Un cerebro grande acelera la evolución

Un cerebro grande acelera la evolución

Un estudio realizado en miles de especies de aves apoya la idea de que un cerebro más grande aumenta la tasa o ritmo de la diversificación evolutiva. Vía NeoFronteras:

Los loros (psitácidos), por ejemplo, tienen cerebros grandes en relación a su cuerpo y mayor diversificación. Foto: Daniel Sol.

Los teóricos de la evolución siempre se han preguntado por qué algunos linajes se diversifican más rápidamente que otros. La explicación clásica es que las altas tasas de diversificación reflejan un aumento de las oportunidades ecológicas que llevan a una rápida radiación adaptativa.

Un ejemplo clásico es el de los pinzones de Darwin, que después de que algún ejemplar llegara a las Islas Galápagos rápidamente se produjo una diversificación en 13 especies, cada una de ellas especializada en un tipo distinto de comida. Otros ejemplos muestran que los progenitores de las radiaciones evolutivas estaban en el momento y lugar adecuados para aprovecharse de las oportunidades ecológicas.

Sin embargo, ¿es posible que la diversificación no dependa solamente de las propiedades del ambiente que disfrutaron especies ancestrales, sino que dependa de la especie en sí misma?
Ahora un estudio apoya esta posibilidad al sugerir que la posesión de un cerebro grande ha facilitado la evolución y diversificación en varios linajes de aves.

Hace 20 años Jeff Wyles, Allan Wilson y Joseph Kunkel propusieron que los cerebros grandes podrían favorecer la diversificación evolución en animales al favorecer cambios en el comportamiento. A esta idea se la conoce como hipótesis de la dirección (drive) por comportamiento. Pero en esa época era difícil demostrar esta hipótesis.

Desde entonces se han ido encontrando pruebas que confirman que los animales con cerebros grandes en relación a su tamaño tienen más habilidad para cambiar su comportamiento a través del aprendizaje y la innovación, que les facilita la invasión de nuevos ambientes y el uso de nuevos recursos.

A pesar del progreso, el papel del cerebro en la diversificación adaptativa de los animales es un asusto controvertido, principalmente debido a las dificultades para demostrar que los animales con cerebro grande evolucionan más rápido.

Ahora Trevor Price de University of Chicago y Daniel Sol de la Universidad Autónoma de Barcelona, proporcionan pruebas de este efecto en aves en un artículo publicado en The American Naturalist.

Estudiaron, presumiblemente en la literatura científica, el tamaño corporal y cerebral de 7209 especies de aves (el 75% del total que existen hoy en día) encontrando que las familias de aves que han experimentado mayor diversificación tienen los cerebros más grandes en relación al tamaño corporal. Estas familias incluyen pájaros carpinteros, loros, búhos, cuervos, etc.

El tamaño cerebral puede producir diversificación morfológica porque facilita la expansión y especiación. El análisis indica además que la diversificación asociada al tamaño cerebral es estadísticamente independiente de la expansión geográfica y la riqueza en especies.

Los autores sostienen que la explicación más plausible es que un cerebro más grande aumenta la tasa o ritmo de la diversificación evolutiva mediante la facilitación de cambios del comportamiento, y esto produciría presiones de selección nuevas en las poblaciones a favor de la divergencia adaptativa. Así, en especies de altos estilos cognitivos el comportamiento podría ser, además de los factores ambientales, una fuerza importante que dirija la evolución.

Fuentes y referencias:

Nota en Eurekalert.
Copia del artículo original (resumen).

Brain Size and the Diversification of Body Size in Birds. The American Naturalist, 2008; 172 (2): 170 DOI: 10.1086/589461

Fuente:

NeoFronteras

Hombre y Pensamiento (IV)

Las lenguas evolucionan a "saltos"

Proponen que las lenguas evolucionan mediante cambios bruscos en lugar de hacerlo pausadamente. Esto desafía la teoría establecida que dice que los cambios se producen poco a poco, y que es mantenida por muchos lingüistas y similar en este caso a la evolución biológica.

Mark Pagel y sus colaboradores de la Universidad de Reading han utilizado un herramienta estadística usada normalmente en Biología para analizar tres grandes grupos lingüísticos del mundo: indoeuropeo, austranesio y bantú.

Mediante la comparación entre las 200 palabras comunes más usadas en cada grupo fueron capaces de identificar la divergencia de cada lengua dentro de cada grupo. Asumieron que cada una de esas palabras de cada lengua era la misma en la lengua original dentro de cada grupo. A partir de estos datos construyeron un árbol filogenético, que es algo así como un “árbol genealógico”, que mostraba la divergencias de la “lengua madre” original en cientos de “lenguas hijas”.

Si las lenguas cambiaran a un ritmo constante la longitud de cualquier rama de dicho árbol hasta la base de la cual surge sería siempre la misma. Pero en lugar de eso los investigadores encontraron que las lenguas que son muy diferentes de la raíz común tienen ramas largas. Esto sugiere, según el autor, que cada vez que una lengua se separa se producen cambios bruscos en la nueva lengua y ésta evoluciona separadamente de manera rápida.

