martes, 19 de enero de 2016

Dinámica evolutiva del cerebro humano

Charles Darwin
La publicación de El origen de las especies en 1859 por Charles Darwin originó el comienzo de la andadura evolucionista dentro del mundo científico de su época, cuyas  grandes aportaciones podemos resumir en dos apartados:

- Destacar la propia expresión doctrinal sobre el origen de las diferentes especies, como consecuencia de los cambios anatómicos realizados durante los procesos evolutivos. La evolución como origen y diversificación de la vida en la Tierra rompió el estancamiento científico que presidía su entorno, al chocar con las estrictas normas que la Religión marcaba a toda manifestación científica que no se ajustase a sus cánones convencionales. Su aparición fue el comienzo de una nueva forma de ver la propia existencia, que de otra manera sería imposible conocer.

- Señalar la importancia que adquiere la selección natural como el principal aspectos biológico que va a guiar el continuo cambio morfológico experimentado por los seres vivos dentro de sus poblaciones, pues elimina o selecciona aquellos individuos que no podrían sobrevivir con su capacidad de adaptación a las condiciones del medio ambiente, constituyendo así una base importante de la dinámica evolutiva.

Sus ideas, precisas y elocuentes, estaban en su concepción limitadas por las propias características que la ciencia podía ofrecer durante el tiempo en el cual se originó dicha teoría, pues todas sus deducciones debían de basarse en los datos que en ese momento tenía a su alcance. La falta de conocimientos sobre genética, desarrollo embrionario y biología ecológica, limitaba obligatoriamente sus deducciones, por lo que tuvo que presentar a la selección natural como única guía de los cambios evolutivos, surgiendo así su axioma más característico: la supervivencia del mejor adaptado o menos malo.

En los años 30-40 del siglo pasado el avance de la genética fue notorio, aunque su desarrollo metodológico estaba de igual modo limitado a los avances teóricos que presentaba la ciencia en ese momento. Superadas las numerosas controversias doctrinales que fomentó en un principio su desarrollo teórico, se obtuvo un consenso por parte de la mayoría del mundo académico, con el consecuente auge de la teoría sintética en la década de los cuarenta. En ella vemos cómo la conducta humana, con su gran capacidad de adaptación, debió irse configurando de una forma paralela y lenta a los cambios morfológicos que lo posibilitan, ofreciendo una mayor capacidad de supervivencia. Todo este proceso sería dirigido durante su desarrollo por la acción de la selección natural.

Uno de los enunciados o leyes que se expusieron en la formación de la teoría sintética, corresponde a la denominada como la Ley de Cope, la cual recoge el hecho, conocido en el registro paleontológico y biológico, de la aparente tendencia de aumento de tamaño a medida que el linaje de un determinado género evolucionaba, hecho que se llamó ortogénesis. Estas ideas significaban una forma evolutiva rectilínea, como una sucesión de variaciones que se producían en un mismo sentido, pareciendo que todo cambio era la acentuación de las formas morfológicas precedentes (Hofter, 1959).


Se producía una impresión sobre la existencia de una progresión hacia un objetivo ideal, siendo muy bien aceptado para explicar la evolución humana. Se mostraría lo que parecía evidente dentro de la cultura del momento, como era el sucesivo progreso del género Homo en sus características humanas, tanto físicas como intelectuales, y relacionar desarrollo cognitivo con el simple aumento del volumen cerebral. Esta tendencia está aún muy bien arraigada en nuestra sociedad, pues no se ha explicado lo suficiente sobre el hecho de que la evolución produce capacidades cognitivas, entendidas como posibilidades a desarrollar si se dan las circunstancias medioambientales adecuadas. Es decir, la evolución produce capacidades cognitivas, que el medio ambiente (socioeconómico, lingüístico, tecnológico, etc.) desarrolla o produce realidades conductuales dependiendo de las propias características de ese medioambiente. Si éste no es el adecuado, el desarrollo cognitivo tampoco sería el mejor de los posibles.

