O mistério de como os grandes cérebros dos animais deveriam crescer pode finalmente ser resolvido: WebCuriosos

A ideia de que a massa cerebral e a massa corporal dos animais estão correlacionadas faz sentido intuitivamente: afinal, animais maiores tendem a ter cérebros maiores do que os seus primos mais pequenos.

No entanto, tem sido difícil encontrar um modelo definitivo de como exatamente essas duas figuras se relacionam entre si.

Um novo estudo publicado em Ecologia e Evolução da Natureza este mês sugere que este problema surge de um erro fundamental numa suposição de longa data sobre a relação matemática entre as duas massas.

O estudo propõe um modelo alternativo, que se ajusta melhor aos dados e promete explicações para várias outras questões de longa data sobre a evolução cerebral.

Como explica o estudo, a suposição geral durante décadas tem sido que a relação entre as massas do corpo e do cérebro segue uma lógica relativamente simples. lei de potência. No entanto, esta relação proposta é muito debatida, pois não parece aplicar-se a todos os grupos de espécies.

Até o momento, os pesquisadores não conseguiram encontrar uma configuração dessa equação que funcionasse de maneira geral. Em particular, a variação entre diferentes níveis taxonômicos tem sido tão irritante que recebeu seu próprio nome: o problema do nível do táxon.

Embora tanto o valor quanto a fonte de uma parte crítica do relacionamento chamada alométrico componente tem sido objeto de muito debate, o novo artigo aborda uma questão mais fundamental: se estamos corretos ao assumir que a relação entre a massa cerebral e a massa corporal segue algum tipo de relação linear logarítmica.

Para fazer isso, os autores pegaram um extenso conjunto de dados compreendendo 1.504 valores de massa cerebral/corporal de mamíferos e analisaram que tipo de modelo melhor se ajustava aos dados.

Eles descobriram que, em vez de ser log-linear, a relação era log-curvilíneo: quando plotado em escala logarítmica, o próprio gráfico deve se curvar para acomodá-lo.

Os autores testaram diversas equações diferentes para construir essa curva e descobriram que a que melhor se ajustava era um polinômio de segunda ordem – o tipo de equação quadrática que costumamos encontrar no ensino médio.

A principal característica da curva é isso “à medida que a massa dos mamíferos aumenta, a taxa na qual a massa cerebral aumenta com a massa corporal diminui”. Assim, prevê-se que animais muito grandes tenham cérebros mais pequenos do que o previsto pelo modelo linear – que é exactamente o que o conjunto de dados mostra.

Ter uma única curva à qual a relação cérebro/corpo pode ser ajustada permite comparações entre grupos que tinham coeficientes alométricos marcadamente diferentes no modelo anterior.

O estudo demonstra uma vantagem do novo modelo: “[it] torna possível estudar tendências evolutivas na evolução dos traços (ou traços relativos) ao longo do tempo.” Para este efeito, examina a taxa a que a massa cerebral aumenta – ou, por outras palavras, a velocidade a que cérebros maiores evoluem. Encontra resultados significativos diferenças entre espécies.

Não é de surpreender que os primatas tenham desenvolvido cérebros grandes com uma rapidez excepcional, mas o mesmo aconteceu com os roedores e os carnívoros. Apenas três grupos de animais mostraram uma relação entre o aumento da massa cerebral e a massa corporal ao longo do tempo.

O estudo concentra-se em mamíferos, mas os autores também examinaram um conjunto de dados de pares de massa corporal/cérebro para aves e descobriram que a relação curvilínea também se ajusta bem a esses dados. Mas talvez o mistério mais intrigante que ainda precisa ser resolvido seja por que o cérebro e a massa corporal estão correlacionados dessa maneira.

Esta questão permanece em aberto e a sua resposta pode muito bem ter muito a dizer sobre como e porquê os animais evoluíram da forma como o fizeram.

Como o estudo diz em sua conclusão“buscar a base teórica e empírica para relações curvilíneas entre espécies provavelmente levará a contribuições importantes em toda a biologia.”

Esta pesquisa foi publicada em Ecologia e Evolução da Natureza.