Como os elefantes evoluíram como um cérebro grande? A mudança climática é parte da resposta

Como os elefantes evoluíram como um cérebro grande? A mudança climática é parte da respostaOs elefantes há muito tempo cativam a nossa atenção, em parte devido ao seu tamanho e majestade. Mas também somos atingidos por seu comportamento complexo. De certa forma, somos fascinados porque esse comportamento ecoa nossos sentimentos mais humanos. Por exemplo, os elefantes foram repetidamente observados usando ferramentas e lamentando seus mortos.

Sua história evolutiva é interessante também. Ele é paralelo aos seres humanos de várias maneiras. Antepassados ​​elefante originado na África, assim como a nossa. Seus descendentes, entre eles os mamutes, saíram da África para habitar outros continentes. E no processo eles desenvolveram o maior cérebro de qualquer animal terrestre. Isso pesa em torno de 5kgenquanto nossos próprios cérebros Pese 1.4kg.

Mas o que impulsionou esse elemento específico da evolução dos elefantes? Embora o registro fóssil de ancestrais de elefantes seja rico - com quase espécies 300 descritas - simplesmente não conhecemos a resposta há muito tempo. Desde as primeiras espécies com pequenos cérebros até os modernos elefantes com cérebros grandes, havia um quase 30 milhões de anos de duração lacuna em nosso conhecimento.

Agora, graças às técnicas de varredura de ponta e à reconstrução estatística de ponta dos recursos ancestrais, temos a resposta. Uma equipe de cientistas da África do Sul, Europa e América do Norte - incluindo nós - passou seis anos reconstruindo a primeira linha temporal precisa da evolução do cérebro na linhagem de elefantes. Os resultados desta colaboração internacional foram publicados em Relatórios Científicos.

E a resposta para esta longa pergunta? A mudança climática é uma grande parte dela. Uma mudança no clima, juntamente com outras rupturas ambientais e a invasão de competidores e novos predadores, provavelmente desempenharam um papel importante na reformulação dos cérebros dos elefantes antigos. Sabendo que isso não só resolve um mistério científico de longa data. Isso também significa que temos uma maneira de entender como as espécies modernas podem se adaptar à atual crise climática.

Mudanças ligadas ao clima

Nossa pesquisa revelou que o tamanho do cérebro em elefantes ancestrais aumentou em dois pulsos, aproximadamente 26 e 20 milhões de anos atrás. O quociente de encefalização (uma medida do tamanho relativo do cérebro corrigido para o tamanho do corpo) dobrou durante cada pulso. Isso transformou o cérebro pequeno dos primeiros parentes de elefantes em um grande cérebro comparável em todos os aspectos ao das espécies modernas.

Notavelmente, esses dois pulsos de crescimento no tamanho do cérebro correspondem a períodos de perturbações ambientais substanciais na África. Alguns 26 milhões de anos atrás, A Antártida foi congelada pela primeira vez, o que causou uma aridificação global do clima. As densas florestas tropicais da África se transformaram em savanas e desertos.

O clima então mudou de novo cerca de 20 milhões de anos atrás para reverter para um ambiente africano mais quente e úmido. Essa instabilidade climática foi complementada pelo surgimento de uma ponte entre a Ásia e a África.

Antes 20 milhões de anos atrás, a África era de fato um continente isolado. Mas, devido à deriva continental, acabou colidindo com o Levante (área que abrange a Palestina, Israel, Líbano, Síria, Jordânia e Iraque dos dias atuais), possibilitando a invasão de herbívoros rivais e novos predadores da Ásia. A fauna invasora incluía os ancestrais dos leões, zebras, rinocerontes, hipopótamos e antílopes dos dias de hoje. Os grandes símios ainda não existiam. Algumas espécies grandes morreram durante esse tempo; o mais famoso é Arsinoíteo, um parente de elefantes em forma de rinoceronte.

Os elefantes ancestrais tiveram que se adaptar ou se extinguir. Naquela época, eles ainda eram animais relativamente pequenos, do tamanho de uma anta, com apenas um tronco curto. Nossa hipótese é que um cérebro maior possibilitou mais flexibilidade comportamental: ser mais exploratório, migrar para procurar comida, lidar com uma variedade mais ampla de dietas (folhas, frutas, grama) e lembrar a localização de poços d'água distantes durante períodos de seca. , por exemplo. Um cérebro maior pode ter ajudado a superar os concorrentes e evitar os predadores.

Tamanho do corpo e do cérebro

Os elefantes também foram ajudados pelo fato de se tornarem tão grandes. Ser grande abre um novo mundo de vantagens: ela detém predadores e quando os recursos alimentares e a água são escassos, um corpo grande pode armazenar mais gordura e água, e um intestino maior pode digerir os alimentos com mais eficiência.

Descobrimos que o tamanho do cérebro co-evoluiu fortemente com o tamanho do corpo na linhagem elefantina. Isso sugere que a evolução de um grande corpo não é completamente independente de um cérebro grande. O cérebro grande do elefante provavelmente evoluiu, não apenas por mais flexibilidade comportamental, mas também de mãos dadas com o corpo grande. Este é um conto preventivo sobre a interpretação do tamanho do cérebro apenas à luz das necessidades conjunturais aplicadas retrospectivamente para maior inteligência.

Simplificando, quando se descobre que o tamanho do cérebro de uma dada linhagem aumentou, as pessoas chegam à conclusão de que isso ocorre porque a linhagem precisava se tornar mais inteligente para sobreviver. Mas não devemos esquecer que o tamanho do cérebro está correlacionado com muitas outras variáveis: o tamanho do corpo é um exemplo. A duração da gestação é outra (mais tempo no útero é igual a um cérebro maior). Normalmente, as pessoas pensam que são efeitos colaterais de um cérebro maior, mas e se um cérebro maior fosse, na verdade, o efeito colateral de uma massa corporal maior? E se a seleção natural estivesse agindo apenas no tamanho do corpo, e o tamanho do cérebro fosse apenas um passageiro?

As respostas para essas perguntas ainda estão pendentes. Mas conforme o nosso trabalho progride, a imagem fica mais clara. Graças à nossa pesquisa, é agora evidente que as perturbações ambientais, incluindo as mudanças no clima e a invasão de competidores e novos predadores, desempenharam um papel importante na remodelagem do cérebro dos elefantes ancestrais e seu comportamento.A Conversação

Sobre o autor

Julien Benoit, pós-doutorado em paleontologia de vertebrados, University of the Witwatersrand e Paul Manger, Professor de Neurobiologia Comparativa e Evolutiva, University of the Witwatersrand

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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