¿Por qué son los cerebros grandes poco comunes?

Comparte esta historia:

Como especie, somos tan orgullosos que no se nos ocurre a la mayoría de nosotros preguntarnos si un gran cerebro tiene desventajas, así como tiene beneficios cognitivos.

“Podemos pensar en un montón de beneficios que podría tener un cerebro más grande, pero por otro lado está eso de que el tejido cerebral es increíblemente ‘caro’ y el aumento del tamaño del cerebro tiene un alto coste”, explicó Kimberley V. Sukhum, estudiante de posgrado en biología en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis, Estados Unidos.

Así pues, la evolución de un cerebro grande requiere de una disminución en otras demandas de energía o un aumento en el consumo total de energía, dijo Bruce Carlson, supervisor de Sukhum y profesor de biología en Artes y Ciencias.

Estudios anteriores en primates, ranas y sapos, pájaros y peces apoyaban ambas hipótesis, lo que no llegaba a aclarar el camino evolutivo hacia un cerebro más grande.

(Imagen ampliable) Pez elefante de agua dulce Gnathonemus petersii, en Congo. Imagen: Reinhard Dirscherl, Alamy

El laboratorio de Carlson estudia mormíridos, unos peces eléctricos africanos conocidos también como peces elefante, que utilizan descargas eléctricas débiles para localizar a su presa y para comunicarse entre ellos.

Los mormíridos tienen la reputación de ser peces de cerebros grandes y de hecho una especie en particular tiene un cerebro que supone el 3 por ciento del tamaño de su cuerpo, y lo hace comparable a los cerebros humanos, que llegan a suponer de un 2 a un 2,5 por ciento. Pero no estaba claro si otros mormíridos eran igualmente inteligentes.

Tras examinar 30 de las más de 200 especies de la familia de mormyriade, los científicos descubrieron que tenían una gran variedad de tamaños de cerebro.

“Nos dimos cuenta de que esto significaba que los peces presentaban una gran oportunidad para estudiar el coste metabólicos de la expansión cerebral”, dijo Sukhum.

Tras ver el consumo de oxígeno y la capacidad de tolerar la hipoxia como estimaciones para medir el uso de energía y la demanda de energía, los científicos pusieron a prueba al pez. Efectivamente, hallaron que aquellas especies con cerebros mayores tenían la mayor demanda de oxígeno y las especies con cerebros más pequeños eran la menor.

Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the Royal Society B, poseen una provocativa correspondencia con un artículo publicado en la revista Nature, que halló que los seres humanos, con su gran cerebro, tienen una tasa metabólica mucho mayor que la de los grandes simios.

¿Cuál es la alternativa?

(Imagen ampliable) Comparación de tamaños (en gramos) y número de neuronas (en millones) de diferentes tipos de cerebro. Los cerebros de los roedores apuntan a la derecha, los de los primates a la izquierda y los de los insectívoros aparecen en tono azulado. Se puede ver que los cerebros de algunos roedores, aun siendo más grandes que los de algunos primates, contienen un menor número de neuronas.

Si te encuentras con este problema por primera vez, es razonable que puedas pensar que, naturalmente, es necesario comer más para alimentar un gran cerebro.

Muchos estudios, sin embargo, han demostrado que cerebros más grandes pueden ser acomodados escatimando en otros órganos o procesos enérgicamente costosos.

Por ejemplo, un estudio de 30 especies de ranas y sapos publicado en The American Naturalist halló que, en estos animales, cuanto mayor es el cerebro, menor es el intestino: otro órgano que es costoso.

Los primeros estudios en seres humanos también sugirieron, en parte debido a que la tasa metabólica basal humana es ampliamente similar a la de otros primates, que el pequeño intestino humano, de manera similar, acomodó un cerebro humano grande.

¿Cómo era posible que el intestino humano pudiera proveer más energía al tiempo que usaría menos? La idea es que el encogimiento del intestino debió de coincidir con el cambio a una dieta más nutritiva, incluyendo la carne y los tubérculos, y los alimentos cocinados.

En cualquier caso, estudios más recientes que no sólo se centraban en los primates sino también en los grandes simios, nuestros parientes evolutivos más cercanos, hallaron que la tasa metabólica basal y la escala de gasto energético son proporcionales al tamaño del cerebro.

Carlson sugiere que la confusión surgió en estudios anteriores del tamaño del cerebro porque los cerebros grandes implican costes diferentes y surgen a través de diferentes mecanismos que los cerebros de tamaño mediano. Podría ser posible acomodar aumentos moderados en el tamaño del cerebro, dijo, escatimando o modificando el comportamiento de otro órgano. Pero aquellos cerebros realmente grandes requieren de un aumento en la ingesta total de energía.

No todo es un aumento

Tener un cuerpo que necesita ser alimentado más sólo para poder existir es una estrategia arriesgada tanto para los mormíridos como para las personas.

(Imagen ampliable) Un bonobo llamado Kanzi haciendo uso de una fogata

Carlson y Sukhum señalaron que la capacidad de los mormíridos para percibir su entorno mediante la “electrolocalización” les ayuda a buscar comida más eficientemente. Algunos de los mormíridos de mayor cerebro también poseen ciertos apéndices útiles como es el caso del Schnauzenorgan, o un hocico en forma de tubo que ayuda a los peces a extraer invertebrados de las grietas.

A pesar de estas adaptaciones, puede que las extravagantes necesidades energéticas de aquellos peces con cerebros grandes los restrinjan a ambientes donde las concentraciones de oxígeno son consistentemente altas, como los grandes ríos de aguas rápidas. Mientras tanto, puede que sus primos de cerebros menores sean generalistas capaces de sobrevivir en muchas más áreas, incluyendo pantanos con bajo contenido en oxígeno así como ríos de aguas rápidas.

Las personas también son notablemente vulnerables a cualquier interrupción en el suministro de alimentos debido a las demandas de energía de sus grandes cerebros. Habríamos mitigado este riesgo mediante una caminata bípeda eficiente o mediante la cocina y el reparto de alimentos, pero también lo hacemos almacenando grasa. La grasa corporal, señalan los autores en Nature, proporciona un importante cochón contra los déficits alimentarios.

Atrtículo original publicado por la Universidad de Washington en St. Louis. Revisado y traducido por ¡QFC!

Deja tu comentario

Comparte esta historia:
2017-02-28T18:35:24+00:00