En la actualidad, la propia teoría sintética niega la existencia de tales direcciones evolutivas, indicando la falsedad de la ortogénesis descriptiva (Devillers y Chaline, 1993; Stanley, 1986). De este modo, ya no se habla de ortogénesis, sino de tendencias evolutivas o selección direccional, como un fenómeno que representa la continuidad de una modificación, de forma más o menos continua, a lo largo de grandes intervalos de tiempo (Ayala, 1980, 1994; Del Abril et al. 1998). Las dudas sobre la certeza de los procesos de ortogénesis, se basan en el convencimiento actual de que cada especie tiene un pasado evolutivo muy ramificado, realizado como consecuencia del azar, de los cambios producidos y de la necesidad de superar los requisitos de la selección natural. Las tendencias evolutivas deben considerarse como consecuencias secundarias de la expansión del volumen y variación morfológica presente en un sistema, y no forzosamente como repuesta directa a algo que lo desplazaría en una dirección precisa. Así, la percepción de las tendencias evolutivas, es fruto de los intereses exclusivos y miopes, por estudiar o dar mayor interés a los objetos nuevos que se encuentran en el extremo de la diversidad de los sistemas (Gould, 1997; Stanley, 1986).


La diversificación de las especies presenta un aspecto de arbusto muy ramificado, donde el seguimiento de una determinada forma por algún interés especial (como es el caso de la especie humana), hace que se siga en el intrincado ramaje evolutivo su linaje y al expresarlo, dar la impresión que tiene forma de una línea más o menos directa y casi única, mientras la realidad es que se produce una clara tendencia evolutiva hacia las formas morfológicas que nos definen. La realidad nos muestra que existieron varias formas anatómicas coetáneas, muy parecidas entre sí, todas con capacidades parecidas, aunque no iguales. Esto pudo ser la causa de que una de ellas pudiera diferenciarse del resto al desarrollar ciertos elementos culturales que facilitaron su desarrollo cognitivo y el dominio sobre el medio ambiente que le rodeaba, imponiéndose al resto de homínidos del entorno.

Selección natural embriológica

Sin embargo siempre nos queda la cuestión del porqué de ese continuo aumento cerebral, disperso y ramificado y, por supuesto, sin una meta prefijada. El azar de las mutaciones no parece que hable a favor de estas tendencias, pues estadísticamente las probabilidades de que se produzcan los mismos o parecidos cambios genéticos en diversas ocasiones en mayor número que otros cambios genéticos, no cuadran con la evidencia paleontológica humana y de otras entidades biológicas.

A este respecto, habría que añadir que aunque el azar rige la causalidad de los cambios, no todos las posibilidades son viables en la naturaleza, por lo que puede haber cierta propensión a que los cambios se produzcan dentro de un pequeño margen, ya que existen limitaciones de ciertas formas de variación genética que la embriogénesis no puede desarrollar, al ser incompatibles con la propia fisiología fetal. En este sentido podemos hablar de una selección natural embriológica.

Embrión de 2 meses
Casi siempre que se habla de selección natural parece que nos referimos a la actuación del medioambiente sobre los seres humanos desde su nacimiento. Pero lo cierto es que el principal método de selección natural se produce en el periodo embrionario. Los abortos o interrupciones del embarazo son en la actualidad muy numerosos, y aunque sepamos que la inmensa mayoría de ellos se produce por malformaciones genéticas incompatibles con el adecuado desarrollo embrionario, no podemos afirmar ni comprobar que algunos de ellos sí podrían suponer mejoras adaptativas postnatales, pero no embrionarias.

Por tanto, debemos ampliar el concepto de selección natural o adaptabilidad al medio en el que vive en ese momento todo ser vivo, estableciendo una estrategia jerarquizada a la actuación de la propia selección natural. El criterio básico de la selección es el de eliminar aquellas formas de vida que no puedan sobrevivir en su medio natural, ya sea por su propia ineficacia fisiológica en el período embriológico o por la presión selectiva que presenten los medios ambientales y sociales en los períodos postnatales. Ya desde el mismo momento de la gestación, se producen situaciones en el ámbito molecular que pueden impedir la continuidad del desarrollo del huevo fecundado (Eldredge, 1997; Lima-De-Feria, 1983).

