¿Cómo podría equilibrarse la inteligencia con un gran hocico?

Una razón plausible para la correlación negativa entre el tamaño del hocico antropoide y el tamaño del cerebro es bastante simple, cuanto mayor es la inteligencia, particularmente si es lo suficientemente alta como para cocinar , menos necesidad hay de dientes grandes, músculos para masticar o apoyo pesado en el cráneo. Cuando los dientes dejen de ser su arma principal (ofensiva o defensiva), y ya no tengan que romper cáscaras duras o masticar vegetales crudos, cuando las herramientas y el fuego reemplacen esas funciones, la necesidad evolutiva de mandíbulas fuertes, una mordida poderosa y dientes grandes es muy reducido.

Y la evolución es eficiente a largo plazo; úsalo o pierdelo.

Presentaré un contraejemplo, otro mamífero con una inteligencia muy alta, con aparente conciencia, uso de herramientas, cooperación y un hocico bastante grande: los delfines nariz de botella. Hay numerosos experimentos que sugieren que tienen un lenguaje abstracto (más que sustantivos o verbos específicos, un lenguaje descriptivo que les permite describir procedimientos u objetos que no han visto antes a otro delfín). Creo que no hay debate, son muy inteligentes, demostrablemente inventivos para resolver problemas, lo que, según nuestro conocimiento, requiere autoconciencia en una inteligencia biológica. (Las computadoras pueden encontrar soluciones simulando millones o miles de millones de pruebas y errores, pero ninguna inteligencia biológica funciona de esa manera, ciertamente ni los humanos ni los mamíferos).

Los elefantes son igualmente muy inteligentes, solucionadores de problemas con autoconciencia; y la trompa del elefante es una versión extendida de una nariz.

También existe una fuerte duda científica sobre las correlaciones entre el tamaño del cerebro y la inteligencia. La gran mayoría del tamaño del cerebro está fuertemente correlacionado con el tamaño del cuerpo, mucho menos con la inteligencia. Los cuerpos grandes tienen más terminaciones nerviosas para las funciones sensoriales y el comando muscular, y para procesar la mayor cantidad de señales entrantes. Debido a accidentes, heridas de bala, cánceres, derrames cerebrales, etc., algunos humanos desafortunados han perdido casi la mitad de su masa cerebral y aún así se recuperaron para ser profesionales que caminan y hablan con un coeficiente intelectual superior al promedio.

Los cerebros grandes no se correlacionan con el coeficiente intelectual; el cerebro humano promedio pesa 3 libras, y el cerebro de elefante promedio es 4 veces más grande, con 12 libras. Y aunque los elefantes fabrican y usan herramientas y tienen una vida social compleja, si fueran 4x más inteligentes que los humanos, o 1x más inteligentes, no serían una especie en peligro de extinción y, como los primeros homo sapiens, llevarían armas afiladas contra los depredadores.

Debe considerar la masa cerebral relativa (como porcentaje del resto de su masa corporal), no la masa cerebral total; y como prueban los humanos (tanto heridos como enteros), puede haber un factor de dos o tres incluso en esa cifra relativa.

Creo que un hocico grande y la inteligencia son compatibles evolutivamente.

Es un gran error, en mi opinión, pasar por alto la evolución y considerar solo el único camino humano hacia la inteligencia, la autoconciencia y el pensamiento abstracto.

La evolución encontrará una manera de resolver cualquier problema. Dicho esto, sus criaturas no deberían tener características solo porque cree que serían geniales, necesita una razón plausible por la que NO se descarta un hocico grande y musculoso durante millones de años, debe tener un valor de supervivencia plausible que no puede ser reemplazado por el poder del cerebro -- y casi todas las funciones musculares pueden serlo . En comparación con otras criaturas que dominamos (incluidos otros como nosotros, los chimpancés y los gorilas), somos débiles, mal vistos, lentos, carentes de armas naturales como dientes y garras, con sentidos auditivos y olfativos gravemente deficientes, todo en gran parte porque el razonamiento abstracto triunfa fácilmente. todas esas herramientas, y hemos rechazadodesde los planes corporales de "tamaño y sentidos importan" hasta nuestro estado actual porque en realidad no necesitamos todo ese músculo. Esa no es una regla de un solo ejemplo, los perros han hecho lo mismo, pueden descender de los lobos, pero la mayoría de los perros domesticados no podrían seguir el ritmo de los lobos salvajes en la caza o la batalla, incluso si nacieron para la vida; evolucionaron lejos de eso porque no lo necesitan.

