Científicas ante hallazgos sorprendentes en la evolución del cerebro

Tradicionalmente se ha interpretado que el cerebro de nuestra especie a lo largo del proceso evolutivo ha ido aumentando en tamaño y en complejidad. Considerado el órgano que mejor nos representa, los estudios sobre sus cambios morfológicos y anatómicos desde siempre han despertado un gran interés entre la comunidad de especialistas. Pese a todo, es asimismo ampliamente reconocido que todavía queda mucho trabajo por hacer e interrogantes que desvelar.

En este post haremos referencia al debate generado en torno a dos nuevas especies humanas recientemente descubiertas que, provistas de un volumen cerebral notablemente pequeño, parecen haber alcanzado comportamientos más complejos de los esperados. Al igual que en tantos otros ámbitos de investigación, las mujeres científicas configuran aquí un amplio colectivo de activas participantes. A sus aportaciones queremos prestar especial atención.

La pequeña hominina de la Isla de flores

El 28 octubre de 2004, los investigadores Thomas Sutikna y Mike Morwood anunciaron el hallazgo de los restos de una hominina de pequeño tamaño en la Isla de Flores, Indonesia, en el interior de una cueva llamada Liang Bua. El hallazgo, conocido por sus siglas de campo como LB1, comprendía gran parte del esqueleto de una hembra adulta, con el pie izquierdo relativamente completo y con partes del derecho.

De inmediato, dos rasgos significativos llamaron la atención de quienes la analizaron. Por un lado, su pequeño tamaño, ya que solo alcanzaba alrededor de un metro de estatura: equivalía aproximadamente al de una niña actual de 3 a 4 años. Y por otro, el volumen cerebral, calculado en 417 cc, y por tanto muy próximo a la tercera parte del valor medio de los humanos modernos. Tales características llevaron a que la diminuta hominina se considerase perteneciente a una nueva especie humana: Homo floresiensis.

Posteriormente, se hallaron los restos de más individuos, siendo el conjunto apodado con el conocido nombre de «hobbit». Las evidencias cronológicas más recientes indican que todos los esqueletos de H. floresiensis tienen entre 100.000 y 60.000 años de edad, y ninguno ha llegado hasta hace 17.000 o 18.000 años como previamente se había sugerido. La nueva especie se extinguió, por lo tanto, coincidiendo con la primera dispersión de los humanos modernos hacia el sudeste asiático y Australia.

Junto a los huesos de H. floresiensis también se encontraron diversas herramientas de piedra de sofisticada elaboración, que se atribuyen a esta especie. Tales utensilios presentan un tamaño adecuado para que un humano de 1 metro de estatura pudiera usarlos; se calcula que tienen entre 190.000 y 50.000 años.

La doctora Karen L. Baab, especialista en antropología física y en la actualidad profesora del Departamento de Anatomía de la Universidad de Midwestern, Arizona, EE. UU., ha participado en el estudio de los restos de H. floresiensis, sobre los que existen considerables controversias.

En el mismo yacimiento donde se halló la nueva especie también se descubrieron huesos de animales con marcas de cortes, lo que confirma, señala Baab, que aquellos homininos y homininas probablemente eran capaces de elaborar sus propios utensilios y emplearlos para aprovechar la carne adherida a los huesos. Este descubrimiento planteó una paradoja, ya que con un cerebro de tamaño parecido al de un chimpancé, la nueva especie mostraba indicios de inteligencia avanzada, por ejemplo, la capacidad de despedazar cadáveres con instrumentos de piedra.

Las diversas líneas de evidencias detectadas, como las herramientas, junto al volumen cerebral e incluso la primitiva anatomía del esqueleto, han ido reflejando un cuadro evolutivo considerablemente complicado. Ello ha creado cierto desconcierto generalizado entre la comunidad de especialistas. Las controversias alrededor de estos especímenes aún permanecen en estado de notable agitación.

¿Era la hominina de Flores microcéfala?

Cuando la hominina LB1 fue descubierta y se comprobó su escasa capacidad craneal, la primera idea propuesta fue que podría padecer alguna patología. Una parte de los y las expertas sugirió que quizás se trataba de una Homo sapiens con el cerebro muy reducido en lugar de una nueva especie. Esta hipótesis es difícil de confirmar sin un claro conocimiento de las diferencias entre un cerebro normal y uno reducido, esto es, microcéfalo.

