LA EVOLUCION DEL CEREBRO Y LA HIPOTESIS DE LA ENERGIA MATERNA DE MARTIN

RESUMEN.

En el tema que presentamos, sobre el aumento del volumen cerebral a través de la evolución, analizamos cuales fueron sus causas determinantes, y necesarias. Multitud de causas influyeron, como la ampliación del nicho ecológico, que trajo consigo el aumento de mapas cognitivos, y la aparición del lenguaje. Ademas nos referimos a la variación en la historia de la vida humana, el aumento de la longevidad, y de la infancia. Pero si hubo causas determinantes, una fue necesaria, para que creciese el cerebro. De esta manera la madre pudó proporcionar mejor una alta tasa metabólica a su criá. Esta fue, la reducción del intestino, y el máximo de utilización posible de la energía, en las demandas evolutivas que necesitaba el cerebro. Podemos hacer un balance, de todo lo dicho, y sacar una conclusión de la evolución. Fue en las condiciones de la evolución, donde nació el cerebro, y es a partir del Neolítico, que el cerebro disminuyo, cuando la alimentación empeoro.

Introducción

Ante unas condiciones concretas de la naturaleza nos encontramos, un ser como el humano. Sabemos que existe una correlación, entre el tamaño del encéfalo, y el peso corporal. Podemos trazar una recta de regresión trazando en las ordenadas el peso del encéfalo, y en las abscisas el peso corporal. A este coeficiente, se le llama coeficiente de encefalización, y en el humano es de 7, o sea 7 veces, de lo que le corresponde para el tamaño del cuerpo.

Pero que el coeficiente de encefalizacion este desviado de la recta de regresión, quiere decir que esta determinado por otros factores, ademas de nuestro peso.

Un factor que incide en el tamaño encefálico, es la estrategia evolutiva. Existen dos estrategias evolutivas, la estrategia r, (muchos hijos), y la estrategia k, que se refiere a menos hijos por camada, pero mayor atención energética, a los pocos que nacen. El hombre mantiene esta estrategia, y esto le configura como un ser altricial. Nace el solo, extremadamente desvalido, pero dependiente, de los cuidados de la madre, entre otras cosas. Pero el hombre tiene una especial historia de vida, y un orden socio-cultural único.

Ademas la termoregulación esta estrechamente relacionada, con el tamaño del cerebro, porque tener una temperatura constante, permite aumentar el numero de nichos ecológicos, y hace necesario un sistema nervioso mas desarrollado. Esta claro que los cuerpos grandes mantienen mejor la temperatura, lo que nos situá frente a dos problemas que tuvo que solucionar el hombre durante la evolución. El hombre es un ser pequeño, y ademas mas pequeño cuando nace, debido al tamaño del canal del parto. Los monos pequeños solucionan el problema de su tamaño, comiendo mucho, para aumentar la tasa metabólica basal. De aquí, se puede entender, el que el hombre mantenga una alta tasa metabólica cerebral, como una de las cuestiones mas importantes, de la evolución del cerebro, aun sea a costa, de cambiar la dieta, y reducir el tamaño de los intestinos.Refiriéndonos al desvalimiento, en el momento del nacimiento,por su bajo desarrollo, para conseguir alimento, llegamos a la conclusión de dependemos de la energía de nuestra madre. Así los demás mamíferos y aves han solucionado el problema, con unas características, que en nuestro caso nos marca especialmente como humanos, y estos son la modificación de la historia de la vida, es decir el aumento de la infancia, y la longevidad, factores que uno y otro se traducen en que la madre pueda atender mas y mejor a la criás.

Desarrollo

Vamos a repasar por orden cronológico las principales contribuciones, de los autores .

Mink en 1981, haya una recta de regresión, que correlaciona el metabolismo de distintos animales. Para eso mide el consumo de O2, en cerebro, y médula espinal. Finalmente relacionara el metabolismo del cuerpo, con el metabolismo del sistema nervioso central.De su estudio se deprenden interesantes conclusiones, la primera es que comparando diversos animales, entre ellos algunos de sangre caliente, y otros de sangre fría, observa que se puede trazar una recta de regresión que explica la relación entre el metabolismo basal del cuerpo, y el metabolismo del sistema nervioso. Solamente algunos animales se desvían, de dicha recta, los mas destacados son los primates, y de entre ello el hombre, que tiene un ratio de metabolismo del cerebro del 20%. Mink postula que existe una relación, entre el metabolismo basal y la necesidad de control del medio, que efectuá el sistema nervioso, y esta relación varia con la evolución.