La simple necesidad de un hocico largo para preservar el sentido del olfato no es suficiente; no explica la necesidad de una mandíbula musculosa, dientes grandes o mandíbulas pesadas. El elefante tiene un fino sentido del olfato sin hueso en la nariz, muchos peces tienen un excelente sentido del olfato en paquetes muy pequeños, al igual que los perros de hocico corto y muy pequeños.

No propondré ninguna solución, ese es su trabajo creativo, pero si hay una buena razón evolutiva plausible para tener estas dos características juntas, presumiría que la evolución encontraría una manera.

Si la razón principal de un bozal es el sentido del olfato, es posible que desee mirar los cráneos de los osos polares. Tienen uno de los sentidos del olfato más fuertes entre los animales, pero su hocico no es demasiado largo. En cambio, las fosas nasales son bastante anchas y el tejido está muy doblado para tener más área y tener más células olfativas en un espacio limitado.

El cráneo ofrece suficiente espacio para un cerebro grande sin necesidad de grandes músculos para sostenerlo.

Equilibrar antenas con forma de bocina pesada podría plantear un problema porque desplazan el centro de equilibrio. Entonces, la fuerza del cuello depende principalmente de su diseño de sus antenas.

Suponiendo que la musculatura de la boca es muy parecida a la de los carnívoros existentes, en su mayor parte, me pregunto:

If the muzzle is at all plausible with a large brain
If the muscles of the snout just be too heavy or large for the head
If any 'space saving' adaptations such as putting brain tissue in the spinal area would work
If the head would be too ridiculously large to support at all

Esta respuesta se ocupará específicamente de la relación entre el tamaño del cerebro y el hocico. Es decir, ¿es plausible el hocico de un carnívoro con un cerebro grande? La respuesta simple es no. Esto se puede demostrar observando la evolución humana .

Esta será una imagen simplificada de esa evolución, pero esto debería ser suficiente para explicar los principios generales involucrados. Esencialmente, durante el período, los humanos, desde los primates simiescos hasta los humanos modernos, aumentaron su capacidad craneal, es decir, el tamaño del cerebro aumentó mientras que el tamaño de sus mandíbulas disminuyó. Nuestros ancestros más antiguos poseían mandíbulas prognatas o lo que se puede llamar básicamente grandes mandíbulas que sobresalían de sus rostros. Este es el equivalente a un bozal. En comparación, los humanos modernos tienen caras planas y mandíbulas pequeñas junto con un tamaño cerebral mucho mayor.

Esencialmente, los homínidos con mandíbulas grandes tenían cerebros pequeños. A medida que se convirtieron en humanos, el cerebro aumentó y el tamaño de la mandíbula disminuyó. Básicamente, la capacidad craneal estaba restringida por los grandes músculos necesarios para sostener sus grandes mandíbulas. Los grandes cerebros y las pequeñas mandíbulas de los humanos modernos fueron características anatómicas que coevolucionaron para hacernos humanos.

Fuente: Evolución humana

En los primeros días de los estudios evolutivos humanos, se discutía si los homínidos desarrollaron primero sus cerebros grandes o si el tamaño de sus mandíbulas protuberantes se hizo más pequeño primero.

La falsificación del Hombre de Piltdown fue una desafortunada distracción para avanzar en la comprensión de la evolución humana.

La visión de "primero el cerebro grande" recibió más apoyo cuando los fósiles de Piltdown se presentaron al mundo. Si bien ahora sabemos que son fraudulentos, en ese momento (1911) parecían demostrar con bastante claridad que los humanos primitivos tenían un cráneo moderno sobre un cuerpo similar al de un simio. Y dado que los restos de Piltdown se encontraron en Inglaterra, respaldaron convenientemente la idea predominante de que los humanos modernos habían evolucionado en Europa, en lugar de África.

