Qué dura es nuestra infancia, todo sea por ser los más listos

dibujo20081114lucyEn Brasil, los “meninos y meninas de la rua” sólo sobreviven por sí mismos si tienen al menos 6 años. Una cría de chimpancé con 3 años puede sobrevivir en similares circunstancia (sólo con la ayuda esporádica de otras crías, sin padres o adultos que la atiendan). ¿Por qué los humanos tenemos una infancia tan dura? ¿Por qué dependemos tanto de nuestros padres? ¿Por qué nuestros hijos dependen tanto de nosotros? ¿Qué ventaja evolutiva nos confiere? Las respuestas se encuentran en la paleontología, como nos recuerda Ann Gibbons, “The Birth of Childhood,” Science, 322: 1040-1043, 14 November 2008 .

Se conocen muy pocos restos óseos de “hembras” del género Homo con varios millones de años de antigüedad (restos clave son el cráneo y la pelvis). Se acaba de publicar el análisis de una pelvis casi completa de una hembra adulta de Homo erectus del Pleistoceno temprano (hace entre 0.9 y 1.4 millones de años) encontrada en Etiopía: Scott W. Simpson et al. “A Female Homo erectus Pelvis from Gona, Ethiopia,” Science, 322: 1089-1092, 14 November 2008 . La nueva pelvis, que mantiene muchos rasgos propios de los Australopitecus, confirma la hipótesis de que la forma de la pelvis del H. erectus ha evolucionado para adaptarse al mayor incremento en el cerebro del feto. Otras hipótesis sobre la evolución de la pelvis en el género Homo aludían a adaptaciones al ambiente tropical o a mejoras en la locomoción bípeda (carrera erguida). Parece que la nueva pelvis confirma que dichos factores no fueron importantes durante el Pleistoceno temprano. 

dibujo20081114hullUn cerebro grande es energéticamente muy caro. Por ello, los primates deben posponer la edad de maduración sexual con objeto de permitir el desarrollo completo del cerebro, como nos contaba el año pasado la propia Ann Gibbons, “Food for Thought. Did the first cooked meals help fuel the dramatic evolutionary expansion of the human brain?,” Science, 316: 1558-1560, 15 June 2007 . En los Neandertales el cerebro evolucionó tan rápido que se supone que sus “hijos” maduraban más lentamente que los nuestros, al menos eso opinan Ponce de León y Zollikofer, de Zurich. Los cerebros del H. sapiens han reducido su tamaño en los últimos 50 mil años, por lo que nuestra maduración se supone que tarda menos que la de los Neandertales.

La maduración tardía require un entorno social que garantice la supervivencia de nuestros hijos: poblados bien cohesionados o familias numerosas con lazos intergeneracionales. El papel de las abuelas parece clave. Las madres necesitan un entorno social que las permita amamantar a sus nuevos retoños sin descuidar el necesario cuidado del resto de sus hijos.

¿Cómo ha evolucionado el momento del “destete” en los humanos? Actualmente no hay técnicas que permitan cuantificar de forma fiable este momento, aunque los investigadores están poniendo a prueba un método que detecta la firma química del destete en los dientes humanos. Esta técnica permitirá entender mejor cómo ha evolucionado la dura infancia de nuestros ancestros.

Los seres humanos estamos desvalidos durante nuestra infancia, en comparación con otros primates, pero la seguridad que nos dota la compleja estructura social que ha posibilitado nuestro cerebro nos permite criar a nuestros retoños en “guarderías” familiares. Quizás hemos logrado sobrevivir a la desaparición de los Neandertales, en parte, gracias a esto.

Los datos paleontológicos indican que nuestros ancestros eran como los “cantantes de rock” que “viven rápido y mueren jóvenes.” Ahora somos maduramos más lentamente, pero somos más listos (inteligentes).

La primera ley de Newton de la evolución (o si Darwin hubiera sido matemático)

Darwin una vez escribió “siento muchísimo no haber profundizado lo suficiente para comprender los grandes principios que guían la matemática; ya que los que los dominan parecen dotados de un sentido extra.” Como nos recuerda Robert M. May, en “Uses and Abuses of Mathematics in Biology,” Science, 303: 790-793, 2004 . Una de las críticas más importantes a Darwin, por parte del ingeniero Fleeming Jenkin y otros, fue que la herencia que mezcla características del padre y de la madre no puede preservar la variación natural (“blending inheritance” en la figura). Las observaciones de Mendel, contemporáneas a Darwin, resolvían este dilema, como mostraron Fisher y otros, pero fue necesario medio siglo hasta que Hardy y Weinberg resolvieran matemáticamente este problema gracias a su demostración de 1908 de que la herencia (Mendeliana) preserva la variación en las poblaciones. El teorema o la ley de Hardy-Weinberg equivalen a la Primera Ley de Newton (los cuerpos en reposo o en movimiento uniforme en línea recta, mantienen este estado si no se aplican fuerzas externas): la frecuencia de los genes en una población no se altera de generación en generación si están ausentes fenómenos poblacionales externos, como la migración, selección, fluctuaciones estadísticas, o mutaciones. La entrada de la wiki es muy clara y recomiendo su lectura a los interesados.

