por TESLA MONSON – Universidad Western Washington
Los huesos fosilizados ayudan a contar la historia de lo que hacían los seres humanos y nuestros predecesores hace cientos de miles de años. Pero, ¿cómo puedes aprender sobre partes importantes del ciclo de vida de nuestros antepasados, como el embarazo o la gestación, que no dejan rastros obvios en el registro fósil?
Los cerebros grandes, en relación con el tamaño total del cuerpo, que son una característica definitoria de nuestra especie, hacen que el embarazo y la gestación sean particularmente interesantes para una paleoantropóloga como yo. Los grandes cráneos del Homo sapiens contribuyen a nuestro difícil trabajo de parto. Pero los grandes cerebros internos son los que permitieron que nuestra especie realmente despegara.
Mis colegas y yo queríamos saber especialmente qué tan rápido crecían los cerebros de nuestros antepasados antes del nacimiento. ¿Era comparable al crecimiento del cerebro fetal actual? Investigar cuándo el crecimiento prenatal y el embarazo se volvieron similares a los humanos puede ayudar a revelar cuándo y cómo los cerebros de nuestros ancestros se volvieron más parecidos a los nuestros, más que a los de nuestros parientes simios.
Para investigar la evolución de las tasas de crecimiento prenatal, nos centramos en el desarrollo de los dientes en el útero, que se fosilizan. Al construir un modelo matemático utilizando las longitudes relativas de los dientes molares, pudimos rastrear los cambios evolutivos en las tasas de crecimiento prenatal en el registro fósil. Según nuestro modelo, parece que el embarazo y el crecimiento prenatal se volvieron más humanos que chimpancés hace casi un millón de años.
La gestación y el cerebro humano
El embarazo y la gestación son períodos importantes: guían el crecimiento y el desarrollo futuros y establecen el curso biológico de la vida.
Pero el embarazo humano, y particularmente el trabajo de parto y el alumbramiento, consume mucha energía y, a menudo, es peligroso. El gran cerebro fetal requiere una gran cantidad de nutrientes durante el desarrollo. La tasa de crecimiento embrionario durante la gestación, también conocida como tasa de crecimiento prenatal, exige un peaje metabólico y fisiológico en el progenitor gestante. Y el ajuste apretado de la cabeza y los hombros del bebé a través del canal pélvico durante el parto puede provocar la muerte, tanto para la madre como para el niño.
Como contrapartida de esas posibles desventajas, debe haber una muy buena razón para tener cabezas tan grandes. La justificación son todas las habilidades que conlleva tener un gran cerebro humano. La evolución de nuestro gran cerebro contribuyó al dominio de nuestra especie y está asociada con un mayor uso de tecnología y herramientas, la creación de arte y la capacidad de sobrevivir en diversos paisajes, entre otros avances.
El momento y la secuencia de eventos que condujeron a la evolución de nuestros grandes cerebros están entrelazados con la capacidad de encontrar y procesar más recursos, mediante el uso de herramientas y el trabajo en grupo cooperativo, por ejemplo.
Al investigar los cambios en el crecimiento prenatal, también estamos investigando los cambios en la forma en que los padres recolectaron los recursos alimentarios y los distribuyeron a sus hijos. Estos recursos cada vez mayores también habrían ayudado a impulsar la evolución de un cerebro aún más grande. Comprender más acerca de cuándo el crecimiento prenatal y el embarazo se volvieron similares a los humanos revela información sobre cuándo y cómo nuestros cerebros también lo hicieron.
Los seres humanos tienen la tasa de crecimiento prenatal más alta de todos los primates que viven hoy en día, con 11,58 gramos/día. Los gorilas, por ejemplo, tienen un cuerpo adulto mucho más grande que los humanos, pero su tasa de crecimiento prenatal es de solo 8,16 gramos/día. Debido a que más de una cuarta parte de todo el crecimiento del cerebro humano se completa durante la gestación, la tasa de crecimiento prenatal se relaciona directamente con el tamaño del cerebro adulto. Cómo y cuándo evolucionó la alta tasa de crecimiento prenatal del Homo sapiens ha sido un misterio. Hasta ahora.
