dilluns, 28 de juny de 2010

Segons sembla, la mida relativa (del cervell) sí que importa!

Un dels reptes intel·lectualment més estimulants dels paleontòlegs és reconstruir com eren i com vivien els éssers vius del passat. Mentre que, en el cas dels animals actuals, podem observar el seu aspecte extern i el seu comportament, en el cas dels fòssils hem d’inferir aquests aspectes a partir de les evidències, sovint minses i fragmentàries, que ens proporciona el registre fòssil. La morfologia és clau per inferir aquests aspectes paleobiològics. Així, podem obtenir estimacions força fiables sobre la massa corporal, el tipus de locomoció, el tipus de dieta... I tanmateix... com podem mesurar aspectes a primera vista menys relacionats amb la morfologia dels ossos, com és el cas de la intel·ligència?

Des d’una perspectiva un tant antropocèntrica, aquest problema és especialment interessant en el cas de l’ordre dels primats, dels quals l’home en forma part. A banda de les nostres pròpies particularitats anatòmiques, relacionades amb la locomoció i la dieta, els humans ens caracteritzem (suposadament) per un grau elevat d’intel·ligència, en comparació als nostres parents més propers i, de fet, a tota la resta de mamífers. Aquest elevat grau d’intel·ligència humana tradicionalment s’ha relacionat amb el nostre gran cervell. Tanmateix, una comparació a simple vista amb alguns mamífers actuals de mida corporal gran, com balenes i elefants, que tenen un cervell més gran que els humans (en massa, volum...), mostra clarament que la mida absoluta del cervell no és l’únic factor que cal tenir en compte.

Dit d'una altra manera, s'ha de considerar també la mida del cos. D'això ja n'eren conscients en temps de Darwin: "Ningú, assumeixo, dubta que la mida gran del cervell en l'home, en relació al seu cos, en comparació amb la del goril·la o l'orangutan, està estretament connectada amb les capacitats mentals del primer" (Darwin, 1871, p. 145; traducció de l'autor). El problema és que no serveix pas fer un simple quocient de proporcionalitat entre la mida del cervell i la del cos. Això és degut al fet que totes dues variables no tenen una relació isomètrica, sinó al·lomètrica. És a dir, quan comparem animals de mides diferents, els de mida més gran tenen, en general, un cervell també més gran, però no tant com seria d’esperar si el cervell augmentés de forma proporcional al cos. Tècnicament, es diu que el cervell i el cos mostren una relació d’al·lometria negativa. Tot plegat, doncs, s’ha de tenir en compte a l’hora de comparar la mida del cervell entre diferents animals, com podria ser el cas dels humans i els seus parents més propers, els grans simis antropomorfs (orangutans, goril·les, ximpanzés i bonobos). Quan es tenen en compte aquestes consideracions al·lomètriques, els humans emergeixen com els qui tenen un cervell relativament més gran de tot el regne animal.

Això suggereix que la mida relativa del cervell, o encefalització, podria ser un estimador neuroanatòmic adequat per inferir la intel·ligència en primats fòssils. Això és absolutament imprescindible per arribar a comprendre com l’elevat grau d’intel·ligència dels humans va arribar a evolucionar. Tanmateix, entre els científics hi ha actualment una controvèrsia sobre si la mida del cervell reflecteix adequadament el nivell d’intel·ligència d’una determinada espècie; o si, per contra, la mida absoluta (dins d’un context limitat, com podrien ser els primats) és més adequada, tal com han suggerit alguns autors. Aquesta és precisament la qüestió que es planteja en un article que acaba de sortir publicat a la revista Journal of Anthropological Sciences (Alba, 2010).

En aquest article, es revisen els problemes que tenen les mesures d’encefalització a l’hora d’intentar reflectir la intel·ligència, o el que tècnicament podríem anomenar “capacitats cognitives de domini general”. La hipòtesi que es pretén testar és que les diferències en encefalització entre diverses espècies reflecteixen adequadament les diferències en intel·ligència, i que per tant la mida relativa del cervell es pot emprar per estimar el grau d’intel·ligència en espècies fòssils, a partir de la mida de la seva caixa craniana i les estimacions realitzades de la seva massa corporal. El principal problema de l’encefalització és que les relacions al·lomètriques entre mida del cervell i mida del cos canvien en funció del nivell taxonòmic al qual es duu a terme l’anàlisi. Per aquest motiu, l’autor (en aquest cas, un servidor de vostès) testa la hipòtesi nul·la a dos nivells taxonòmics diferents: basant-se en la relació al·lomètrica mida del cos/mida del cervell només en el grup dels grans simis antropomorfs (nivell taxonòmic baix); i tenint en compte tots els primats haplorrins (tarsers i antropoïdeus). L’altre problema és que les relacions al·lomètriques entre ambdues variables poden ser similars, però amb mides relatives diferents entre diversos grups (els anomenats “salts de grau al·lomètric”). Per tant, l’autor també testa si existeixen aquest tipus de salts entre diversos grups d’haplorrins. Un cop es tenen en compte tots dos problemes, l’autor investiga l’existència d’una correlació significativa entre l’encefalització i la intel·ligència, en base a rànquings d’intel·ligència derivats per psicobiòlegs en base a múltiples criteris.

