¿Por qué los humanos tienen cerebros tan grandes? 

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¿Por qué los humanos tienen cerebros tan grandes?

 

La mayoría de los animales tienen cerebros en proporción a su tamaño corporal: las especies con cuerpos más grandes a menudo tienen cerebros más grandes. Pero el cerebro humano es casi seis veces más grande de lo esperado para nuestros cuerpos. Esto es desconcertante, ya que el cerebro es muy costoso: quema el 20% de la energía del cuerpo y representa solo el 4% de su masa.

Como la evolución tiende a eliminar el desperdicio, ¿cómo es que hemos evolucionado cerebros tan grandes y que consumen mucha energía? Hay muchas ideas diferentes por ahí, con la hipótesis dominante que sugiere que las interacciones sociales desafiantes fueron la fuerza impulsora. Pero nuestro nuevo estudio, publicado hoy en Nature , encuentra evidencia en contra de esta idea y muestra que la expansión del cerebro humano probablemente fue impulsada por la ecología.

Las hipótesis para la evolución del tamaño del cerebro humano coinciden en que la expansión cerebral aumentó nuestra capacidad para resolver problemas. Sin embargo, difieren cuando se trata de identificar cuáles fueron estos problemas.

La razón por la que los problemas sociales han sido durante mucho tiempo la explicación favorita es porque parecen particularmente difíciles de resolver, desde cooperar con amigos para cazar animales grandes o atacar a otros grupos hasta engañar hábilmente a los enemigos o evitar ser engañados. Para resolver un problema social, debes anticipar cómo los amigos y los enemigos van a reaccionar a cada uno de tus movimientos. Esencialmente, estos problemas son objetivos móviles, que se cree que producen carreras de armamentos en los tamaños del cerebro que conducen a cerebros exagerados, y posiblemente a tamaños de cerebro humano.

En contraste, otras hipótesis proponen que los problemas ecológicos fueron claves. Esto incluye tener que buscar comida en una sabana que cambia estacionalmente, tener que almacenar alimentos para comer más tarde y tener que preparar o cocinar alimentos para que sea fácil comerlos. Tales desafíos pueden haber forzado a los humanos a aprender a rastrear presas, construir herramientas y encender fuegos con palos secos.

Vivir en ambientes difíciles como la sabana africana puede haber impulsado a los humanos a desarrollar cerebros grandes. (Ian Sewell / CC BY-SA 2.5 )

Causa y efecto

Nos propusimos probar las hipótesis ecológicas y sociales. Ya se hizo antes , pero lo hicimos de una manera inusual. El enfoque común es que los científicos observen muchas especies e investiguen si los cerebros grandes están asociados con problemas específicos. Por ejemplo, ¿los primates u otros animales con cerebros grandes tienen una dieta que es difícil de encontrar pero nutricionalmente gratificante? Esto indicaría un origen ecológico. ¿O viven en grandes grupos donde enfrentan muchos problemas sociales?

Si bien muchos estudios han encontrado tales asociaciones , hay un problema con este enfoque. No puede decir si los cerebros grandes evolucionaron para resolver los problemas difíciles o si evolucionaron por otras razones y luego permitieron a sus portadores solucionar los problemas difíciles. Entonces no sabemos qué es causa y qué efecto tiene.

Los primates tienden a tener cerebros grandes en comparación con su cuerpo, pero el efecto es extremo en los humanos. ( Dominio público )

Queríamos saber si los problemas ecológicos o sociales eran las causas de la expansión cerebral. Para hacer eso, recreamos los escenarios de las dos hipótesis usando un modelo matemático. Esto nos permitió calcular qué tan grandes cerebros pueden evolucionar para ser cuando las personas enfrentan ciertos desafíos ecológicos o sociales. En pocas palabras, nuestro modelo hizo contabilidad de energía. Consideró la energía que tenía un cuerpo, parte de la cual fue gastada por el cerebro, en parte para apoyar la resolución de problemas.

Luego calculamos cuánta energía debe invertir la persona para hacer crecer su cerebro, dado que tiene costos de energía pero que respalda las habilidades para resolver problemas. Al variar la cantidad de desafíos ecológicos o sociales que enfrentan los individuos, podríamos calcular qué tan grande podría evolucionar el cerebro para estar en condiciones tan diferentes.

El cerebro del mono al hombre; una contribución al estudio de la evolución y el desarrollo del cerebro humano. ( Dominio público )

Descubrimos que una combinación de desafíos ecológicos y sociales produce el tamaño del cerebro que vemos en los humanos. Pero, sorprendentemente, fueron los desafíos ecológicos los que expandieron los cerebros. En contraste con la visión dominante y nuestra propia expectativa, encontramos que los desafíos sociales contribuyen a la disminución del tamaño del cerebro. Pero se necesitan ambos factores para obtener el tamaño del cerebro que vemos hoy; si no hubiera desafíos sociales, nuestro cerebro habría sido aún más grande pero probablemente poco adecuado para la vida social. Más grande no es necesariamente mejor.

Hay muchas razones por las cuales los desafíos sociales disminuyen el tamaño del cerebro. Una es que las personas que cooperan pueden confiar en los cerebros de los demás. Entonces, las personas pueden evitar producir un cerebro muy costoso al mismo tiempo que pueden resolver los problemas gracias a la ayuda de sus amigos.

Pero muchos animales enfrentan duros problemas ecológicos. ¿Por qué no todos tienen cerebros grandes? Descubrimos que los problemas ecológicos solo conducen a cerebros de tamaño humano cuando las personas pueden seguir aprendiendo habilidades difíciles a medida que crecen. Esto puede suceder cuando los individuos aprenden de sus aliados su conocimiento culturalmente acumulado, como hacer fuego. Entonces nuestros resultados y los de otros sugieren que una ecología dura y la acumulación de conocimiento cultural podrían actuar en concierto para producir un cerebro de tamaño humano.

¿El cerebro humano se expandirá aún más? La complejidad de los sistemas implicados hace que sea imposible decir mucho con certeza en el presente. Por ejemplo, la cooperación puede contribuir disminuyendo el tamaño del cerebro, pero esto no significa que la reducción de la cooperación en las sociedades actuales conduzca a un aumento del tamaño del cerebro.

De hecho, cualquier acción a lo largo de esas líneas tomaría cientos de miles de años para surtir efecto e involucraría una miríada de posibles efectos secundarios negativos que pueden no ser anticipados por nuestra investigación. Sin embargo, nuestro enfoque ofrece una nueva forma de entender la evolución del cerebro usando poco más que algunas matemáticas.

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