Durante el desarrollo embriológico se producen situaciones similares que imposibilitan la continuidad del desarrollo embrionario, provocando el aborto. No existe una gama continua de resultados finales, pues sólo es posible un número limitado de ellos (Alberch, 1980, 1982; Devillers, Chaline y Laurin, 1989; Domínguez-Rodrigo, 1994). Desde esta perspectiva, es fácil pensar que no todos los cambios morfológicos son posibles, manteniéndose aquellos que respeten la fisiología del embrión. Entre los cambios con posibilidad de llegar a buen fin, los acaecidos en pautas anteriores del último cambio anatómico, y que superaron las pruebas de la selección natural, tendrán más éxito que otras vías de cambio nuevas que, como es lógico, no tienen porqué ser exclusivas.

Por tanto, determinados cambios anatómicos tienen más probabilidades de producirse, dando lugar a diversas formas fenotípicas que, en su conjunto, dan la impresión de la existencia de una tendencia evolutiva, dentro del arbusto configurado por los cambios morfológicos que suceden dentro de las diversas poblaciones. La actuación de la selección natural puede actuar en diversos niveles jerárquicos, con diferentes formas de actuación, que en el período formativo, embrionario o prenatal puede realizarse de dos formas de influenciar sobre el desarrollo embriológico:

- Existe una relación indirecta entre este proceso y el medio ambiente, que se produciría a través de la madre. Principalmente serían las características del medio interno materno las que influenciarían en el proceso de embriogénesis, correspondiendo con las alteraciones de nutrición por parte de la madre, ingesta de drogas, hormonas, stress, alcohol, tabaco, etc. En conjunto afecta al normal crecimiento embriológico, pero no parece que tenga influencia sobre las variaciones genéticas causantes de los cambios evolutivos que pudiera tener el embrión.

- Los propios mecanismos embriológicos de mantenimiento de su fisiología, sí serían por si mismos controladores de las variaciones genéticas que pudiera presentar el embrión, eliminando aquellas que no presenten un nivel fisiológico compatible con la vida. Sólo se selecciona la viabilidad fisiológica del nuevo ser. En conjunto actuarían en dos procesos embrionarios. Primero, en el ámbito molecular limitando algún tipo de recombinaciones o de cambios moleculares determinados, al no poder ofrecer la continuación del desarrollo. Segundo, impidiendo la continuación del desarrollo embriológico, cuando los cambios morfológicos, fisiológicos re histológicos no sean capaces de mantener un mínimo la fisiología embrionaria.

El paso de la selección embrionaria a la postnatal

El inicio del parto se debe a la unión de diversos factores que obligan a su producción, entre los cuales no se encuentra la madurez neurológica que permita al recién nacido poder valerse por sí mismo en un corto período de tiempo. Esta inmadurez se aprecia en el limitado crecimiento de la cabeza del neonato, lo que debido a la propia estrechez del canal del parto, consecuencia de la locomoción bípeda, adquiere una gran importancia. En la actualidad, entre las causas que se consideran como desencadenantes del parto, se encuentran cierta incompatibilidad entre la nutrición entre el feto y el útero que le cobija y alimenta, así como del inicio de un complejo proceso neuro-hormonal en la madre (Usandizaga y de la Fuente Pérez, 1997). La inmadurez neurológica en el momento del nacimiento es tan acusada, que diversos autores consideran que los seres humanos tienen un periodo de desarrollo fetal extrauterino de doce meses, con lo que el ritmo de desarrollo fetal abarca un total de veintiún meses (Changeux, 1985). La causa de la prolongación del tiempo necesario para el desarrollo embrionario cerebral se debe al aumento cuantitativo del córtex, que necesitará más tiempo para desarrollarse y madurar.


