Zoología: La evolución del cerebro de las aves

Cerebros a escala

Con tales economías de escala en mente, el tamaño relativo del cerebro puede usarse como una medida de inteligencia, que de otro modo es difícil de cuantificar en animales. Una mayor masa cerebral relativa a menudo se relaciona con muchos indicadores de un mejor rendimiento cognitivo, como la capacidad de aprender, el uso de herramientas o el comportamiento social complejo. En las especies extintas, el tamaño del cerebro suele ser el único predictor de la inteligencia, porque el comportamiento rara vez deja huellas fósiles. Por lo tanto, se ha dedicado mucho esfuerzo a estudiar la evolución del tamaño del cerebro, particularmente en primates.

Aquí es donde las cosas se complican, pero también intrigan: resulta que la curva de tamaño cerebro-cuerpo no muestra la misma pendiente en todos los vertebrados. Una curva modificada indica adaptaciones evolutivas o evolutivas a nuevas condiciones ambientales, estrategias de locomoción o dietas. En grupos de animales en los que la curva aumenta solo moderadamente, la masa cerebral también aumenta lentamente con el aumento del tamaño corporal, mientras que aumenta más rápidamente con una pendiente pronunciada. Debido a esta conexión, los aspectos de la evolución del cerebro pueden pasarse por alto fácilmente si se asume una pendiente uniforme de la curva para todos los vertebrados. Un ejemplo lo proporciona el dodo extinto: a menudo menospreciado como un tonto, en realidad era un pariente no volador de la paloma, cuya curva de escala cerebro-cuerpo es plana. El cerebro pequeño del dodog, por lo tanto, no refleja una especie de cerebro muy bajo, sino más bien una paloma un poco más grande.

Las aves evolucionaron del grupo de dinosaurios terópodos. Por lo tanto, para comprender cómo evolucionaron los cerebros de las aves, debemos estudiar los fósiles de cerca. Desafortunadamente, el tejido neuronal suele descomponerse rápidamente y, por lo tanto, difícilmente se fosiliza. Sin embargo, los fósiles pueden darnos pistas sobre el tamaño del cerebro de especies extintas hace mucho tiempo. El cerebro se encuentra en una cavidad protegida en la cabeza, el cráneo. Esto hace que sea muy fácil determinar el volumen del cerebro en un ave moderna: el órgano se extrae del cráneo, se mide y se almacena en un recipiente para la posteridad. En su lugar, puede llenar la cavidad con pequeños perdigones de plomo y luego determinar su peso (ver »Modelos de cráneos naturales y virtuales«).

Las cosas se complican con los fósiles. Durante casi dos siglos, el tamaño y la forma de los cerebros de las especies extintas solo podían inferirse cuando los sedimentos, como el limo o el barro, llenaban un cráneo vacío y luego se petrificaban. Ocasionalmente, un cráneo fósil se rompe, o un investigador curioso lo abre, revelando un pico craneal como una nuez partida, revelando el núcleo. Mientras los paleontólogos dependieran de tales descubrimientos fortuitos, aprendieron poco sobre los cerebros de los dinosaurios y otras criaturas extintas. Los moldes naturales del cráneo son raros y ningún curador de museo permitiría que un paleontólogo estudiara el cráneo de un animal tan antiguo como Arqueoptérix descanso

Desde la década de 1980, se han abierto nuevas posibilidades técnicas para estudiar los cerebros prehistóricos de forma no destructiva: la tomografía computarizada (TC) se utiliza para registrar los límites de un cráneo de cerebro fósil, que generalmente fue penetrado por sedimentos durante el proceso de fosilización. Conocí esta técnica de chorro virtual como estudiante hace 15 años. Todavía recuerdo bien cómo los paleontólogos siempre le pedíamos a un amable asistente de rayos X en un hospital de Nueva York que pasara un cráneo de dinosaurio por el tomógrafo computarizado médico por la noche, y luego guardaba con orgullo un DVD con las nuevas imágenes escaneadas entre las manos, etiquetado con un marcador Una vez aparecimos con el cráneo de un pingüino extinto, pero nos sacaron rápidamente de la sala de tomografía computarizada para dar paso a una víctima de un accidente automovilístico. Una hora después se atendió la emergencia y pudimos escanear el cráneo.

Las tomografías computarizadas brindan excelentes imágenes de los cráneos de especies extintas hace mucho tiempo. Inicialmente, sin embargo, solo se disponía de imágenes aproximadas: debido a la baja resolución, los cerebros fósiles parecían estar ensamblados a partir de bloques de Lego. El hecho de que los límites entre el hueso y la roca se vieran tan borrosos se debió a la baja dosis de rayos X. Los tomógrafos médicos funcionan con poca energía para proteger a los pacientes. La radiación de baja energía se puede utilizar para visualizar huesos y órganos humanos sin dañarlos, pero no puede penetrar la roca sólida sin distorsión. Hoy en día, los paleontólogos suelen utilizar dispositivos industriales de micro-CT, que también se utilizan para buscar grietas en el material de las máquinas, por ejemplo. Sus rayos X más poderosos serían mortales para los humanos, pero es excelente para producir imágenes nítidas y de alta resolución de fósiles.