Según él entre un 10% y un 30% del vocabulario de una lengua cambia como resultado de estos estallidos cuando la lengua se escinde de otra.

Pagel hizo un análisis similar sobre la variación genética de varias especies de plantas encontrando que el 22% del cambio evolutivo se producían en similares periodos de rápido desarrollo de las especies. En este caso, en lugar de palabras se trataba de genes.
Por tanto las palabras evolucionarían lentamente la mayor parte del tiempo y experimentarían un estallido en diversificación cuando dos lenguas se escinden.

Según este investigador puede que las lenguas diverjan súbitamente cuando grupos grandes de población se separan para crear una identidad social única. Sería similar a cuando se dan cambios genéticos bruscos según los genes tratan de adaptarse rápidamente a un nuevo ambiente.
Quentin Atkinson añade que cuando un pequeño grupo es aislado de una población mayor, cualquier particularidad en la manera de hablar es amplificada de la misma manera que pasa en Biología, como cuando los individuos de una pequeña comunidad son capaces de cambiar rápidamente.

Quizás determinados individuos pioneros de un nuevo grupo social tiendan a crear sus propias palabras para así establecer un sentido de afiliación común.

Sin embargo Salikoko Mufwene lingüista en University of Chicago replica que hay un malentendido en la caracterización de esta evolución como abrupta, pues uno no se va por la noche a la cama y por la mañana se levanta hablando otra lengua, sino que los cambios ocurren a lo largo de siglos y esto no es abrupto, sino gradual.

Brian Joseph, de Ohio State University en Columbus dice que este resultado no es nuevo ya que se ha mantenido desde hace algún tiempo que las lenguas pueden experimentar cambios bruscos sobre un fondo de cambio gradual. Además señala que el argumento se puede invertir y que una lengua que evoluciona rápido tenderá a separarse de la lengua original. En este caso el árbol genealógico sería exactamente el mismo y el autor del artículo no ha clarificado la relación causal.

Erez Lieberman, matemático en Harvard University, señala que el trabajo es un ejemplo más de un campo emergente: la aplicación de las matemáticas al lenguaje.

Este trabajo recuerda a la teoría del equilibrio puntuado introducida por Niles Eldredge y Stephen Jay Gould que sugiere que las especies de vez en cuando sufren periodos cortos de cambio evolutivo rápido sobre un fondo de relativa calma.

Obviamente las escalas de tiempo a las que geólogos o biólogos están acostumbrados son muy distintas a las de los lingüistas, pero las matemáticas suelen ser un lenguaje más preciso que la lengua hablada.

Fuentes y referencias:
Languages Evolve in Punctuational Bursts (resumen).
Nota de prensa.
Noticia en Nature.
Las palabras menos usadas evolucionan más.
Polémica sobre la excepción a la gramática universal.
Nueva herramienta ayuda a saber el origen de las lenguas.
Imagen: freedomscientific

Fuente:

NeoFronteras

Especial - Comportamiento:
Los estereotipos afectan al rendimiento académico de las mujeres.

Rinden hasta un 10% menos en los estudios cuando no son adecuadamente valoradas.

Un estudio de The National Academies de Estados Unidos ha descubierto que los estereotipos sociales condicionan el rendimiento académicos de las mujeres, propiciando una caída de hasta el 90% en los estudios cuando no son adecuadamente valoradas. Estos prejuicios propician que las carreras de matemáticas e ingenierías sean por lo general descartadas por las estudiantes de instituto, lo que supone una pérdida de talento para la sociedad. Como consecuencia de dichos prejuicios, las mujeres suelen estar subestimadas en estos medios académicos, mientras que los hombres suelen estar sobrevalorados.

Por Vanessa Marsh.

Un nuevo estudio ha revelado que los estereotipos negativos acerca de las mujeres afectan a su rendimiento académico, informa The National Academies en un comunicado. Determinados prejuicios acaban restando importancia a las capacidades académicas de las mujeres, lo que ocasiona que muchas reduzcan el nivel de su propio rendimiento, aseguran los autores de la investigación, que proceden de las universidades de Chicago, Miami y California.

Esta conclusión está basada en los resultados obtenidos en un experimento con 200 mujeres con grandes dotes para las matemáticas. Para conocer la influencia de los estereotipos negativos en su rendimiento, se dividió este grupo en dos subgrupos. A las participantes del primer subgrupo se les dijo que formaban parte de una investigación sobre su rendimiento en matemáticas.

A las demás, en cambio, se les comunicó que el estudio iba destinado a averiguar por qué los hombres siempre eran mejores en matemáticas que las mujeres.