Armstrong, en 1983 averigua que a mayor nivel de adaptación en primates, la energía que utiliza el cerebro es mayor, la misma estrategia es valida, para todos los primates, en comparación con los demás mamíferos.

Ailello 1983 en The expensive tissue hipothesis explica como el cerebro humano, es necesario para elaborar mapas cognitivos mas complejos, en relación, con la búsqueda de la comida. Se desarrollo el cerebro limitándose el tamaño del intestino, que es el único órgano, que puede reducirse, ya que el corazón y el riñón, son constantes en función del volumen de sangre del organismo, mientras el tamaño del hígado es paralelo al del cerebro, ya que cumple funciones de metabolismo y detoxificacion.

Sean 2001, nos dice que el desarrollo del primer molar, en homo erectus se producía a los 5 años. Es decir un año antes que en homo sapiens. Si comparamos el tamaño del cerebro del homo sapiens, que es de 1200 cc, con el de homo erectus, que era de 800 cc, comprobamos que el desarrollo del primer molar, en homo sapiens se produce a los 6 años. Observamos un retraso en la edad de salida del primer molar,en homo sapiens con respecto a sus antecesores, mientras crece el peso del cerebro.

Nelson 2003, retomando lo dicho por Walter plantea, que la altricidad secundaria humana, en relacion con el canal del parto, podria ser desde hace 1, 8 millón de años, estudiando fósiles de homo erectus.

Robson 2006, recoge en una serie de tablas que el destete en el humano es a los 2,8 , mucho antes que en las otras especies., debido a la cultura. La edad de destete del chimpance es a los 4, 8 años. En cuanto a la duracion del embarazo en el humano es de 270 días, y en el chimpancé de 225 días. La proporción de peso de la mujer es 5,9% mientras que la mama chimpancé es de 5,4 %.El peso en el nacimiento es del 25% en el humano, y de mas del 30% en chimpancé. El cerebro del chimpancé pesa la tercera parte que el humano.Este autor incide en la altricidad secundaria del hombre, y se refiere a lo que Martín llama exterogestacion, pues el humano necesitaría para tener el peso, con el que saldría el chimpancé comparativamente, otras 13 semanas

Isler K 2006, retomo los trabajos de Ailello, enunciando, que la proporción de energía utilizada, por el cerebro, esta en relación con una serie de beneficios, y en la evolución se hubo de renunciar a otras ventajas de tipo reproductor, locomotor, o digestivo, y en este sentido apunta a lo dicho por Ailello, en Expensive tissue hipothesis.

Ramirez Rozzi F, y Bermudez de Castro 2007 analizan el patrón de desarrollo, de dientes en neandertal, y comparan con homo antecesor homo heilderbingensis, para concluir que el crecimiento cerebral es mas rarrápido neandertal, ademas el tamaño del cerebro, es mayor que en las demás especies.

Bermudez Castro 2010, dice que mediante las fecha de erupción del primer molar, sabemos cual es la duración de la infancia. En el hombre es a los 6 años , momento que coincide con la salida del primer molar, y se produce el destete. En los humanos este tiempo es mayor, que en chimpancés, y se ha ido alargando durante el periodo evolutivo. Esta época es la época de lactancia, y en ella el crecimiento encefálico esta muy desarrollado. Los momentos de crecimiento del cerebro son durante el crecimiento intrauterino, y hasta el destete.

Boguin 2010 nos indica, como el cerebro, principalmente crece hasta los 5 años, sobre todo hasta la edad del destete, y se encuentran las siguientes relaciones energéticas para el cerebro del hombre y del chimpancé. En el recién nacido el cerebro utiliza el 87% de la energía, a los 5 años el 44%, y en el adulto el 21%. En el chimpancé el valor de utilización de energía por el cerebro, al nacimiento es de 45%, 20% a los 5 años, y 9% a en la edad adulta. Tambien este mismo autor llama la atención del escaso desarrollo de la pelvis humana, que es cilíndrica, y no alargada como la del chimpancé, dicha forma es consecuencia de la posición que adopta para el bipedismo.

Bernis 2010 apunta a la idea, de que la duración del parto es cada vez menor, es decir que la tendencia evolutiva al acortamiento del parto, aun se ha reducido mas en las ultimas décadas, al medicalizarse el parto.

