I like big brains (and I can not lie)

Los seres humanos nos diferenciamos de los demás primates en varios aspectos, pero sin lugar a dudas el más distintivo es el enorme tamaño del cerebro en comparación con el tamaño del cuerpo. En efecto, nuestro cerebro es mucho más grande que el de otros primates y se estima que existe una relación lineal entre el tamaño del cerebro y el número de neuronas. De esta forma, en el cerebro humano hay aproximadamente tres veces más neuronas que en el de los gorilas. Este aspecto de nuestra evolución, en el que el tamaño del cerebro es mayor del esperado a partir de la talla corporal, es conocido como encefalización y ha sido clave durante la historia evolutiva de la rama Homo de los primates. Durante mucho tiempo se ha especulado respecto de los mecanismos que llevaron al aumento del tamaño del cerebro y de la cantidad de neuronas durante nuestra historia evolutiva. En los últimos años se ha obtenido evidencia científica que sugiere que existen al menos dos elementos muy importantes que impulsaron este crecimiento del cerebro: la duplicación de un gen clave para la migración neuronal y un cambio radical en la dieta de nuestros ancestros.

La multiplicación de los genes

Hace unos 2,4 millones de años atrás apareció el Homo habilis, el primer primate de la rama Homo que, además de ser completamente bípedo, usaba herramientas. Este hecho marca el despertar de la humanidad; aquellas primeras chispas de intelecto que Kubrick representó brillantemente en la inolvidable escena The dawn of men de ‘2001, una odisea espacial’ y que está musicalizada por Strauss y su Also Sprach Zarathrustha.

2001-apeman
Imagen de la famosa escena “The dawn of men”

Estos primeros destellos de raciocinio están asociados a un accidente genético muy afortunado: la duplicación de un gen llamado SRGAP2A (SLIT-ROBO Rho GTPase-activating protein 2A, también conocido como Formin-Binding Protein 2 o FNBP2). Durante nuestra historia evolutiva, este gen ha sido duplicado 3 veces y es parte del grupo de 23 genes que está duplicado en humanos pero no en otros primates. Este gen en particular habría sido duplicado inicialmente hace unos tres millones de años atrás –generando una copia llamada SRGAP2B– y luego una segunda vez, para dar lugar al gen SRGAP2C, hace unos 2,4 millones de años atrás. Una tercera duplicación habría ocurrido hace un millón de años atrás y dio origen al gen SRGAP2D. ¿Por qué es tan relevante que este gen se haya duplicado? Particularmente el gen SRGAP2C, que habría aparecido en el linaje de los H. habilis y que está presente en el 100% de los humanos, codifica para una versión más corta de la proteína SRGAP2A. Esta versión corta interfiere con la función de la proteína ancestral y permite la migración más rápida de las neuronas y hace más lenta la velocidad de maduración sináptica, incrementando la densidad sináptica en el cortex cerebral. O sea, permite que las neuronas migren más rápido y formen más conexiones neuronales.

Como, luego pienso

Se estima que cuando apareció el H. erectus –hace unos 1,9 millones de años atrás– el volumen del cerebro había llegado a los 850 cm3, el doble del que tenía el H. habilis. Este aumento en el volumen cerebral es equivalente a que cada generación posea 125.000 neuronas más que la anterior. ¿Por qué los otros primates no experimentaron el mismo crecimiento del cerebro? Una de las principales hipótesis que explica la limitación en el tamaño cerebral es de carácter metabólico: un cerebro grande es tremendamente “gastador”. El cerebro humano es el tercer órgano que más energía consume, llevándose alrededor del 20% del gasto calórico en reposo, una cifra gigante si se tiene en cuenta que solo da cuenta del 2% de la masa corporal. Por lo tanto, un cerebro grande implica que se debe aumentar la ingesta calórica para poder mantenerlo. Una dieta basada en alimentos crudos, como la de los gorilas y otros primates, restringe las calorías a las que se puede acceder. De hecho, se estima que los gorilas necesitarían unas 750 kilocalorías adicionales al día para dar cuenta de la energía necesaria para mantener un cerebro como el nuestro, lo que representa pasar dos horas más alimentándose (y los gorilas ya pasan el 80% del día comiendo).

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Una dieta basada en comida cruda –principalmente vegetales– no sería apropiada para sustentar un cerebro grande (“no vives de ensalada”)

De esta forma, una dieta basada en alimentos crudos impone una restricción metabólica para el aumento del tamaño cerebral. Durante la evolución, la aparición del gen SRGAP2C tuvo consecuencias importantes en el cableado cerebral y el aumento de las capacidades cognitivas, lo que le habría permitido a nuestros ancestros empezar a usar estrategias más avanzadas para obtener más calorías. Un cambio clave en este sentido fue la capacidad que desarrollamos para usar el fuego y comer alimentos cocidos, principalmente carne. En efecto, la carne aporta más proteínas y calorías por gramo que los vegetales. El problema es que el consumo de carne cruda era un peligro para nuestros ancestros, debido a las enfermedades y la baja digestibilidad. De esta forma, el uso del fuego para cocer la carne y otros alimentos permitió tener acceso a una comida más fácil de masticar, digerir y absorber, además de aportar más proteínas y más calorías de una forma segura.

Así, nuestros ancestros pudieron obtener las calorías que necesitaban para sustentar un cerebro más grande sin pasar casi la mitad del día comiendo, lo que les permitió tener tiempo para socializar y desarrollar otras actividades que fueran demandantes desde el punto de vista cognitivo, las que a su vez resultaron en una presión positiva para un aumento en el número de neuronas y el tamaño cerebral.

Como consecuencia de esto, desarrollamos cerebros más grandes y disponíamos de tiempo para usarlo en actividades cognitivas y creativas, lo que resultó en un impulso enorme para la aparición del Homo sapiens.

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4 comentarios sobre “I like big brains (and I can not lie)

  1. Buen post Gabriel, como siempre, gracias por divulgar.
    Una pregunta, ¿tienes cerrados los comentarios de posts antiguos? Lo pregunto porque hace unos cuantos días escribí un comentario en el post CEGUERA del 23 de Abril del 2013 y no aparece.

  2. Hola, me ha gustado mucho tu blog, muy serio y riguroso. En concreto este ultimo post sobre el cerebro. Sólo añadir que los últimos datos también apuntan a que una diferencia sustancial en la evolución de los homínidos no es tanto el aumento de neuronas como el aumento de las células de glia y sus funciones . Os dejo el enlace a mi blog que trata de neurociencia y antropología por si os apetece echarle un vistazo

    http://unpulpoenungaraje.wordpress.com/

  3. Tenemos el tamaño del cerebro que nos corresponde. El tamaño del cerebro en primates tiene una relación directa con el peso AL NACER. El peso de los adultos en cambio depende mucho más de la dieta y esto está comprobado para especies tan distantes como los monos del nuevo mundo. Mientras más carnívora la dieta, más delgados los adultos, mientras más herbivoros, más pesados. Somos el primate más pesado al nacer con casi 1,5 kg de diferencia con un gorila en promedio y el más carnívoro de la familia también.

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