Destaca el papel de la doctora Dean Falk, reconocida académica norteamericana, neuroantropóloga especializada en la evolución del cerebro y el desarrollo de la capacidad cognitiva, y profesora del Departamento de Antropología de la Universidad de Florida donde imparte cursos de anatomía, neuroanatomía y antropología. Esta prestigiosa científica y su equipo de investigación, publicaron en 2007 un interesante trabajo en el que lograban demostrar con claridad que los restos de Homo floresiensis representaban una nueva especie y no, como muchos insistían, a humanos modernos pigmeos y microcéfalos.

Para confirmar su tesis, la doctora Falk y su equipo compararon los restos craneales de la cueva de Liang Bua con cráneos de humanos modernos microcéfalos. Sus resultados probaron que las evidencias no sostenían una explicación patológica para las particulares características observadas en los restos de la cueva de Liang Bua. En suma, el cerebro y el cuerpo de aquellos humanos estaban proporcionadamente desarrollados, sin mostrar síntomas de enfermedad alguna.

Señalemos que Dean Falk es una científica altamente cualificada en la obtención de endocastos del cerebro, esto es, moldes de la parte interna del cráneo. El interior craneal está en estrecho contacto con la superficie externa del cerebro y, por tanto, conserva huellas o marcas producidas a lo largo de la vida de un individuo. Tales vestigios pueden detectarse incluso en los cráneos fósiles, sirviendo, aunque con considerables limitaciones, para examinar cuál puede haber sido la apariencia cerebral de homininos extintos (y también de otros animales).

En suma, mediante novedosas técnicas, como la tomografía computada, es posible realizar reconstrucciones virtuales y reproducir detalles de la morfología de un cerebro a partir de las marcas que éste ha dejado en el cráneo.

Al respecto, la doctora Falk ha señalado: «hemos comparado reconstrucciones tridimensionales de tomografía computada del interior del cráneo […], y los datos obtenidos indican que LB1 no era microcéfala ni tampoco una pigmea». La relación cerebro-masa corporal de H. floresiensis, continúa la científica, indica como probable que pudiese disfrutar de algunos comportamientos avanzados. Recordemos que la relación cerebro-masa corporal hace referencia a la proporción entre el peso del cerebro y el peso del cuerpo. Un indicador que suele utilizarse de forma aproximada para estimar la inteligencia de un animal.

La profesora Dean Falk y sus colaboradores también subrayaron que en el mismo yacimiento del que se excavó la hominina LBI se habían encontrado más individuos con un cerebro de tamaño similar y de baja estatura. Prueba evidente de que ella no era un caso patológico aislado, ya que resultaría altamente improbable que tantos miembros de una misma población estuviesen enfermos. La escasa altura y el volumen cerebral pequeño deben considerarse, afirma Dean Falk, como características de una nueva especie más que un síntoma anómalo de un único individuo.

A lo expuesto, la científica ha sumado el hallazgo en la cueva de Liang Bua de la elaborada tecnología lítica, que tanto ha sorprendido a estudiosos y estudiosas. En función de los rasgos cerebrales preservados en el cráneo, sostiene Falk, los y las homininas de Flores probablemente habrían realizado tareas cognitivas avanzadas, como por ejemplo tallar herramientas de cierta complejidad.

No obstante, la investigadora, su equipo y gran parte de especialistas, muestran su asombro y extrañeza ante homininos y homininas tan pequeños que, con el cerebro del tamaño de un simio, aparentemente fuesen capaces de alcanzar comportamientos complejos. Se trata en realidad de una cuestión que no solo permanece abierta, sino que ha vuelto a plantearse recientemente con el descubrimiento en Sudáfrica de otra especie humana: Homo naledi.

Homo naledi, un cerebro pequeño pero complejo

La publicación en 2015 del hallazgo de una nueva especie perteneciente al linaje evolutivo humano, Homo naledi, en el sistema de cuevas de Rising Star, Sudáfrica, ha reavivado la intensidad de los debates en torno a la evolución de nuestro cerebro.