Barton R, 2011en un estudio con primates, demuestra, a su juicio, como el tiempo que tarda en

crecer el cerebro humano, y su tamaño, están corelacionados, con la historia de vida humana. Explica, que para adquirir mas masa encefálica, es necesario mas tiempo crecer, y esta es la razón del alargamiento del periodo de destete.Intenta buscar explicaciones fisiológicas, y reconoce que aun este campo, esta poco conocido.No encuentra correlaciones, entre tamaño del cuerpo, y del cerebro, ni entre los distintos tipos de leche,. Encuentra muy poca correlación con la tasa metabólica, y si importante correlación con el peso de la madre. De manera, que cuando las madres tengan mayor peso, mayor posibilidad de desarrollo del cerebro, de sus criás.

Martín 1981en Relative brain size metabolic rate in terrestrial vertebral .Postula como las tasas de actividad metabolica mas alta están correlacionadas, en mamíferos, aves, y reptiles, con cerebros mas grandes.Martín en Gestation period, neonatal size and maternal investment in placental mamamls 1985. Averigua cual es la relación en crecimiento durante la gestación. que presentan los mamíferos altriciales, con respecto a los mamíferos precociales. Cuando muestra rectas de regresión, concluye, que los mamíferos precociales, crecen mas deprisa que los altriciales. Esta relación es mayor a medida que aumenta el peso del cuerpo, lo que implica que las estrategias de los mamíferos precociales a lo largo de la evolución se traducen en mayor crecimiento por día del feto, y menor duración de la gestación, para aumentar el peso del cerebro.En Scaling of the Mamalian Brain: the Maternal Energy Hypothesis 1996 se da cuenta de que los marsupiales tienen tasa metabólica menor que los mamíferos con placenta. Ademas el peso de un feto esta relacionado con el tamaño del cerebro, por lo que hay que tener en cuenta que existe un vinculo entre la tasa metabólica de las madres, y el cuidado a sus criás, y que todos los mamíferos tienen el cerebro mas grande, compatible, con los recursos metabólicos, que les proporciona la madre. Desde este sentido interpreta la altricidad de los mamíferos, en la linea de que siempre tienen mas recursos de la madre que los precociales, después del nacimiento.

Resultados

Si recopilamos todos los resultados en aras de la explicación y entendimiento de la hipótesis de la energía materna, nos encontramos cinco resultados, que la explican como causas determinantes y una necesaria, para el desarrollo del cerebro, de acuerdo con la hipótesis de Martin.

Causas determinantes.

1. El cerebro, del hombre ha ido haciéndose proporcionalmente cada vez menor en el momento del nacimiento, con respecto al tamaño que alcanza, al final de la maduración desde que comenzó la evolución.

A B C D

SIMIO 480 300 60 300

AUSTRALOPITECUS 480 300 60 300

H.HABILIS 646 300 46 390

H.ERECTUS 890 300 35 530

H.ERECTUS PEKINENSIS 1043 300 29 625

H.SAPIENS 1344 350 26 810

A Tamaño del cerebro tras desarrollarseB Tamaño del cerebro en el nacimientoC Proporción del cerebro al nacimientoD Cerebro que tendría al nacimiento si fuese un simio

2. La pelvis ha modificado sus características, haciéndose mas redonda, y solo aumentando 50 cm3, durante el transcurso de la evolución. Por lo que podemos decir que se ha desarrollado, menos de lo que se necesitaría para que la criá saliese, por el canal del parto. El austrolopitecus nace con un 60% del peso del cerebro, del adulto del cerebro, y solamente lo hace con el 26%. del peso, el homo sapiens.

3.4. 3.La pelvis presento una modificación en su forma, se hizo mas circular, así se aprovecho mas todo el volumen del cerebro, y tal vez dicha presión selectiva traería como consecuencia, la disminución del área visual de los simios, y la aparición del pensamiento abstracto, en relación con el aumento de la zona frontal.

3.Consecuencia de esto, se ha producido una nueva adaptación, en la evolución que ha cambiado

la historia, de la vida, y es el aumento del periodo de infancia. El homo ergaster hace ya 1 millón de años podría tener la erupción del primer molar, un año antes. Sabemos que la erupción del primer molar es el mejor parámetro que se relaciona, con la edad de destete.

4 Ha variado la comida de los humanos, que se hizo mas rica en carnes y grasas, desde la época del homo habilis, ademas el hombre incorporo otros alimentos como el pescado, que son ricos en ácidos grasos insaturados, constituyente elemental de las membranas de las neuronas

5 Vario la estructura social humana, y se impuso una actividad social mas organizada, en la que prevalecieron el lenguaje y las herramientas, esto hizo necesario el crecimiento del cerebro. Esta fue la gran variación de su nicho ecológico, el feed-back que necesita todo sistema nervioso.