Lo que los dientes pueden decir sobre el crecimiento prenatal
Los investigadores pasaron siglos investigando la variación en los restos óseos fosilizados. Desafortunadamente, los cerebros, y mucho menos la gestación y la tasa de crecimiento prenatal, no se fosilizan.
Pero mis colegas y yo comenzamos a pensar en cómo se desarrollan los dientes muy, muy temprano en el útero. Tus dientes adultos permanentes comenzaron a desarrollarse mucho antes de que nacieras, cuando eras solo un feto de 20 semanas. El esmalte dental es más del 95% inorgánico, y la gran mayoría de todo lo que vemos en el registro fósil de vertebrados son dientes, o tienen dientes.
Partiendo de esta comprensión, decidimos investigar la relación entre la tasa de crecimiento prenatal, el tamaño del cerebro y la longitud de los dientes.
Medimos los dientes de 608 primates vivos recientemente de colecciones de esqueletos de todo el mundo. Comparamos esas medidas con las tasas de crecimiento prenatal que calculamos a partir de la duración promedio de la gestación y la masa al nacer para cada especie. También observamos el volumen endocraneal, esencialmente cuánto espacio hay dentro del cráneo, como un indicador del tamaño del cerebro.
Encontramos que la tasa de crecimiento prenatal está significativamente correlacionada con el tamaño del cerebro adulto y la longitud relativa de los dientes, en simios y monos.
Debido a que el crecimiento prenatal está tan estrechamente relacionado con las longitudes molares relativas, pudimos usar esta relación estadística para generar una ecuación matemática que predice la tasa de crecimiento prenatal solo a partir de los dientes. Con esta ecuación, podemos tomar algunos molares de una especie fósil extinta y reconstruir exactamente qué tan rápido creció su descendencia durante la gestación.
Usando nuestro nuevo método, luego reconstruimos las tasas de crecimiento prenatal para 13 especies fósiles, construyendo una línea de tiempo de cambios durante los últimos 6 millones de años de evolución humana y homínida. “Homínido” describe todas las especies del lado humano del árbol genealógico después de la separación hace unos 6 a 8 millones de años del ancestro común que compartimos con los chimpancés. A partir de nuestra nueva investigación, ahora sabemos que las tasas de crecimiento prenatal aumentaron a lo largo de la evolución de los homínidos, alcanzando una tasa similar a la humana que supera lo que vemos en todos los demás simios hace menos de un millón de años.
Una tasa de crecimiento prenatal completamente humana apareció con la evolución de nuestra especie Homo sapiens hace solo unos 200.000 años. Pero otras especies de homínidos que vivieron en los últimos 200.000 años, como los neandertales, también tuvieron tasas de crecimiento prenatal «humanas». Queda por investigar qué genes estuvieron involucrados en estos cambios en la tasa de crecimiento.
La ecuación significa que los dientes tienen más para revelar
Incluso con solo unos pocos dientes y parte de la mandíbula, un experto capacitado puede decir innumerables cosas sobre un individuo extinto: qué especie era, qué tipo de dieta tenía, si compitió por parejas a través de peleas, qué edad tenía cuando murió, ya sea que tuviera o no problemas de salud graves y más.
Ahora, por primera vez, podemos agregar a esa lista saber cómo fue el embarazo y la gestación para ese individuo y otros miembros de su especie. Los dientes pueden incluso insinuar indirectamente el surgimiento de la conciencia humana, a través de la evolución del tamaño del cerebro.
Curiosamente, nuestro modelo sugiere que las tasas de crecimiento prenatal comenzaron a aumentar mucho antes de la aparición de nuestra especie Homo sapiens. Podemos plantear la hipótesis de que tener una tasa de crecimiento prenatal rápida era necesario para hacer crecer ese gran cerebro y desarrollar la conciencia humana y las habilidades cognitivas.
Estos son los tipos de preguntas generales que esta investigación nos permite comenzar a formular ahora. Todo a partir de unos pocos dientes.
Fuente: The Conversation/ Traducción: Alina Klingsmen