Como especie, estamos tan orgullosos del cerebro que a la mayoría de nosotros no se nos ocurre preguntarnos si un cerebro grande tiene desventajas además de beneficios cognitivos.
"Podemos pensar en toneladas de beneficios para un cerebro más grande, pero el otro lado es que el tejido cerebral es increíblemente 'caro' y aumentar el tamaño del cerebro tiene un alto costo", dijo Kimberley V. Sukhum, estudiante de posgrado enbiología en artes y ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis.
Entonces, desarrollar un cerebro grande requiere una disminución en otras demandas de energía o un aumento en el consumo total de energía, dijo Bruce Carlson, asesor de Sukhum y profesor de biología en Artes y Ciencias.
Estudios previos en primates, ranas y sapos, aves y peces encontraron apoyo para ambas hipótesis, dejando poco claro el camino evolutivo hacia un cerebro más grande.
El laboratorio de Carlson estudia peces eléctricos mormyrid de África, que utilizan descargas eléctricas débiles para localizar presas y comunicarse entre sí.
Los mórmiridos tienen la reputación de ser peces de cerebro grande y, de hecho, una especie el pez de la foto superior tiene un cerebro que constituye el 3 por ciento de su tamaño corporal, comparable al cerebro humano, que varía del 2 al 2,5 por ciento. Perono estaba claro si otros mormiridos eran igualmente inteligentes.
Al examinar 30 de las más de 200 especies de la familia de las mormyrid, los científicos descubrieron que tienen una amplia variedad de tamaños de cerebro.
"Nos dimos cuenta de que esto significaba que el pez presentaba una gran oportunidad para estudiar los costos metabólicos de la inteligencia", dijo Sukhum.
Utilizando el consumo de oxígeno y la capacidad de tolerar la hipoxia como sustitutos del uso y la demanda de energía, los científicos pusieron a prueba a los peces. Efectivamente, encontraron que las especies con el cerebro más grande tenían la mayor demanda de oxígeno y las especies con el cerebro más pequeñoel más bajo.
Los resultados, publicados en la edición del 21 de diciembre de Actas de la Royal Society B , haga una pareja provocativa con un artículo publicado en la edición del 19 de mayo de 2016 de Naturaleza encontrando que los humanos de cerebro grande tienen una tasa metabólica mucho más alta que los grandes simios.
¿Cuál es la alternativa?
Al abordar este problema por primera vez, es posible que se le disculpe por pensar que, por supuesto, es necesario comer más para alimentar un cerebro grande.
Sin embargo, muchos estudios han demostrado que los cerebros más grandes pueden adaptarse escatimando otros órganos o procesos energéticamente costosos.
Por ejemplo, un estudio de 30 especies de ranas y sapos publicado este septiembre en El naturalista estadounidense encontró que en estos animales, cuanto más grande es el cerebro, más pequeño es el intestino, otro órgano costoso.
Los primeros estudios en humanos también sugirieron, en parte porque la tasa metabólica basal humana es ampliamente similar a la de otros primates, que el intestino humano más pequeño se acomodaba de manera similar al gran cerebro humano.
¿Cómo podría un intestino más pequeño, si bien podría consumir menos energía, también suministrar más energía? El argumento era que la contracción del intestino debe haber coincidido con un cambio a una dieta más nutritiva que incluya carne y tubérculos, y alimentos cocidos.
En cualquier caso, estudios más recientes que analizaron no solo a los primates sino a los grandes simios, nuestros parientes evolutivos más cercanos, encontraron en cambio que la tasa metabólica basal y el gasto energético total escalan con el tamaño del cerebro.
Carlson sugiere que la confusión surgió en estudios anteriores sobre el tamaño del cerebro porque los cerebros grandes implican costos diferentes y surgen a través de mecanismos diferentes a los cerebros de tamaño mediano. Podría ser posible acomodar aumentos moderados en el tamaño del cerebro, dijo, escatimando en otro órganoo modificar el comportamiento, pero los cerebros realmente grandes demandan aumentos en la ingesta total de energía.
no todo es al revés
Tener un cuerpo que necesita ser alimentado más solo para existir es una estrategia arriesgada tanto para los mórmidos como para las personas.
Carlson y Sukhum señalan que la capacidad de las mormiridas para detectar su entorno mediante la "electrolocalización" les ayuda a alimentarse de manera más eficiente. Algunas de las mormiridas de cerebro más grande también tienen apéndices útiles, como el Schnauzenorgan o un hocico tubular que ayuda a los pecesextraer invertebrados de las grietas.
A pesar de estas adaptaciones, las extravagantes necesidades energéticas de los peces de cerebro grande pueden restringirlos a entornos donde las concentraciones de oxígeno son consistentemente altas, como los grandes ríos de rápido movimiento. Mientras tanto, sus primos de cerebro más pequeño pueden ser generalistas capaces de sobrevivir en muchos másáreas, incluidos los pantanos con poco oxígeno y los ríos de rápido movimiento.
Las personas también son notablemente vulnerables a cualquier interrupción en el suministro de alimentos debido a sus grandes presupuestos de energía cerebral. Podríamos mitigar este riesgo caminando bípedo eficientemente o cocinando y compartiendo alimentos, pero también lo hacemos almacenando grasa.Grasa corporal, la Naturaleza señalan los autores, proporciona un amortiguador importante contra la escasez de alimentos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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