Evoluzione: grandi cervelli dopo grandi disastri; è questa la sintesi espressa da una nuova ricerca che rileva il modo in cui le dimensioni relative del cervello dei mammiferi sono cambiate negli ultimi 150 milioni di anni.
Gli scienziati della Stony Brook University e del Max Planck Institute of Animal Behavior hanno messo insieme una linea temporale di come le dimensioni del cervello e del corpo si sono evolute nei mammiferi negli ultimi 150 milioni di anni. Il team internazionale di 22 scienziati, tra cui biologi, statistici evolutivi e antropologi, ha confrontato la massa del cervello di 1400 mammiferi viventi ed estinti.
Per i 107 fossili esaminati – tra cui antiche balene e il più antico cranio di scimmia del Vecchio Mondo mai trovato – hanno usato dati di volume endocranico, dai crani invece di dati di massa cerebrale. Le misure del cervello sono state poi analizzate insieme alle dimensioni del corpo; per confrontarle con la scala delle dimensioni del cervello rispetto alle dimensioni del corpo registrate nel corso del tempo evolutivo.
Evoluzione: grandi cervelli dopo grandi disastri
I risultati, pubblicati su Science Advances, hanno mostrato che le dimensioni del cervello, rispetto alle dimensioni del corpo – a lungo considerato un indicatore di intelligenza animale – non ha seguito una scala stabile nel tempo evolutivo. I famosi “grandi cervelli” umani, delfini ed elefanti, per esempio, hanno raggiunto le loro proporzioni in modi diversi.
Gli elefanti sono aumentati nelle dimensioni del corpo, ma sorprendentemente, ancora di più nelle dimensioni del cervello. I delfini, d’altra parte, hanno generalmente diminuito le dimensioni del corpo mentre aumentavano quelle del cervello. Le grandi scimmie hanno mostrato una grande varietà di dimensioni del corpo, con una tendenza generale verso l’aumento delle dimensioni delle parti interessate. In confronto, gli ominidi ancestrali, che rappresentano la linea del genere umano, hanno mostrato una relativa diminuzione delle dimensioni del corpo e un aumento delle dimensioni del cervello rispetto alle grandi scimmie.
Gli autori dicono che questi modelli complessi sollecitano una rivalutazione di un paradigma profondamente radicato; ovvero un principio secondo il quale confrontare le dimensioni del cervello con quelle del corpo per qualsiasi specie fornisce la misura dell’intelligenza della stessa.
“A prima vista, l’importanza di prendere in considerazione la traiettoria evolutiva delle dimensioni del corpo può sembrare poco importante”; dice Jeroen Smaers, un biologo evolutivo della Stony Brook University e primo autore dello studio. “Dopo tutto, molti dei mammiferi dal cervello grande come gli elefanti, i delfini e le grandi scimmie hanno anche un alto rapporto cervello-corpo. Ma questo non è sempre il caso. Il leone marino della California, per esempio, ha una bassa dimensione relativa del cervello, che è in contrasto con la loro notevole intelligenza“.
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Prendendo in considerazione la storia evolutiva, lo studio attuale rivela che il leone marino della California ha raggiunto un basso rapporto cervello-corpo a causa delle forti pressioni selettive sulle dimensioni del tronco; molto probabilmente perché i carnivori marini si sono diversificati in una nicchia semi-acquatica. In altre parole, hanno una bassa dimensione del cervello rispetto al corpo a causa dell’aumento della dimensione di quest’ultimo; e non a causa della diminuzione della dimensione del cervello.
“Abbiamo ribaltato un dogma di lunga data secondo cui la dimensione relativa del cervello può essere equivocata con l’intelligenza“. Aggiunge Kamran Safi, ricercatore presso il Max Planck Institute of Animal Behavior e autore senior dello studio.
“A volte, cervelli relativamente grandi possono essere il risultato finale di una graduale diminuzione delle dimensioni del corpo per adattarsi a un nuovo habitat o modo di muoversi – in altre parole, niente a che fare con l’intelligenza a tutti. Usare la dimensione relativa del cervello come proxy per la capacità cognitiva deve essere impostato contro la storia evolutiva di un animale; e le sfumature nel modo in cui il cervello e il corpo sono cambiati nel corso della vita.”
Lo studio ha inoltre dimostrato che la maggior parte dei cambiamenti nelle dimensioni del cervello si sono verificati dopo due eventi cataclismatici nella storia della Terra. Primo, l’estinzione di massa 66 milioni di anni fa e poi una transizione climatica 23-33 milioni di anni fa.
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Dopo l’evento di estinzione di massa alla fine del periodo Cretaceo, i ricercatori hanno notato un drammatico cambiamento nella scala cervello-corpo. Maggiormente in razze come roditori, pipistrelli e carnivori in generale. Tutto questo, mentre gli animali si diffondevano nelle aree vuote lasciate dai dinosauri estinti.
Circa 30 milioni di anni dopo, un clima di raffreddamento nel tardo Paleogene ha portato a cambiamenti più profondi; foche, orsi, balene e primati, tutti sottoposti a cambiamenti evolutivi nelle loro dimensioni del cervello e del corpo.
“Una bella sorpresa è stata che gran parte della variazione nelle dimensioni relative del cervello dei mammiferi che vivono oggi può essere spiegata dai cambiamenti che i loro lignaggi ancestrali hanno subito in seguito a questi eventi catastrofici”, asserisce Smaers.
Questo include l’evoluzione dei più grandi cervelli mammiferi, come delfini, elefanti e le grandi scimmie, che hanno tutti sviluppato le proprie dimensioni, dopo l’evento del cambiamento climatico 23-33 milioni di anni fa.
Gli autori concludono che gli impegni per delineare veramente l’evoluzione dell’intelligenza, richiederanno uno sforzo maggiore, esaminando le caratteristiche neuroanatomiche, come le regioni del cervello note per i processi cognitivi superiori.Evoluzione: grandi cervelli
“La dimensione del cervello rispetto al corpo non è ovviamente indipendente dall’evoluzione dell’intelligenza”, aggiunge Smaers. “Ma potrebbe in realtà essere più indicativo di adattamenti più generali alle pressioni ambientali su larga scala che vanno oltre l’intelligenza”.