Resultados importantes

Así, se reveló que el primer subgrupo hizo bien su trabajo, e incluso aumentó su nivel de rendimiento en la prueba, mientras que el segundo registró una reducción de su nivel de un 90% a un 80%. Estas mujeres tampoco rindieron bien en una prueba de memoria posterior al test de matemáticas.

El estudio, publicado bajo el título Beyond Bias and Barriers: Fulfilling the Potential of Women in Academic Science and Engineering, concluye que las mujeres están poco representadas en los niveles académicos más altos debido a la influencia de los prejuicios y desventajas que éstos producen generalmente.

Como consecuencia de dichos prejuicios, las mujeres suelen estar subestimadas en estos medios académicos, mientras que los hombres suelen estar sobrevalorados, aseguran los investigadores.

Eliminar los prejuicios

El presente estudio de The National Academies respalda los resultados de una investigación anterior, publicada en 2006 bajo el título: To Recruit and Advance: Women Students and Faculty in Science and Engineering.

Dicha investigación reveló que las estudiantes en edad de instituto tendían a no escoger las asignaturas de los niveles más altos de matemáticas y ciencia. El informe señalaba que, para evitar esta situación, resultaría de gran importancia que a las niñas, desde pequeñas, se les hiciera ver en el colegio la importancia de las mujeres para la ciencia, la ingeniería o las matemáticas, de manera que no se sientan condicionadas negativamente al elegir.

Lea el artículo completo en:

Tendencias 21

Especial - Comportamiento:
Un estudio genético explica la deficiencia en la salud de las personas solitarias.

La soledad crónica afecta a la expresión de los genes en los leucocitos y limita al sistema inmunológico.

Los individuos solitarios suelen tener un estado de salud peor que aquéllas personas más acompañadas, pero hasta el momento no se conocía la causa. Ahora, un estudio realizado en Estados Unidos ha puesto de manifiesto que la soledad puede afectar a la expresión de los genes en los glóbulos blancos de la sangre, responsables de la activación del sistema inmunológico. Los expertos aseguran que la soledad afecta por tanto a la actividad más básica del organismo: la genética, y esperan poder determinar una solución médica para los problemas de salud derivados de la soledad.

Por Yaiza Martínez.

Las personas solitarias tienen una mayor tendencia genética a desarrollar cierto tipo de enfermedades, según acaba de revelar un estudio realizado en Estados Unidos por la universidad de California en los Ángeles (UCLA) y la universidad de Chicago.

Los resultados de dicho estudio han aparecido publicados en la revista especializada en genética Genome Biology, en la que los científicos explican hasta qué punto el funcionamiento de nuestros genes se ve condicionado por nuestra vida social.

A este respecto ya se habían realizado diversos estudios que relacionaban la salud humana con la epidemiología. Como ya explicamos en otro artículo de Tendencias21, por ejemplo, hace unos años científicos estadounidenses demostraron que vivir en soledad aumenta el riesgo de padecer enfermedades coronarias tanto entre personas mayores como entre jóvenes, al igual que hace crecer el nivel de estrés y la tensión arterial, publicó en 2002 la revista Psychosomatic Medicine Journal.

A pesar de estas evidencias, sin embargo, hasta ahora no se habían podido dilucidar los mecanismos funcionales del genoma que influían en esta tendencia a una salud deficiente derivada de la soledad crónica. El presente estudio, en cambio, ha analizado el transcriptoma de los glóbulos blancos o leucocitos de la sangre de un grupo de voluntarios que carecían de relaciones personales a todos los niveles (pareja, familia o amigos) en comparación con otros individuos más socializados. El transcriptoma hace referencia al material genético que es transcrito y traducido finalmente a proteínas, dando lugar a diferentes reacciones orgánicas.

Tristeza y salud

Con este análisis, los científicos intentaron determinar si existían alteraciones en la actividad de la transcripción genética que pudieran contribuir al aumento de problemas de salud en los individuos analizados.

Se realizó así un estudio genético con un dispositivo microscópico que identificó 209 genes que se expresaban de manera distinta en los leucocitos de 14 individuos con un nivel muy alto de aislamiento social, con respecto a otros voluntarios con una vida social más normalizada. Los primeros mostraron patrones de expresión genética que diferían marcadamente de los de aquéllos que no se sentían tan solos.

Los leucocitos fueron estudiados por ser el conjunto de células sanguíneas responsables de la respuesta inmune, encargados de intervenir en la defensa del organismo contra sustancias extrañas o agentes infecciosos.

Los resultados sugirieron que el sentimiento de aislamiento social está vinculado a alteraciones en la actividad del sistema inmunitario que provocan el aumento de señales inflamatorias en el cuerpo humano.

Por otro lado, han proporcionado un marco molecular para la comprensión de por qué el factor social está relacionado con el aumento del riesgo de enfermedades vinculadas a dichas señales inflamatorias, como las enfermedades cardiacas, las infecciones e incluso el cáncer.

Lea el artículo completo en:

Tendencias 21