Como causa necesaria, consideramos que el cerebro creció lo máximo que pudo, dentro de la máxima energía de que disponía la madre. Este es el centro de la teoría de la energía materna de Martín. Implica que la madre cuido mas tiempo, y mejor a la criá, por la variación del entorno cultural. Así la sociedad permitió un reparto de las cargas energéticas.

Con estos resultados hemos querido justificar porque fue necesario que creciese el cerebro, y de que manera lo hizo

Discusión

Parece central la idea de que la energía materna puede ser una causa necesaria para el crecimiento del cerebro.Si analizamos mas detenidamente la propia energía, que transmite la madre. Vemos como la leche sin entrar exhaustivamente en la composición, tiene una alta proporción de ácidos grasos insaturados, y de lactosa.A nuestro juicio esta diferencia que presenta la leche materna con la de otros mamíferos, es fundamental en la evolución. Las diferencias deben ser comprobadas por correlaciones, pero a veces en evolución, antes de terminar todos los estudios científicos, las diferencias, explican como los hechos han tomado diferentes caminos. En el pescado se encuentran los ácidos grasos insaturados en una alta proporcion. Fue cuando el hombre comenzó a desarrollarse mejor cognitivamente, en los lagos de Africa, donde encontro este alimento.Otra diferencia fundamental es la proporción de lactosa que es mayor en la leche de los primates que en otros mamíferos. Explico esta diferencia de lactosa, como una mayor necesidad de glucosa que necesita el cerebro humano, con respecto al de otros mamíferos, por su mayor consumo energético, al tener mayores cerebros. Pero si he descrito los dos componentes de la leche materna, otra cuestión que merece especial atención, es el aumento de la edad del destete, la mayor duración de la infancia, con respecto a otros primates. Esto a mi juicio, es una estrategia evolutiva, del hombre, que se ha hecho mas altricial, y necesita crecer mas fuera de la madre, la exterogestación de la que hablaba Martín, y que coincide con Barton, en que la historia de la vida humana ha cambiado.

El que la historia de la vida humana haya cambiado, da razones al crecimiento del cerebro, y entra en este enorme feed-back, en que la realidad se retroalimenta a si misma. Por que solo producto, de cambiar el nicho ecológico, de ampliar el territorio y el grupo, de poder así vivir mas años, el hombre pudo compartir el cuidado de sus criás, y las madres se dedicaron mas y mejor a la lactancia.

Merece entender bien las condiciones humanas del Pleistoceno, en que pudo desarrollarse bien el cerebro. La ampliación del territorio, con el consiguiente aumento del ejercicio, que jugo un papel importante, en la selección de cerebros mas aptos, y en la producción de GH, que es una hormona anagenica, que juega un papel importante en el desarrollo del cerebro. Ademas para realizar ejercicio son necesarias altas dosis de hormonas tiroideas, que son fundamentales, para el el crecimiento del cerebro del feto, y en los primeros meses.

Otro factor importante, es el fuego, que sin duda pudo ayudar, en la reestructuración del sueño, y logro tener cerebros mejores.

Ademas, Martín nos habla, de que en los últimos años el cerebro ha disminuido, lo que parece tener lógica, a partir del Neolítico, en que la alimentación de la madre en ácidos grasos insaturados y otros elementos se ha empobrecido. Esto nos recuerda otro de los riesgos, y es sustituir la lactancia materna, por la artificial, que ha producido en los niños, una reducción de 10 puntos en el coeficiente intelectual, seguramente la leche del Pleistoceno era mas rica, en los compuestos que no se han podido suplir artificialmente, enseñándonos una vez que la naturaleza, es perfecta para si misma, porque se explica por si misma. Para mi esta es una de las enseñanzas que se deben tomar de la evolución.

CONCLUSIONES.

La idea de la altricidad secundaria, nos viene dada por el tamaño del canal del parto. Hemos explicado como los recursos los proporciona la madre, a través de la leche, y de como ella tiene una composición de grasa determinada, para poder nutrir al beber. En el hombre es menor la proporción de intestino, y el cerebro del recien nacido que ocupa el 26% del tamaño del adulto, llega a crecer 1400cc, mas de tres veces lo que el chimpancé. El que la madre este bien nutrida, es una idea fundamental desarrollada en la discusión de este trabajo, y que todas las interacciones evolutivas con su nicho ecológico pueden ayudarla en el cuidado de las criás.

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