El enigma de por qué algunos vertebrados, como mamíferos y aves, desarrollaron cerebros proporcionalmente grandes, mientras que otros como peces y anfibios mantienen cerebros mucho más pequeños, ha sido objeto de estudio en las últimas décadas. Un investigación internacional liderada por el Max Planck Institute of Animal Behavior, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ofrece una explicación integral: la capacidad de mantener una temperatura corporal elevada y la inversión en la producción de crías grandes son factores clave que favorecieron la encefalización en ciertos linajes.
La variabilidad en tamaño cerebral entre vertebrados es significativa. La Max Planck Society señala que, incluso entre especies de tamaño similar, las diferencias en el tamaño del cerebro pueden ser hasta cien veces. Mamíferos y aves se destacan por tener los cerebros más grandes en relación con su peso corporal, seguidos por tiburones y reptiles, mientras que anfibios y la mayoría de los peces óseos tienen cerebros mucho más pequeños.
Estas diferencias no se explican únicamente por la complejidad social o ecológica, ya que, por ejemplo, aves y mamíferos con dietas y estructuras sociales simples superan en tamaño cerebral a peces con sistemas sociales complejos. La hipótesis del cerebro costoso se ha convertido en una idea central para entender estas disparidades. Según ella, el cerebro requiere un consumo constante de energía, sin poder reducirse durante el sueño o el ayuno.
Por ello, el crecimiento cerebral solo es posible si el organismo puede generar la energía adicional necesaria o si el aumento en capacidad cognitiva compensa el alto costo energético, permitiendo sobrevivir y reproducirse a un ritmo más lento. El estudio confirma que primates que no enfrentan periodos de escasez alimentaria, y aves sedentarias, tienden a tener cerebros más grandes.
Se analizaron dos predicciones claves de esta hipótesis en una muestra de 2,600 especies de vertebrados. La primera, la inversión parental, especialmente la protección y cuidado de crías grandes, demuestra que esta protección está relacionada con la evolución de cerebros mayores en adultos, patrón particularmente evidente en mamíferos, aves y tiburones. La segunda, la influencia de la temperatura corporal, revela que las especies capaces de mantener una temperatura corporal elevada y estable, como los endotermos, pueden permitirse cerebros más grandes, ya que su rendimiento cerebral mejora en ambientes cálidos.
La relación entre temperatura corporal y tamaño cerebral se confirmó en todos los grupos analizados, aunque con mayor significación estadística en mamíferos, aves y tiburones. Además, la combinación de crías grandes y temperaturas corporales altas potencia el desarrollo de cerebros grandes, sugiriendo un efecto sinérgico. La endotermia, la capacidad de generar y mantener calor independientemente del ambiente, emerge como un factor decisivo.
Mamíferos y aves cumplen con la endotermia y presentan cerebros aproximadamente diez veces más grandes que animales ectotermos de tamaño similar. No obstante, esta capacidad por sí sola no explica todas las diferencias: la inversión parental también es crucial. Ejemplo de ello son los tiburones, que aunque son ectotermos, pueden mantener temperaturas corporales elevadas mediante adaptaciones fisiológicas y producen crías grandes, lo que explica su tamaño cerebral comparable.
Los tiburones, en particular, viven en aguas cálidas y, gracias a mecanismos como la producción muscular de calor y la circulación sanguínea especializada, consiguen elevar su temperatura corporal hasta 20 °C por encima del agua, facilitando cerebros de mayor tamaño. En contraste, reptiles y peces óseos, aunque pueden elevar su temperatura por comportamiento, enfrentan limitaciones por el entorno y la falta de cuidado parental intensivo, lo que restringe su encefalización.
La evolución de la endotermia probablemente no surgió inicialmente para favorecer cerebros grandes, sino por ventajas como la actividad nocturna en mamíferos o el vuelo sostenido en aves. Posteriormente, estas adaptaciones permitieron el crecimiento cerebral. Además, la evolución hacia crías grandes, facilitada por la fertilización interna, también contribuyó a la encefalización en los linajes más avanzados.
El profesor Carel von Schaik del Max Planck Institute of Animal Behavior destaca que la ventaja de ser de sangre caliente permitió a los humanos, por ejemplo, desarrollar cerebros altamente grandes en relación con su peso, con bebés grandes y cuidados prolongados que facilitaron esta evolución.
A pesar de los hallazgos sólidos, los autores reconocen limitaciones, como la escasez de datos acerca del cuidado postnatal en ectotermos y las temperaturas corporales en algunos grupos. Sin embargo, la investigación concluye que la combinación de inversión parental y la capacidad de mantener temperaturas corporales elevadas explica coherentemente la distribución del tamaño cerebral en los vertebrados, permitiendo el avance evolutivo hacia linajes con cerebros excepcionalmente desarrollados, como el humano.