Els resultats de l’article mostren que hi ha una bona correlació entre encefalització i intel·ligència, i que per tant l’encefalització pot usar-se com un predictor neuroanatòmic de la intel·ligència en primats fòssils. Tanmateix, els resultats també mostren que aquesta correlació és només significativa quan s’utilitzen regressions per a nivells taxonòmics baixos, que s’assemblen a les relacions al·lomètriques que trobem quan comparem diversos individus adults d’una mateixa espècie entre si. En base a les relacions al·lomètriques d’encefalització a nivells taxonòmics baixos, l’autor també mostra que a banda de diversos salts al·lomètrics que ja s’havien posat de manifest anteriorment, els grans simis antropomorfs (inclosos actualment, juntament amb els humans, en la família dels homínids) mostren un major nivell d’encefalització que els petits simis antropomorfs o hilobàtids (gibons i siamangs). De fet, aquesta diferència entre el grau d’encefalització de grans i petits antropomorfs s’adiu molt amb les diferències cognitives que s’havien descrit entre tots dos grups. Aquest salt al·lomètric entre els petits antropomorfs (que essencialment s’assemblen a les mones a aquest respecte) i els grans antropomorfs (més encefalitzats que la resta de primats llevat dels humans) només es troba quan s’utilitzen les relacions al·lomètriques a nivells taxonòmics baixos, confirmant per tant que són aquest tipus de relacions les que s’han d’emprar per inferir la intel·ligència en tàxons fòssils.

Alba (2010) utilitza aquestes relacions al·lomètriques per inferir la intel·ligència d’alguns tàxons fòssils per als quals hi ha estimacions raonables tant de la mida del cervell com de la massa corporal. Segons els resultats, l’hominoïdeu basal (simi antropomorf primitiu) del Miocè inferior de l’Àfrica Proconsul encara mostra un nivell d’encefalització baix, més comparable als hilobàtids que no pas als grans antropomorfs. En canvi, el gran antropomorf fòssil Hispanopithecus mostra un nivell d’encefalització totalment comparable als grans antropomorfs actuals. Només Oreopithecus, un gran antropomorf del Miocè superior d’Itàlia molt particular, que evolucionà en condicions d’insularitat, presenta un cervell més petit del que seria previsible per un membre del seu grup, i més similar a Proconsul. Així com el cervell relativament d’aquest darrer representa la condició primitiva, la baixa encefalització d’Oreopithecus probablement sigui conseqüència d’una reducció secundària, a causa de les fortes constriccions energètiques i la manca de depredadors que caracteritzen els ecosistemes insulars. El fet de pensar que més gran és sempre millor, sobretot pel que respecta a la mida del cervell (entre d’altres...), es deriva d’un prejudici clarament antropocèntric. Això no sempre ha de ser així a la Naturalesa; més aviat, dependrà de les condicions particulars de cada ecosistema i de les pressions de selecció que determini, en funció dels requeriments cognitius de l’ambient (necessitat o no de fugir de depredadors, facilitat per aconseguir l’aliment, etc.) i de les constriccions energètiques de cada òrgan en particular (que en el cas del cervell són molt elevades).

Per que fa als hominins, és a dir, els homínids més estretament relacionats amb els humans, Ardipithecus no mostra cap increment d’encefalització respecte dels grans antropomorfs actuals. En canvi, els australopitecs mostren un nivell d’encefalització (i, per inferència, d’intel·ligència), lleugerament superior, i els humans fòssils (gènenere Homo) mostren un increment de l’encefalització al llarg del temps, culminant en l’actual H. sapiens i l’extingit H. neanderthalensis, que mostren condicions equivalents.

En resum, els resultats publicats per Alba (2010) posen de manifest que, abans del significatiu increment d’intel·ligència que s’hagué de produir en els hominins fòssils (en certa mesura en australopitecs, però sobretot en el gènere Homo), durant l’evolució dels hominoïdeus es produí un primer increment relacionat amb els orígens del clade dels grans antropomorfs i els humans (família Hominidae), però no dels hominoïdeus en el seu conjunt.

-Bibliografia:
  • Alba, D.M. (2010). Cognitive inferences in fossil apes (Primates: Hominoidea): does encephalization reflect intelligence? Journal of Anthropological Sciences, 8: 11-48.