¿Cómo evolucionaron los elefantes con un cerebro tan grande? El cambio climático es parte de la respuesta

¿Cómo evolucionaron los elefantes con un cerebro tan grande? El cambio climático es parte de la respuesta

Los elefantes han cautivado nuestra atención durante mucho tiempo, en parte debido a su tamaño y majestuosidad. Pero también estamos impresionados por su comportamiento complejo. De alguna manera, estamos fascinados porque este comportamiento refleja nuestros sentimientos más humanos. Por ejemplo, los elefantes se han observado repetidamente usando herramientas y llorando a sus muertos.

Su historia evolutiva es interesante, también. Es paralelo a los humanos en muchos aspectos. Ancestros del elefante originada en África, como la nuestra. Sus descendientes, entre ellos los mamuts, salieron de África para vivir en otros continentes. Y en el proceso evolucionaron el cerebro más grande de cualquier animal terrestre. Pesa alrededor de 5kg, mientras nuestros propios cerebros pesa 1.4kg.

Pero, ¿qué impulsó este elemento particular de la evolución del elefante? A pesar de que el registro fósil de los antepasados ​​elefantes es rico, con casi 300 especies descritas - Simplemente no hemos sabido la respuesta por mucho tiempo. Desde las primeras especies con cerebros pequeños hasta los elefantes modernos con cerebros grandes, hubo una casi 30 de un millón de años Brecha en nuestro conocimiento.

Ahora, gracias a las técnicas de exploración de vanguardia y la reconstrucción estadística del estado del arte de características ancestrales, tenemos la respuesta. Un equipo de científicos de Sudáfrica, Europa y América del Norte, incluidos nosotros, han pasado seis años reconstruyendo la primera línea de tiempo precisa de la evolución del cerebro en el linaje de los elefantes. Los resultados de esta colaboración internacional. Se han publicado en Informes Científicos..

¿Y la respuesta a esta pregunta de larga data? El cambio climático es una gran parte de ello. Un cambio en el clima, junto con otras interrupciones ambientales y la invasión de competidores y nuevos depredadores, probablemente desempeñaron un papel importante en la remodelación de los cerebros de los elefantes antiguos. Saber esto no solo resuelve un misterio científico de larga data. También significa que tenemos una manera de entender cómo las especies modernas podrían adaptarse a la crisis climática actual.

Cambios vinculados al clima

Nuestra encuesta reveló que el tamaño del cerebro en elefantes ancestrales aumentó en dos pulsos, aproximadamente 26 y 20 hace millones de años. El cociente de encefalización (una medida del tamaño relativo del cerebro corregida por el tamaño del cuerpo) se duplicó durante cada pulso. Esto transformó el pequeño cerebro de los parientes primitivos de los elefantes en un gran cerebro comparable en todos los aspectos a los de las especies modernas.

Cabe destacar que estos dos pulsos de crecimiento en el tamaño del cerebro corresponden a períodos de interrupciones ambientales sustanciales en África. Hace unos 26 millones de años, La antártida estaba congelada Por primera vez, lo que provocó una aridificación global del clima. Las densas selvas tropicales de África se convirtieron en sabanas y desiertos.

El clima entonces cambiado de nuevo Hace aproximadamente 20 millones de años para volver a un ambiente africano más cálido y húmedo. Esta inestabilidad climática se complementó con la aparición de un puente terrestre entre Asia y África.

Antes de 20 hace un millón de años, África era de hecho un continente aislado. Pero debido a la deriva continental, finalmente chocó con el Levante (el área que abarca la actual Palestina, Israel, Líbano, Siria, Jordania e Irak), lo que permitió la invasión de herbívoros rivales y nuevos depredadores de Asia. La fauna invasora incluía a los ancestros de los leones, cebras, rinocerontes, hipopótamos y antílopes modernos. Los Grandes Simios no existían todavía. Algunas especies grandes murieron durante este tiempo; el mas famoso es Arsinoitherium, un pariente parecido al rinoceronte de los elefantes.

Los elefantes ancestrales debían adaptarse o extinguirse. En ese momento, todavía eran animales relativamente pequeños, del tamaño de un tapir, con un tronco corto solamente. Nuestra hipótesis es que un cerebro más grande permitió una mayor flexibilidad de comportamiento: ser más exploratorio, migrar para buscar alimentos, hacer frente a una variedad más amplia de dietas (hojas, frutas, pasto) y recordar la ubicación de pozos de agua distantes durante períodos secos , por ejemplo. Un cerebro más grande puede haberles ayudado a ser más astutos que sus competidores y evitar a los depredadores.

Tamaño del cuerpo y del cerebro

Los elefantes también fueron ayudados por el hecho de que se hicieron tan grandes. Ser grande abre todo un nuevo mundo de ventajas: disuade a los depredadores y cuando los recursos alimenticios y el agua son escasos, un cuerpo grande puede almacenar más grasa y agua, y un intestino más grande puede digerir los alimentos de manera más eficiente.

Encontramos que el tamaño del cerebro coevolucionó estrechamente con el tamaño del cuerpo en el linaje elefantino. Esto sugiere que la evolución de un cuerpo grande no es completamente independiente de un cerebro grande. El gran cerebro del elefante probablemente evolucionó, no solo por una mayor flexibilidad de comportamiento, sino también de la mano con su gran cuerpo. Esta es una historia de advertencia acerca de cómo interpretar el tamaño del cerebro solo a la luz de las necesidades conjeturales aplicadas retrospectivamente para una mayor inteligencia.

En pocas palabras, cuando se descubre que el tamaño del cerebro de un determinado linaje aumentó, la gente llega a la conclusión de que esto se debe a que el linaje necesitaba volverse más inteligente para sobrevivir. Pero no debemos olvidar que el tamaño del cerebro está correlacionado con muchas otras variables: el tamaño del cuerpo es un ejemplo. La duración de la gestación es otra (más tiempo en el útero equivale a un cerebro más grande). Generalmente, las personas piensan que estos son efectos secundarios de un cerebro más grande, pero ¿qué sucede si un cerebro más grande fuera en realidad el efecto secundario de una masa corporal más grande? ¿Qué pasaría si la selección natural actuara solo sobre el tamaño corporal y el tamaño del cerebro fuera solo un pasajero?

Las respuestas a estas preguntas aún están pendientes. Pero a medida que avanza nuestro trabajo, la imagen se vuelve más clara. Gracias a nuestra investigación, ahora es evidente que las interrupciones ambientales, incluidos los cambios en el clima y la invasión de competidores y nuevos depredadores, desempeñaron un papel importante en la remodelación del cerebro de los elefantes ancestrales y su comportamiento.La conversación

Acerca de los Autores

Julien Benoit, postdoctorado en paleontología de vertebrados, Universidad de Witwatersrand y Paul Manger, profesor de neurobiología comparativa y evolutiva, Universidad de Witwatersrand

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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