Si hay algo evidente en todo recién nacido es su gran inmadurez neurológica, lo que le impide valerse por sí mismo durante años, formando unas de las posibles claves de la socialización humana, como solución a tan peligroso cambio evolutivo. Una vez nacido el neonato entra en relación directa con las características ambientales del medio en el que le ha tocado vivir, sería la selección natural clásica de la teoría sintética, la cual en las sociedades humanas adquiere unas connotaciones propias y diferentes al resto de las demás entidades biológicas.

En general, corresponde a la capacidad de adaptación al medio ambiente que tenga en individuo después de nacer. En su valoración global, hay que tener en cuenta los factores ambientales y ecológicos del medio, así como el nivel de socialización y cultural del grupo humano en el que se nace y se va a vivir. El aumento continuado del volumen cerebral, posible dentro del proceso embrionario, solo puede mantenerse en la fase postnatal si el medio humano presenta unos recursos culturales y sociales que permiten el mantenimiento cada vez más prolongado de la madurez de los niños. Es curioso como la selección natural postnatal se altera por medio de un proceso evolutivo de tipo lamarckianas, en oposición a la transmisión darwiniana que presentan las capacidades biológicas humanas.

Conclusiones

La inmadurez neurológica, la gran plasticidad del sistema nervioso y la existencia de un tardío periodo crítico, son las características psicobiológicas que van a conferir al neonato un largo período de aprendizaje, imprescindible para la adquisición de la conducta que nos caracteriza. Sin embargo, la manifestación y desarrollo de las capacidades cognitivas dependerían en gran medida de las características de la sociedad en la que se nace. Como el gasto energético del aumento del cerebro es importante, y el periodo de incapacitación del recién nacido es cada vez mayor, hay que encontrar mecanismos sociales y culturales que puedan subsanar estos problemas. La gran sociabilidad humana, el desarrollo de la tecnología y la facilidad de la transmisión de la información por medio del lenguaje parecen ser los avances que permitieron a las primeras poblaciones humanas superar estos inconvenientes.

- Angela, A. y Angela, P. (1989): La straordinaria storia dell'uomo. Mondadori, Milano.
- Alberch, P. (1980): “Ontogénesis and morphological diversification”. Amer. Zool. 20: 653-67.
- Alberch, P. (1982): “Developmental constraints in evolutionary processes”. En: Evolution and Development. Ed. J.T. Bonner, pp. 313-32. New York.
- Ayala, F.J. (1980): Origen y evolución del hombre. Alianza Editorial. Madrid.
- Ayala, F.J. (1994): La teoría de la evolución. Temas de Hoy. Madrid.
- Changeux, J-P. (1985): El hombre neuronal. Espasa Calpe. Madrid.
- Del Abril, A.; Ambrosio, E.; de Blas, M.R.; Caminero, A.; de Pablo, J. y Sandoval, E. (1998): Fundamentos biológicos de la conducta. Sanz y Torres. Madrid.
- Devillers, M., Chaline, J. y Laurin, B. (1989): “En defensa de una embriología evolutiva”. Mundo Científico.  105. RBA S.A. Barcelona.
- Devillers, M. y Chaline, J. (1993): La teoría de la evolución. Akal. Madrid.
- Domínguez-Rodrigo, M. (1994): El origen del comportamiento humano. Librería Tipo. Madrid.
- Eldredge, N. (1997): Síntesis inacabada. Fondo de Cultura Económica. Madrid.
- Gould, S. J. (1997): La grandeza de la vida. Crítica.  Barcelona.
- Hofter, J. (1959): “Orthogenesen von Foraminiferen”. Neues Jahb. Geol. Pal. Abh., 108:239-259.
- Lima-De-Faria, A. (1983): Molecular Evolution and Organitation of the Chomosome. Amsterdam, New York, Oxford: Elsevier.
- Stanley, S. M. (1986): El nuevo cómputo de la evolución. Siglo XXI. Madrid.
- Usandizaga, J.A. y de la Fuente Pérez, P. (1997): Tratado de obstetricia y ginecología. Tomo 1. Madrid. McGraw-Hill Internacional.

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