Esto dificultó la aceptación de que los humanos evolucionaron a partir de criaturas más simiescas que perdieron progresivamente sus características más simiescas, especialmente sus mandíbulas prognatas y la adquisición de caras inferiores menos parecidas a un hocico.

En consecuencia, cuando en 1924 Raymond Dart reconoció la posición del bebé Taung (Australopithecus africanus) en el árbol genealógico humano, sus ideas inicialmente enfrentaron una oposición considerable. No fue hasta que se descubrieron más fósiles de australopitecinos que su reconocimiento de A. australis como un homínido ganó credibilidad. Sin embargo, ahora se acepta que los ancestros de los humanos modernos evolucionaron en África y permanecieron allí hasta hace quizás 1,5 millones de años, cuando las poblaciones de Homo erectus abandonaron África y se trasladaron rápidamente por Europa y Asia.

Considere Australpithecus afarensis como una ilustración.

El miembro más conocido de esta especie es "Lucy", descubierta en 1974 por Don Johanson y Tom Gray y estimada en unos 3,2 millones de años (la afarensis vivió hace entre 3,9 y 3 millones de años). Este es un hallazgo importante ya que el esqueleto está notablemente completo para su edad (40% completo según algunas estimaciones, pero esto no incluye los huesos de las manos y los pies), proporcionando una gran cantidad de datos sobre su tamaño, postura y forma de andar.

En general, sus tamaños en términos de altura corporal y tamaño del cerebro son los siguientes:

Los restos de Afarensis indican que la especie tenía un fuerte dimorfismo sexual, con machos mucho más grandes que las hembras. Los restos indican que la altura del afarensis varió de 107 a 152 cm, y la capacidad craneal de 375 cc a 550 cc (AL 444-2, un macho adulto grande).

Con las siguientes características faciales y craneales:

La cara y el cráneo del afarensis eran parecidos a los de un simio: un arco superciliar prominente, frente baja y un hocico prognato que carecía de barbilla. Los dientes son intermedios entre los simios y los humanos: los molares son grandes y los caninos, aunque mucho más pequeños que los de los simios actuales, son más grandes y puntiagudos que los de los humanos. La forma de la arcada dental se encuentra entre la forma parabólica humana y la forma rectangular de los simios, y el foramen magnum, aunque está más adelante que en los simios, no está directamente debajo del cráneo como en los humanos.

Curiosamente, el resto de sus esqueletos muestran características mucho más parecidas a las de los humanos modernos que a las de los simios. Aunque hay indicios de que pasaron tiempo en los árboles.

Un resumen de las diferencias entre nuestros antepasados ​​australopitecinos y nosotros.

australopiteco

Foramen magnum más hacia adelante: el Australopithecus es en su mayoría bípedo, pero depende de los músculos de la cresta nucal / cuello para mantener la cabeza erguida.

Homo Sapiens (¡nosotros!)

El foramen magnum está centrado debajo del cráneo: H. sapiens es completamente bípedo con la cabeza en equilibrio sobre la columna.

cráneo humano

caja del cerebro redondeada (cerebro agrandado) con sitios reducidos para la unión muscular, especialmente aquellos que se usan para masticar y exhibiciones faciales agresivas que ya no se requieren.

Mono

Caja de cerebro más plana (cerebro más pequeño) que permite mayores sitios de unión muscular necesarios para exhibiciones faciales agresivas.

Es importante destacar que un carnívoro con bozal necesitará mayores sitios de unión muscular para sostener ese bozal y darle el poder de morder que un carnívoro necesita para devorar a su presa o matarla. Esto significará que los carnívoros tendrán cerebros más pequeños.

En resumen, los cerebros más grandes no son plausibles para los carnívoros con hocicos grandes.

¿Los músculos que soportan el hocico serían demasiado pesados ​​o grandes para la cabeza?

Esto parece probable, pero depende en gran medida del tamaño del hocico y del tamaño de la caja del cerebro. Ambas características son antagónicas entre sí. Si el carnívoro tuviera un hocico lo suficientemente grande y lo suficientemente grande, entonces toda la estructura podría ser muy difícil de manejar. Esto no es plausible.

En resumen, sí, pero extremadamente improbable.

