Un estudio global que compara a 2,062 aves encuentra que, en entornos muy variables, las aves tienden a tener cerebros más grandes o más pequeños en relación con el tamaño de su cuerpo. Las aves con cerebros más pequeños tienden a usar estrategias ecológicas que no están disponibles para sus contrapartes de cerebro grande. En lugar de depender de la materia gris para sobrevivir, estas aves tienden a tener cuerpos grandes, comer alimentos fácilmente disponibles y tener muchos bebés.

La nueva investigación de biólogos de la Universidad de Washington en St. Louis aparece el 23 de agosto en la revista. Comunicaciones de la naturaleza.

"El hecho es que hay muchas especies que funcionan bastante bien con cerebros pequeños", dijo Trevor Fristoe, ex investigador postdoctoral en la Universidad de Washington, ahora en la Universidad de Konstanz en Alemania.

"Lo que es realmente interesante es que no vemos ningún término medio aquí", dijo Fristoe. "Las especies residentes con un tamaño intermedio del cerebro están casi ausentes de los ambientes de latitudes altas (más frías y más variables climáticamente). Las especies que no se involucran en ninguna de las estrategias extremas se ven obligadas a migrar a climas más benignos durante el invierno ".

"Tener un cerebro grande generalmente se asocia con fuertes demandas energéticas y una historia de vida más lenta", dijo Carlos Botero, profesor asistente de biología en Artes y Ciencias y coautor del artículo. "Libre de estas limitaciones, las especies con cerebros pequeños pueden exhibir rasgos y estilos de vida que nunca se ven en los cerebros más grandes.

"Lo que descubrimos es que las estrategias ecológicas alternativas que aumentan o disminuyen las inversiones en tejido cerebral son igualmente capaces de hacer frente a los desafíos de vivir en entornos de alta latitud", dijo.

Debido a que el cerebro es un órgano tan costoso de desarrollar y mantener, los biólogos llevan mucho tiempo interesados ​​en comprender cómo podría haber evolucionado un gran tamaño del cerebro, en todas las especies.

Una hipótesis se basa en la idea de que una de las principales ventajas de poseer un cerebro grande es que permite un alto grado de flexibilidad conductual. Con la flexibilidad viene la capacidad de responder a diferentes condiciones, como cambios bruscos de temperatura o cambios en la disponibilidad de alimentos.

La llamada hipótesis del amortiguador cognitivo no es la única explicación posible para la evolución del tamaño del cerebro, sino que es importante e influyente.

El tamaño relativo del cerebro es una medida del tamaño del cerebro en comparación con el cuerpo: piense: el cerebro de un avestruz podría ser mucho más grande que el cerebro de un carbonero, pero también lo es el cuerpo del avestruz. Como era de esperar, la distribución global del tamaño relativo del cerebro de las aves sigue una curva de campana, con la mayoría de las especies aterrizando directamente en el medio, y solo un puñado de valores atípicos con cerebros relativamente grandes o relativamente pequeños.

Estudios anteriores habían encontrado tendencias generales hacia tamaños cerebrales relativos más grandes en latitudes más altas, donde las condiciones son más variables, lo que es consistente con la hipótesis del amortiguador cognitivo. El nuevo estudio de Fristoe y Botero es diferente porque analiza la distribución completa de los tamaños del cerebro en todos los entornos, lo que les permite evaluar si los diferentes tamaños están sobrerrepresentados o subrepresentados.

Excluyendo las contribuciones de los migrantes, las aves que viven en ambientes polares o templados solo durante épocas más favorables del año, los investigadores encontraron que en latitudes altas, el tamaño del cerebro de las aves parece ser bimodal. Este patrón morfológico significa que los cerebros de las aves son significativamente más propensos a ser relativamente grandes o relativamente pequeños, en comparación con el tamaño del cuerpo.

¿Qué estaba pasando aquí? Fristoe, nacido en Alaska, tenía algunas ideas.

De hecho, Fristoe sugiere que el ave del estado de Alaska, la perdiz nival, podría ser un buen niño para las especies de cerebro pequeño. Aunque es entrañable, con su seno lujoso, sus pies emplumados y su risa inusual, no es exactamente conocida por su inteligencia. Sin embargo, el perdiz nival puede comer ramitas y hojas de sauce con lo mejor de ellas.

"En nuestro artículo, encontramos que las especies de cerebro pequeño en estos entornos emplean estrategias que son imposibles de alcanzar con un cerebro grande", dijo Fristoe. "Primero, estas especies pueden persistir alimentándose de recursos fácilmente disponibles pero difíciles de digerir, tales como brotes de plantas latentes, agujas de coníferas o incluso ramitas.

"Estos alimentos se pueden encontrar incluso durante las duras condiciones invernales, pero son fibrosos y requieren una gran tripa para digerir", dijo. "El tejido intestinal, como el tejido cerebral, es energéticamente exigente, y los presupuestos limitados significan que es difícil mantener mucho de ambos".

"También encontramos que estas especies tienen altas tasas de reproducción, produciendo muchos descendientes cada año", dijo Fristoe. "Esto permitiría a sus poblaciones recuperarse de una alta mortalidad durante condiciones particularmente difíciles. Debido a que las especies de cerebro grande tienden a invertir más tiempo en criar menos descendencia, esta es una estrategia que no está disponible para ellos".

En otras palabras, tal vez los cerebros grandes no son todo eso.

"Los cerebros no están evolucionando de forma aislada, son parte de un conjunto más amplio de adaptaciones que ayudan a los organismos a tener éxito en sus vidas", dijo Botero. "Debido a las compensaciones entre diferentes aspectos de ese fenotipo total, encontramos que dos linajes diferentes pueden responder a la selección de oscilaciones ambientales de maneras completamente diferentes.

"Dado que nuestra propia especie usa su cerebro para hacer frente a estos cambios, no es realmente sorprendente que los biólogos, incluido nosotros mismos, hayan exhibido históricamente un sesgo hacia pensar en la variabilidad ambiental como una fuerza que impulsa la expansión del tamaño del cerebro", dijo Botero . "Pero lo interesante que encontramos aquí es que cuando adoptamos una visión más amplia, nos damos cuenta de que otras estrategias también funcionan, y notablemente, ¡la alternativa aquí es hacer que el cerebro sea realmente más pequeño!"