Los padres de Bigfoot tienen cerebros pequeños

Fuente: Caricatura original de Alex Martin

Como es bien sabido, para cualquier tamaño de cuerpo dado, las aves y los mamíferos tienen cerebros más grandes que los reptiles, anfibios y peces. Esta distinción seguramente está vinculada a otra gran diferencia. Las aves y los mamíferos son "de sangre caliente", con adaptaciones de su energía doméstica (metabolismo) para mantener una temperatura corporal bastante constante, típicamente muy superior a la de su entorno. Los humanos, por ejemplo, mantienen una temperatura corporal central promedio de alrededor de 98.6 ° F (37 ° C) incluso en ambientes helados. Los reptiles, anfibios y peces, por el contrario, son "de sangre fría", carecen de adaptaciones metabólicas para mantener su temperatura corporal elevada a un nivel constante. Por lo tanto, sus temperaturas corporales son generalmente bastante bajas y generalmente fluctúan, haciendo un seguimiento de los cambios en la temperatura ambiental. Menos obviamente, un tercer factor interesante muestra una distribución paralela. Las aves y los mamíferos comúnmente muestran un cuidado parental muy intenso de sus crías, lo cual es una rareza entre reptiles, anfibios y peces. Por lo tanto, parece bastante probable que las altas temperaturas corporales constantes, los cerebros grandes y el cuidado de los padres estén conectados.

Estado de desarrollo de los descendientes

Cualquiera que haya criado parejas de hámsters, erizos o ratones en casa sabe que las madres dan a luz a camadas de crías poco desarrolladas. Los recién nacidos son pequeñas larvas rosadas y lampiñas al nacer, con los ojos y las orejas sellados con membranas. Por el contrario, muchas otras mamás mamás como caballos, vacas, delfines y chimpancés dan a luz a un solo bebé, bien desarrollado. Sus descendientes suelen nacer con un pelo ya presente, y sus ojos y oídos están abiertos en el momento del nacimiento. En gran parte gracias al zoólogo suizo Adolf Portmann, la distinción crucial entre la descendencia altricial poco desarrollada y los recién nacidos precoces bien desarrollados es ahora ampliamente reconocida. Como regla general, los bebés altriciales nacen en un nido de guardería en el que se desarrollan hasta que pueden moverse de forma independiente. Los ojos y los oídos se abren mientras se desarrollan en el nido. La mayoría de los bebés precoces, por otro lado, pueden moverse independientemente desde el nacimiento en adelante, y generalmente tienen poca necesidad de un nido. Las reconstrucciones evolutivas indican claramente que el ancestro común de los mamíferos vivos actuales (marsupiales y placentales) dio a luz a crías poco desarrolladas. Una pista sorprendente es evidente, parte del camino a través del desarrollo fetal. En los mamíferos precoces, incluidos los humanos, los ojos y las orejas se sellan inicialmente con membranas y luego vuelven a abrirse antes del nacimiento. Esto sugiere que, durante su evolución, una fase original de vida del nido fue reemplazada por un desarrollo extendido en el útero de la madre.

Distinción entre el desarrollo de la descendencia altricial poco desarrollada (fila superior) y la descendencia precocial bien desarrollada (fila inferior) en los mamíferos. La descendencia Altricial nace después de un embarazo relativamente corto (zona rosada) y típicamente vive en un nido durante un tiempo antes de aparecer. Las crías precociales nacen después de un embarazo relativamente largo que abarca la fase original del nido, como lo indica la formación y luego la pérdida de membranas que sellan los ojos y los oídos.

Fuente: ilustración del autor basada en un diagrama de 1952 de Portmann, republicado en 1990.

La misma distinción entre la descendencia altricial poco desarrollada y los bebés precoces bien desarrollados también se encuentra en las aves. En este caso, es el estado de la descendencia al nacer de un huevo, en lugar de salir del útero de una madre, lo que está en juego. Las aves canoras, por ejemplo, producen todas las crías altriciales que pasan algún tiempo en el nido antes y después de la eclosión, mientras que los miembros del grupo de pollos (orden Galliformes) suelen tener crías precociales que nacen relativamente rápido y se independizan poco después de la eclosión. Curiosamente, sin embargo, la secuencia evolutiva en las aves es el polo opuesto al observado en los mamíferos. Las reconstrucciones indican que el ancestro común de todas las aves modernas puso huevos de los cuales nacieron descendientes bien desarrollados. Como Portman se dio cuenta astutamente, durante el desarrollo de cualquier polluelo precocial dentro del huevo, los ojos y oídos nunca se sellan con membranas en ningún momento. Por lo tanto, no hay indicios de que durante la evolución de las aves precoces se haya incorporado una fase original de vida de los nidos en el desarrollo dentro del huevo.

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Constructores de montículos de pies grandes

Izquierda: Representación del artista de Malleefowl. Derecha: Malleefowl en Yongergnow Malleefowl Center (Ongerup, Australia Occidental).

Fuente: Imágenes de Wikimedia Commons. Izquierda: Placa de Keulemans de The Birds of Australia por Gregory Mathews. Derecha: archivo licenciado bajo la licencia Reconocimiento-Compartir Igual 3.0 Unported de Creative Commons.