Las adaptaciones de 'ahorro de espacio' de poner tejido cerebral en la columna parecen inverosímiles. Uno, porque el cerebro debe estar lo más cerca posible de los principales receptores sensoriales de un organismo. Esta es una regla general biológicamente hablando. Dos, no parece que haya suficiente espacio allí para albergar masa adicional.

Sin embargo, algunos de los dinosaurios más grandes tenían cerebros secundarios ubicados en sus espinas. De lo contrario, habrían tenido problemas de coordinación para manejar sus grandes cuerpos. Posiblemente, una serie de cerebros secundarios podrían ubicarse a lo largo de la columna vertebral de un organismo. Esto no haría que la criatura fuera más pequeña, pero probablemente estaría mejor coordinada. Quizás si su corteza estuviera ubicada en la caja cerebral más pequeña que necesita un carnívoro, entonces otras características neurológicas importantes del cerebro podrían estar en sus cerebros secundarios. Teóricamente, pero no del todo seguro si esto es biológicamente plausible.

Además, los pulpos tienen un sistema nervioso altamente distribuido que se extiende a través de sus cuerpos. Esto sugiere que un carnívoro inteligente podría haber evolucionado para tener un sistema nervioso altamente distribuido similar. Entonces, nuevamente, solo sus funciones ejecutivas superiores podrían necesitar alojarse en la caja cerebral más pequeña requerida por un carnívoro.

En resumen, mientras que la materia cerebral adicional ubicada en el área de la columna parece inverosímil, existen dos modelos posibles para la reubicación o emplazamiento de sistemas neuronales adicionales o extendidos. Tenga en cuenta: el organismo sería diferente de la mayoría de los carnívoros que conocemos. Esto es muy hipotético.

¿Si la cabeza fuera demasiado ridículamente grande para sostenerla?

En realidad, es la combinación de un gran cerebro y un hocico de carnívoro lo que, lamentablemente, es ridículo. Esto ha sido cubierto en la discusión de la segunda parte de su pregunta. La combinación de un gran cerebro y grandes mandíbulas es inherentemente contradictoria. No imposible, pero tan lleno de problemas para el organismo con otras características como para ser un peligro para su supervivencia.

Si tal criatura existiera, necesitaría otras características anatómicas para protegerse y poder sostener una cabeza enorme. ¿Quizás un cuerpo más grande con una musculatura poderosa?

En resumen, más improbable e inverosímil que demasiado ridículamente grande.

Sin embargo, esto es puramente especulativo. Si su carnívoro hipotético tuviera un plan corporal radicalmente diferente de los tipos de carnívoros que conocemos en el planeta Tierra, entonces podría poseer una anatomía en la que el equivalente del hocico de un carnívoro estuviera separado de su cerebro. Una vez que el hocico y la caja del cerebro son estructuras separadas, cada una puede evolucionar a tamaños considerablemente más grandes. El resultado podría ser fácilmente un carnívoro inteligente con un gran cerebro y un gran hocico con mandíbula musculosa. De hecho, se vería muy extraño.

Esta respuesta ha considerado la posibilidad de un carnívoro inteligente con un hocico y un cerebro grande en términos basados ​​en características encontradas en la evolución humana. Si bien ofrece algunas posibilidades sobre cómo podría funcionar este arreglo, sus conclusiones son generalmente negativas sobre este funcionamiento en combinación.

Un problema en el diseño de los cráneos es garantizar que el peso se mantenga en límites controlables, por lo que las presiones evolutivas para un peso ligero dan como resultado vacíos conocidos como "seno". Para un ejemplo bastante extremo, el cráneo del T-Rex tenía un sistema muy elaborado de senos nasales para la reducción de masa, junto con una ingeniería extrema para proporcionar puntos de unión para los músculos masivos en las mandíbulas, y la fuerza para dar mordidas lo suficientemente potentes como para aplastar. a través de hueso sólido.

Las grandes cavidades sinusales se muestran de manera prominente aquí.

Entonces, en principio, no hay nada que realmente impida que evolucione ese tipo de adaptación, suponiendo que la necesidad de un sentido del olfato altamente sensible junto con una gran inteligencia sea evolutivamente favorable.