El artículo de May nos presenta varios ejemplos en los que “biólogos” abusan del uso de modelos estadísticos en los que se “asumen” ciertas hipótesis “no probadas” para obtener conclusiones, algunas intuitivamente absurdas. Recomiendo su lectura. May nos recuerda que hasta hace pocas décadas quienes aplicaban la matemática y la estadística en biología poseían una formación sólida en matemáticas, pero que en la actualidad, como está tan de moda la llamada “biología de sistemas” (nuevo nombre para la “biología matemática” de siempre) muchos usan estas técnicas para obtener conclusiones (fenómenos emergentes), supuestamente ratificadas por el modelo matemático, sin un conocimiento claro de lo que están haciendo y de las hipótesis necesarias para sustentarlos. Según May, esto es preocupante. Por ejemplo, muchos presuponen que cualquier perturbación estadística sigue una distribución gaussiana, incluso cuando el fenómeno es fuertemente no lineal, olvidando que en dinámica de sistemas no lineales los “sucesos raros” son mucho más importantes de lo que una distribución gaussiana presupone. Más aún, May nos indica que muchos de los abusos que actualmente está observando no son siempre fáciles de reconocer, incluso para los matemáticos, no digamos para los “pobres biólogos”.

Y todo esto me ha venido a la mente tras releer “Pruebas y refutaciones,” de Imre Lakatos, oportunamente recomendada por JL Pérez de la Cruz. Gracias, compañero.

Por qué las jirafas tienen el cuello tan largo (o nada tienen que ver los altos árboles)

Es curioso cómo le dan al “coco” las personas. ¿Explica la teoría darwinista de la evolución el largo cuello de la jirafa? ¿Hay que recurrir a ideas lamarkianas? ¿Evolución o creacionismo? Wolf-Ekkehard Lönnig, “The Evolution of the Long-Necked Giraffe (Giraffa camelopardalis L.) – What Do We Really Know? (Part 1),” en 25 páginas de texto se cuestiona ésta y muchas otras ideas. “Su opinión”: la ciencia no puede explicar el largo cuello de la jirafa gracias a la evolución (las mutaciones aleatorias según él no han tenido tiempo de permitir el desarrollo de un cuello tan largo y además el registro fósil parece indicar que convivieron los “antepasados” de la jirafa actual con cuellos de diferente longitud “simultáneamente”). Lönnigf no se ha quedado tranquilo y nos ofrece más argumentos en las 93 páginas de su Parte 2. En este segundo trabajo mucho mejor documentado “ratifica” su opinión sobre que la evolución, si ocurre, va a “grandes” saltos y no “pasito a pasito,” con lo que él ve cierta “mano oculta” detrás.

Pero, ¿por qué las jirafas tienen el cuello tan largo? No, no es para comer, ya que las jirafas (Giraffa camelopardalis) pasan más del 50% de su tiempo comiendo con el cuello en posición prácticamente horizontal, según Simmons, R.E., Scheepers, L., “Winning by a neck: Sexual selection in the evolution of giraffe,” American Naturalist, Volume 148, Issue 5, 1996, Pages 771-786, especialmente en la época seca donde la competición por la comida es más intensa y las hembras se alimentan fundamentalmente de arbustos bajos (y no de árboles altos).  Parece ser que el largo cuello de la jirafa no ha evolucionado para permitirles comer más y mejor en las alturas (sin competencia). De hecho, estudios comparados entre okapis (“primos” de las jirafas pero con cuello “corto”) y jirafas muestran que la longitud del cuello de la jirafa es proporcionalmente más largo que lo esperado comparando la longitud de las patas de estos animales.

La comida no puede explicar el cuello tan largo. ¿Entonces qué? El sexo. La creciente longitud del cuello de las jirafas tiene una función sexual. Los machos luchan por el dominio y acceso a las hembras. Dos machos luchan cuello con cuello, a veces hasta hacerse daño (con los pequeños cuernos), e incluso se han llegado a documentar muertes durante los combates. Los machos que vencen suelen ser los que tienen los cuellos más largos y robustos y son los preferidos por la hembras. De hecho, las jirafas tienen un claro dimorfismo sexual: los cuellos de los machos son mucho más largos que los de las hembras y su cuernos están mucho mejor armados. De hecho, el cuello de los machos aumentan con la edad durante la edad adulta haciéndolos cada vez más poderosos. Como los machos con cuellos más largos son los que se reproducen, la descendencia hereda cuellos largos y así sucesivamente, en un proceso de selección natural muy rápido. 

En resumen, es la selección sexual la que explica el largo cuello de las jirafas y no la competición por la comida.

Meneado por MarioCrack.

PS (18 feb. 2011): Recomiendo la lectura de Juan Ignacio Pérez (Uhandrea), “¿Para comer o para ligar?,” Amazings.es, 18/02/2011, que se hace eco del artículo técnico de R.E. Simmons, R. Altwegg, “Necks-for-sex or competing browsers? A critique of ideas on the evolution of giraffe,” Journal of Zoology 282: 6-12, 2010.