La selección natural ha generado algunas adaptaciones realmente extrañas, sobre todo cuando se trata de la crianza de los hijos. Un extraño ejemplo lo proporciona un grupo de aves de patas grandes conocidas como aves incubadoras o constructoras de montículos. Los miembros de esta familia de más de 20 especies vivas (acertadamente llamado Megapodiidae) incluyen aves de monte bajo, matorrales de cepillo y malleefowl. Un buen ejemplo es la malleefowl ( Leipoa ocellata ), un ave corpulenta, del tamaño de una gallina, con enormes patas que vive la mayor parte de su vida corriendo por las áreas secas de mallee del sur de Australia. Aunque las malleefowl masculinas y femeninas suelen aparearse de por vida y comparten un amplio rango de hogar que cubre aproximadamente una milla y media cuadrada (4 kilómetros cuadrados), en gran medida se evitan entre sí, excepto cuando se reproducen y no se alimentan ni se posan juntos. La hembra deposita sus huevos en un gran montículo de vegetación en descomposición, confiando en el calor generado por este montón de abono aviar para incubar sus huevos. Cuando los descendientes extremadamente precoces emergen de su incubadora improvisada, son, a todos los efectos, independientes.

Imágenes de un montículo malleefowl. Izquierda: imagen de archivo. Derecha: fotografía reciente.

Fuente: Izquierda: de National Audubon Society. Imagen de libro de archivo de Internet de Flickr's The Commons. No existen restricciones de copyright conocidas. Derecha: De Wikimedia Commons, Autor: Glen Fergus (trabajo propio). Archivo con licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic License.

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Fuente: figura de Wikimedia commons. Fuente: Encyclopedia of the Animal World, volumen 11, 1972, p1006. Crédito de la foto: Peter Halasz (Usuario: Pengo). Archivo con licencia Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 2.5 Genérica.

A medida que el invierno comienza cada año, un macho adulto malleefowl utiliza movimientos de rastrillo hacia atrás de sus pies descomunales para excavar una zanja en el suelo arenoso de unos 10 pies de ancho y tres pies de profundidad. Una vez que la zanja está lista, las hojas, la corteza y las ramitas se acumulan gradualmente para construir un montículo de nidos que se eleva dos pies sobre el suelo. Cuando la lluvia -un ingrediente esencial- rocía la incubadora improvisada, el macho barre los ingredientes para provocar la descomposición. Finalmente, cuando el invierno llega a su fin, él excava una cámara de huevos. El montículo, incluida la cámara de huevos, está cubierto con una capa de suelo arenoso para aislamiento. Durante los siguientes meses de verano, si su pila de compost se pudre bien, la hembra deposita sus huevos en la cámara y deposita alrededor de una docena de huevos grandes y de caparazón delgado (cada uno aproximadamente una décima parte de su peso corporal) durante varias semanas. A partir de entonces, el macho, que puede ser ayudado por su compañero, tiende regularmente al montículo, agregando tierra en la parte superior según sea necesario y manteniendo la temperatura de la cámara de huevos aproximadamente constante. El experto de Malleefowl David Booth ha informado que la temperatura del huevo puede variar entre 82 ° F y 100 ° F (28 ° C a 38 ° C) durante la incubación, aunque el desarrollo es óptimo a 93 ° F (34 ° C). La temperatura del montículo se regula abriendo y cerrando los respiraderos superiores para equilibrar el calor que sube desde el compost debajo. Se ha estimado que para abrir y cerrar el montículo para la puesta de huevos y para la regulación de la temperatura, un par de Malleefowl desplaza un total de alrededor de 3.6 toneladas de arena. Después de un período de incubación variable que dura de dos a tres meses, las crías totalmente emplumadas usan esos pies grandes multiusos para salir de sus huevos y luego avanzar laboriosamente hacia la superficie con empujes hacia atrás. Una vez libres, se tambalean hasta la base del montículo y desaparecen rápidamente en el matorral. Al final del primer día, los polluelos pueden correr rápido y volar bien. Desde la eclosión en adelante llevan una vida esencialmente solitaria como sus padres.

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Lecciones para el cuidado de los padres

Las aves incubadoras como las malleefowl son inusuales porque, a diferencia de otras aves y todos los mamíferos, apenas interactúan con sus crías después de que han emergido. Como se señaló, el cuidado parental se asocia aparentemente con el tamaño del cerebro en aves y mamíferos, y la crianza diligente a menudo se asocia con fuertes vínculos sociales. Malleefowl también tiene una rotación de energía particularmente baja (tasas metabólicas). Por lo tanto, no es sorprendente que las aves incubadoras tengan cerebros diminutos, lo que corresponde a sus vidas sociales miserables. Lamentablemente, todos esos esfuerzos extenuantes para construir y regular la incubadora no se traducen en una descendencia de cerebro grande.

Gráfico del tamaño del cerebro frente al tamaño corporal para una gran muestra de especies de aves. Tenga en cuenta que los miembros del grupo de pollos (orden Galliformes), que tienen descendencia precocial, generalmente tienen cerebros relativamente pequeños. Las aves incubadoras (familia Megapodidae) se asemejan a otras aves en el grupo de pollos por tener uno de los tamaños cerebrales más pequeños conocidos para las aves.

Fuente: Adaptado de un gráfico amablemente proporcionado por Karin Isler.

Las aves incubadoras también son inusuales en otro aspecto. Como regla general, la temperatura de incubación no influye en la proporción de sexos en las aves, aunque esto es común en los reptiles. Junto con su colega Ann Göth, David Booth demostró que la temperatura de incubación afecta la proporción de sexos en las aves en incubadora. La proporción de sexos está aproximadamente equilibrada a la temperatura promedio de los montículos naturales, pero hay más machos que eclosionan a temperaturas de incubación más bajas, mientras que más hembras eclosionan a temperaturas más altas. Sin embargo, debido a que el sexo está determinado por los cromosomas en las aves en incubadora como en otras aves, las proporciones de sexo sesgadas surgen porque la mortalidad de embriones masculinos y femeninos difiere a altas y bajas temperaturas.

La lección para llevar a casa aquí es que el cuidado intensivo de los padres que vemos en los humanos está presumiblemente relacionado directamente con nuestros cerebros inusualmente grandes.