Entre las características anatómicas de esta especie ha sorprendido a la comunidad de especialistas, al igual que ocurrió con floresiensis, que tuviera un cerebro notablemente pequeño. En torno al tema se están acumulando numerosos trabajos, y cabe destacar entre ellos un artículo publicado recientemente, mayo de 2018, en la revista de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (PNAS). Se trata de un artículo firmado por siete especialistas cuyo investigador principal, Ralph L. Holloway, es un prestigioso antropólogo físico de la Universidad de Columbia e investigador asociado del Museo Americano de Historia Natural.

El equipo de Holloway, del que forma parte la profesora de anatomía de la Universidad Des Moines, Estados Unidos, Heather Garvin, experta en las variaciones del esqueleto humano, centró sus esfuerzos en analizar el cráneo de Homo naledi. Con tal fin, usaron siete fragmentos procedentes de los fósiles de al menos cinco individuos extraídos en 2013. A partir de estos restos elaboraron modelos tridimensionales, esto es, endocastos o moldes internos para intentar conocer la apariencia del cerebro de aquellos homininos extintos.

Los resultados obtenidos han impactado a la comunidad de especialistas porque, entre otras cosas, muestran que pese a un volumen escaso, el cerebro de H. naledi comparte algunos aspectos de su organización con los humanos modernos (cuyo volumen cerebral es de unos 1.300-1400 cc). En pocas palabras, Homo naledi tenía un cerebro pequeño pero construido de forma semejante al de un humano actual. La observación resultó asombrosa.

Ralph Holloway y sus colaboradores aclaran que las estructuras cerebrales que aparecen en los humanos modernos y en los endocastos de Homo naledi también se han encontrado en otros miembros del género Homo. Tal es el caso de Homo floresiensis que, como hemos apuntado, revela un cerebro de tamaño pequeño pero con habilidades cognitivas que desafían el modelo habitualmente aceptado.

Resumimos el cuadro de estimaciones realizadas sobre ambas especies:

Homo floresiensis

• Estatura: ~1 m.
• Volumen cerebral: ~400 cc.
• Peso: ~25 Kg.
• Extinción: hace ~ 50.000.

Homo naledi

• Estatura: ~1,5 m.
• Volumen cerebral: ~500 cc.
• Peso: ~45 Kg.
• Extinción: hace ~ 230.000.

H. floresiensis y H. naledi : el volumen cerebral no parece lo único importante

La citada profesora Dean Falk hace hincapié en la prudencia, destacando que los paleoneurólogos se enfrentan a ciertas limitaciones al interpretar la evolución del cerebro humano. Apunta la experta que la información disponible está circunscrita a los fósiles recuperados, gracias a los cuales es posible establecer el tamaño del cerebro y cómo se organizan ciertas partes de la corteza cerebral.

La corteza cerebral representa una parte altamente evolucionada del cerebro y, dada su localización externa, es la que puede dejar marcas en el cráneo que la rodea. En ocasiones, no siempre, dichas huellas se reproducen en los endocastos o moldes craneales. Sin embargo, continúa la profesora, las estructuras internas del cerebro quedan fuera del alcance de los neuropaleontólogos, puesto que no dejan señales en el cráneo. Estas estructuras cerebrales, que también evolucionan, son extremadamente importantes para múltiples funciones, pero su estudio evolutivo es muy difícil. De aquí la complejidad de la cuestión.

Siguiendo esta senda, Dean Falk se muestra muy cauta al adjudicar ciertas características detectadas en los moldes internos de cráneos fósiles únicamente a los homininos. En un trabajo reciente, publicado en 2018, Falk y sus colegas analizaron imágenes por resonancia magnética de ocho chimpancés vivos. Entre sus resultados encontraron pliegues y surcos en la superficie de sus cerebros, similares a las de los primeros homininos. De hecho, en el cerebro de un chimpancé detectaron una estructura que se correspondía con otra presente en un endocasto de Homo naledi.

