Dado lo orgullosos que estamos de nuestros grandes cerebros, es irónico que aún no sepamos por qué los tenemos. Una idea, llamada la hipótesis del amortiguador cognitivo, es que la evolución de los cerebros grandes está impulsada por los beneficios adaptativos de poder montar rápido, Respuestas conductuales flexibles a cambios ambientales frecuentes o inesperados.

Es difícil probar esta idea en personas porque solo hay una especie viva en el género Homo. Aves, según Carlos Botero, profesor asistente de biología en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis, son otro asunto. Hay muchas especies tienen una variedad de tamaños de cerebro y viven en todas partes. De muchas maneras, son el grupo ideal para probar esta hipótesis.

Como joven erudito, Botero pudo mostrar cómo los sinsontes que viven en hábitats variables tienen cantos más elaborados. Dado que la complejidad de la canción es un indicador de la capacidad de aprendizaje, este hallazgo pareció apoyar la hipótesis del amortiguador cognitivo.

Pero, después de un tiempo, comenzó a pensar en explicaciones alternativas para sus resultados. La hipótesis requiere que los cerebros grandes mejoren la supervivencia, pero el estudio de Botero no mostró esto. Y no resolvió un problema de tiempo crucial:¿evolucionaron los cerebros grandes en hábitats variables, ¿O evolucionaron en otro lugar y luego facilitaron la colonización de entornos hostiles? Sin embargo, el estudio del ruiseñor no miró hacia atrás en el tiempo.

Así que junto con Trevor Fristoe, asociado postdoctoral en biología en la Universidad de Washington y biólogo canadiense Andrew Iwaniuk de la Universidad de Lethbridge, Botero decidió desentrañar las suposiciones detrás de la hipótesis del amortiguador cognitivo y probar cada una de ellas por separado.

Su estudio, publicado el 25 de septiembre en Ecología y evolución de la naturaleza , mostró que los cerebros grandes no tenían más probabilidades de evolucionar en forma variable en comparación con los hábitats estables, por lo que esa parte de la hipótesis no fue apoyada. Pero también mostró que las aves más inteligentes eran más capaces de colonizar estacionalmente, lugares impredecibles. Entonces, las aves con cerebros grandes pudieron moverse a una gama más amplia de entornos.

"Los hallazgos fueron bastante sorprendentes, ", Dijo Fristoe." En la primera parte del estudio, Demostramos que un cerebro grande realmente les da a las aves una ventaja de supervivencia en entornos variables. Entonces el mecanismo funciona. Pero eso lo hizo aún más desconcertante cuando la segunda parte del estudio mostró que los grandes cerebros a menudo evolucionaron en hábitats estables, no variables ".

Botero es el primero en reconocer que el tamaño del cerebro es una medida imperfecta de la cognición, un término que en sí mismo tiene muchas definiciones.

Lo que observaron los científicos no fue el tamaño absoluto del cerebro, pero la diferencia entre el tamaño del cerebro y el tamaño del cerebro predicho estadísticamente para el tamaño del cuerpo del ave. "Un avestruz parece tener un cerebro enorme, pero en relación con el tamaño de su cuerpo, realmente no es tan impresionante, "Dijo Botero." Un cuervo no es mucho más grande que un pollo, pero su cerebro es proporcionalmente mucho más masivo.

"La correlación entre el tamaño relativo del cerebro y la capacidad cognitiva es mejor para las aves que para los mamíferos, ", Dijo Botero." Aunque el tamaño relativo del cerebro es una métrica ruidosa, sigue siendo una de las mejores formas que tenemos de medir las diferencias relacionadas con el cerebro entre especies a grandes escalas taxonómicas.

"Todo este campo está plagado de salvedades".

Botero y Fristoe primero probaron la suposición de que un cerebro más grande les daba a las aves una ventaja de supervivencia al analizar los datos recopilados por Breeding Bird Survey. una enorme base de datos de avistamientos de aves que se utiliza para monitorear las poblaciones de aves de América del Norte. Cada año desde 1966, Los observadores de aves voluntarios han seguido rutas preestablecidas durante la temporada alta de reproducción. deteniéndose durante tres minutos en los puntos designados para contar todas las aves que pueden oír o ver.

"Revisamos todos los datos de América del Norte, todas las especies de las que conocíamos el tamaño del cerebro, y creó una métrica para la estabilidad de la población, ajustar por otros factores que pueden afectar la estabilidad, como el tamaño de la nidada y si el ave es migratoria o no, "Dijo Botero.

Caracterizaron las condiciones ambientales durante el mismo período con datos de ecoClimate, una base de datos abierta de simulaciones climáticas, y datos de Observaciones de la Tierra de la NASA.

"Demostramos que las especies con cerebros grandes mantienen poblaciones estables en ambientes donde la temperatura, las precipitaciones o la productividad cambian mucho, y las especies con cerebros más pequeños se las arreglan peor, "Dijo Botero.

"Así que el mecanismo que proponía la gente realmente parece funcionar, ", dijo." Los cerebros grandes mejoran la supervivencia cuando las condiciones ambientales cambian con frecuencia e inesperadamente ".

Los científicos ahora estaban listos para abordar el problema principal. "La hipótesis del amortiguador cognitivo afirma que los cerebros se hicieron más grandes porque las especies estaban expuestas a entornos más variables, "Dijo Botero." Tiene sentido, pero ¿es verdad? "

Para que la hipótesis sea cierta, las condiciones variables tenían que suceder primero, y eso significaba que los científicos tenían que idear alguna forma de reconstruir las características de las aves y los entornos que desaparecieron hace mucho tiempo.

Para hacer esto, buscaron correlaciones evolutivas entre las transiciones en el tamaño del cerebro y la variabilidad de temperatura y precipitación de hábitats específicos de especies en una filogenia global de aves (un diagrama que representa el orden en el que se cree que las especies han evolucionado a partir de un ancestro común).

"Descubrimos que los cerebros grandes tienen la misma probabilidad de evolucionar en lugares que tenían condiciones variables y lugares que tenían condiciones estables. No vemos ninguna diferencia entre los dos, "Dijo Botero.

"Pero descubrimos que es más probable que los entornos variables sean colonizados por especies que ya tenían cerebros grandes, ", dijo." Eso explica por qué, cuando salgamos hoy, encontramos una asociación entre grandes cerebros y entornos variables. Y probablemente por qué su estudio anterior encontró que los mejores cantantes entre los sinsontes vivían en hábitats variables.

Así que ahora sabemos que un gran cerebro ayudó a especies como el cuervo común a expandirse a la variedad de hábitats donde viven hoy. pero todavía no sabemos por qué los cuervos e incluso los humanos desarrollaron cerebros grandes en primer lugar. Botero y Fristoe lo están pensando.