Il costo energetico di un cervello più grande
Nel corso dell'evoluzione, le specie che hanno sviluppato un cervello più grande sono andate incontro a speciali adattamenti per fare fronte alle maggiori richieste energetiche.
SCOPERTE – Un organismo con un cervello più grande ha bisogno di assumere più energia. È quanto suggerisce uno studio realizzato da un gruppo di ricercatori della Washington University in St. Louis e pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society B.
I ricercatori, guidati da Bruce Carlson, hanno analizzato 30 specie appartenenti alla famiglia dei Mormyridae, pesci ossei che popolano i fiumi africani (anche detti pesci elefante per via della conformazione allungata del muso di alcune specie). Tra una specie e l’altra di questa famiglia, le dimensioni del cervello sono molto variabili. Sfruttando questa variabilità, gli scienziati hanno evidenziato che le specie con cervello più grande hanno anche bisogno di maggiore quantità di ossigeno.
Studi precedenti avevano individuato strategie alternative per garantire al cervello la grande quantità di energia di cui ha bisogno. Uno dei modi – identificato anche negli esseri umani – è quello di diminuire il bisogno energetico di altri organi, in particolare dell’intestino (secondo questa teoria, un intestino più piccolo consuma meno energia ma è in grado di produrne di più perché la variazione di dimensioni è associata a un cambiamento della dieta, basata su alimenti più energetici come carne e tuberi e sull’utilizzo di cibi cucinati). Allo stesso tempo però, studi più recenti condotti sulle grandi scimmie hanno mostrato che se le dimensioni del cervello aumentano, aumenta il metabolismo basale e il dispendio energetico dell’organismo.
Secondo Carlson e Kimberley V. Sukhum – ricercatrice della Washington University in St. Louis e prima autrice di questo ultimo studio – possono esistere entrambi i meccanismi. Se il cervello è di medie dimensioni, l’aumento del bisogno energetico è bilanciato dalla riduzione delle necessità di un altro organo e da cambiamenti del comportamento. Se, invece, le dimensioni del cervello sono molto grandi, per l’organismo è indispensabile assumere una maggiore quantità di energia.
Come spiega un editoriale di Nature uscito lo scorso maggio, un grande bisogno di energia comporta alcuni rischi per la sopravvivenza dell’organismo. Sia nei pesci sia negli esseri umani, l’aumento delle dimensioni del cervello è reso possibile da altri tipi di adattamento. Alcuni pesci hanno, per esempio, una bocca a forma di tubo che aiuta a estrarre piccoli invertebrati dalle fessure. Altri sono dotati di una appendice, detta Schnauzenorgan, in grado di facilitare il movimento e la localizzazione di oggetti tramite le variazioni del campo elettrico. Altri adattamenti sono legati all’ambiente: i pesci che hanno bisogno di più energia si trovano in ambienti più ricchi di ossigeno, come i fiumi, mentre i pesci con cervello più piccolo possono sopravvivere anche in paludi e acquitrini. Anche la nostra specie utilizza strategie per evitare di rimanere senza energia: oltre agli adattamenti comportamentali (come l’andatura eretta, la capacità di cucinare e di condividere il cibo), accumula riserve energetiche sotto forma di grassi.
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