de años transcurridos. Entre nuestros parientes simios, y de mayor a menor antigüedad, hemos podido encontrar datos consistentes de Oreopithecus, Australopithechus, Homo erectus, Homo neanderthalensis y Homo sapiens integrando a los póngidos actuales en su momento de separación de nuestro linaje según datos genéticos. Para ello se han consultado los datos publicados por diferentes autores (McHenry, 1992; Holloway & Post, 1982; Jerison, 1991; Eccles, 1992; Stanyon, Consigliere y Morescalchi, 1993; y Martin, 2000). Al no poseer datos cerebrales consistentes de simios primitivos hemos introducido a Oreopithecus en los cálculos a sabiendas que no pertenece a nuestros parientes más cercanos. Además Oreopithecus poseía un cerebro menor al vivir en una isla sin depredadores en donde quizás este tejido se atrofió. Por lo tanto este volumen cerebral menor implicará estimaciones bajas para los homininos tempranos. No obstante, y para el juego didáctico que proponemos, se han ensayado distintas ecuaciones siendo una de logística la mejor frente a exponenciales, logarítmicas y otras. Es decir, el rizo que mejor se ajusta a los datos es una doble curva con un punto de inflexión cerca de los dos millones de años (Rabadà, 2003).

Y = {[-a(t-d)]/[(t-d)2+m]0.5}+a+tn

            Y (coeficiente de encefalización)= volumen cerebral (cm3)/peso corporal (Kg)

            t = tiempo (millones de años)

            a = Volumen cerebral para un coeficiente de encefalización de 11.

            d = punto de inflexión (millones de años)

            m = pendiente medio

            n = número de ajuste polinómico

La fórmula anterior da buenos resultados con el coeficiente de encefalización pero mejores para la media del volumen cerebral, algo normal ya que el volumen cerebral es un valor medido directamente en los cráneos mientras que el coeficiente de encefalización depende del peso estimado en nuestros parientes fósiles. Lo que ahora sigue, y como juego didáctico, debe entenderse como un cómputo matemático que no es una descripción de la realidad, sólo un atisbo para cuando se contrasten mejores datos. No obstante, y según esta fórmula, se pueden definir tres fases durante nuestra evolución encefálica (Fig. 1). En primer lugar un baja encefalización en nuestros parientes tempranos, entre los 8 y los 3 millones de años. Entre ellos tenemos los Australopithecus y otros géneros cuyos volúmenes cerebrales y pesos corporales eran pequeños. Además, y si hacemos caso de este modelo, podemos estimar estos cerebros y cuerpos pequeños equivalentes a la encefalización de los actuales póngidos. Todos ellos eran habitantes de bosques con una alimentación más vegetariana que carnívora ante una encefalización baja que no requería tanta necesidad metabólica. Cabe añadir que el cerebro del actual Homo consume de un 20 a un 25 por ciento de nuestras ingestas, es decir, es una máquina cara de mantener en donde una dieta carnívora – omnívora mejora su funcionamiento.

En segundo lugar la pendiente del gráfico aumenta claramente desde el género Homo erectus alrededor de los 2 millones de años (Fig. 1). En aquel momento este género ya había desarrollado cuerpos casi el doble que sus parientes anteriores. Por ende el aumento del cerebro fue más rápido que el corporal dando mayores coeficientes de encefalización durante la evolución de Homo. Por ello este adquirió una alimentación omnívora y carnívora mucho más apta para mantener el caro tejido neuronal. Así la evolución craneal tendió a reducir la faz y el prognatismo en favor de un cerebro mayor. En ello Homo habilis de 2,5 millones de años queda en un campo incierto debido a sus ambigüedades no resueltas. Parece incluso que los pesos computados podrían haber sido infravalorados y que más bien estuvo en un grado de encefalización similar al de los Australopithecus. En un futuro ya se verá.

Y en tercer lugar el cerebro continuó su expansión de manera más suave en los Homo modernos desde hace unos 0.5 millones de años. Es decir, con la aparición de sapiens arcaicos, neandertales y otros el aumento de la encefalización siguió gradual indicando un futuro en donde el volumen cerebral podría continuar creciendo para quizás estancarse. De hecho, y según el modelo aquí expuesto, el aumento cerebral se ralentiza con ellos. Dos razones pueden mandar en ello, el diámetro de la pelvis por donde nacemos, y la superficie cervical que soporta nuestra cabeza. Una evolución con mayores encéfalos hallaría problemas en el parto y un mayor riesgo en desnucarse durante la etapa postparto. Duplicar nuestro cerebro, como algunas imágenes futuristas imaginan, implicaría una presión excesiva para nuestro cuello. No obstante la evolución siempre logra sorprender a la naturaleza con nuevas estrategias difíciles de predecir. Un crecimiento rápido del cerebro postparto, un mayor tamaño en los adultos, y una mayor robustez de la estructura muscular y cervical podrían suceder si la evolución humana siguiera con la tendencia al aumento de masa cerebral. Todavía pueden sucedernos nuevas especies más encefalizadas.

Etiquetas: didáctica, encefalización, fases, evolución  humana.

Referencias

Eccles, J. (1992). Evolution of the Brain: Creation of the Self, pp.251. Barcelona: Ed. Labor.

Holloway, R.L. & Post, D.G. (1982). The relativity of relative brain measures and hominid mosaic evolution. In (E. Armstrong and D. Falk Eds) Primate Brain Evolution. Methods and Concepts. New York: Plenum Press.

Jerison, H.J. (1991). Brain Size and the Evolution of Mind. Ed. American Museum of Natural History. pp. 99.

McHenry, H.M. (1992). Body size and proportion in early hominids. American Journal of Physical Anthropology. 87, 407-431.

Rabadà, D. (2003). Brain and body size tendencies in hominid evolution. Batalleria. 11, 53-64.

Stanyon, R., Consigliere, G. & Morescalchi, M.A. (1993). Cranial capacity in hominid evolution. Journal of Human Evolution. 8(3), 205-216.

Figura 1: Volúmenes cerebrales de los simios durante la evolución humana. La curva superior es el volumen cerebral estimado para los machos según la ecuación propuesta, y la inferior para las hembras. La curva  en la base del gráfico describe la pendiente de las curvas superiores. Gorilla gorilla (Go), Oreopithecus bambolii (Or), Australopithecus afarensis (Ae), Pongo pygmaeus (Pg), Australopithecus africanus (Au), Pan troglodytes (Pn), Parantropus boisei (Pp), Homo habilis (Hh), Homo erectus (He), Homo neanderthalensis (Hn) y Homo sapiens (Hs).