Al respecto, la científica señalaba que «incluso en una muestra pequeña como la que aquí presentamos, las imágenes por resonancia magnética revierten algunos argumentos basados en que los chimpancés no presentan ciertos rasgos relacionados con la organización del cerebro en los primeros homininos». Y la especialista concluye apuntando que su nueva investigación resalta «la necesidad de más estudios sobre primates vivos y cómo los pliegues y surcos presentes en la superficie del sus cerebros se relacionan con sus estructuras internas» (Falk, 2018).

Por su parte, Ralph Holloway, en su artículo también de 2018, escribía que «el tamaño del cerebro ha sido normalmente considerado como una de las características más importantes distintivas del género Homo […]. Ahora, sin embargo, debemos enfrentarnos a una cuestión largamente sostenida: la creencia de que la evolución humana ha sido una marcha inevitable hacia un cerebro más grande y más complejo».

Las especies humanas recientemente descubiertas, H. floresiensis y H. naledi, parecen indicar, sin embargo, que la evolución de nuestro cerebro no responde a un simple modelo de incremento del tamaño a lo largo del tiempo.

El conocido paleoantropólogo John Hawks, profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison, EE. UU., ha explicado al periodista científico de El País, Nuño Domínguez, que «Homo naledi nos muestra que parte de la forma característica del cerebro de los humanos actuales ya existía en otras especies con cerebros mucho más pequeños». No obstante, Hawks subraya que lo expuesto no significa que el tamaño carezca de importancia para generar un cerebro complejo. Más bien quiere decir que el tamaño solo no nos dice toda la historia». Y en varias ocasiones insiste en que «hay algo relacionado con la forma que de hecho también importa».

En la misma línea, Ralph Holloway subraya que el desarrollo de habilidades, como la elaboración y uso de herramientas, no sería consecuencia solo de la evolución de cerebros cada vez más grandes, pese a que el aumento del tamaño finalmente nos faculta para un mejor uso de tales capacidades.

La directora del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), María Martinón-Torres, especialista en evolución humana e integrada en el de equipo investigación de Atapuerca, ha señalado en más de una ocasión que los hallazgos en H. naledi representan «un buen recordatorio de que el tamaño del cerebro no es lo único importante». La científica, al igual que otros colegas, reconoce y valora los conflictos que encierra interpretar el significado de la organización del cerebro.

Hasta hace pocos años, la mayor parte de la comunidad arqueológica había asumido que fueron representantes de nuestra especie quienes fabricaron las herramientas de piedra complejas. En las últimas décadas, sin embargo, especies como H. floresiensis y H. naledi están generando sorprendentes datos que arrojan nueva luz sobre las capacidades y potencialidades de cerebros distintos del nuestro.

Estas nuevas evidencias restan fuerzas a los modelos convencionales basados en esa supuesta excepcionalidad de la humanidad moderna. Entraríamos en una bifurcación donde se presentan grietas cada vez más serias, que no solo obligarían a cambiar teorías. De manera colateral también hieren arraigadas vanidades que parecían difíciles de superar.

Referencias

• Baab, K. L. (2012). «Homo floresiensis: Making Sense of the Small-Bodied Hominin Fossils from Flores». Nature Education Knowledge 3 (9):4
• Berger, Lee et al. (2015). «Homo naledi, a new species of the genus Homo from the Dinaledi Chamber, South Africa». eLIFE. Evolutionary Biology
• Bermúdez de Castro, J. A. (2016). «Homo floresiensis, en la encrucijada». Opiniones de un primate
• Falk, Dean el al. (2007). «Brain shape in human microcephalics and Homo floresiensis». PNAS 104 (7) 2513-2518
• Falk, Dean (2011). The Fossil Chronicles. How Two Controversial Discoveries Changed Our View of Human Evolution. University of California Press, Ltd.
• Falk, Dean el al. (2018). «Brain, Behavior and Evolution», Vol. 91, No. 1, Karger Publishers
• Holloway, Ralph L. et al. (2018). «Endocast morphology of Homo naledi from the Dinaledi Chamber, South Africa». PNAS 115 (22) 5738-5743
• Sutikna, Thomas et al. (2018). «The spatio-temporal distribution of archaeological and faunal finds at Liang Bua (Flores, Indonesia) in light of the revised chronology for Homofloresiensis». Journal of Human Evolution. Vol.124, 52-74

Sobre la autora

Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.