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Biología del desarrollo evolutivo humano

La biología evolutiva del desarrollo humano, o informalmente evo-devo humana, es el subconjunto específico de la biología evolutiva del desarrollo humano . La biología evolutiva...

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La biología evolutiva del desarrollo humano, o informalmente evo-devo humana, es el subconjunto específico de la biología evolutiva del desarrollo humano . La biología evolutiva del desarrollo estudia la evolución de los procesos de desarrollo en diferentes organismos. Se utiliza en múltiples disciplinas, principalmente en la biología evolutiva y la antropología . Geoffroy Saint-Hilaire , Ernst Haeckel , Louis Bolk y Adolph Schultz sentaron las bases de la teoría de que "las modificaciones evolutivas en el desarrollo de los primates podrían haber dado lugar a los humanos modernos". [ 1 ] La biología evolutiva del desarrollo se centra principalmente en las formas en que la evolución afecta al desarrollo, [ 2 ] y busca desentrañar las causas de las innovaciones evolutivas. [ 3 ]

Este enfoque es relativamente nuevo, pero tiene sus raíces en la obra de Schultz, *Las distinciones físicas del hombre*, de la década de 1940. Schultz abogó por realizar estudios comparativos amplios para identificar rasgos exclusivamente humanos. [ 4 ]

Historia

Brian Hall rastrea los orígenes de la biología evolutiva del desarrollo en su artículo de 2012 sobre su pasado, presente y futuro. Comienza con la evolución darwiniana y la genética de Mendel , señalando la tendencia de los seguidores de ambos a principios del siglo XX a seguir caminos separados y a dejar de lado e ignorar problemas aparentemente inexplicables. [ 5 ] Una mayor comprensión de las estructuras genotípicas y fenotípicas a partir de la década de 1940 permitió la unificación de la evolución y la genética en la síntesis moderna . La biología molecular permitió entonces a los investigadores explorar los mecanismos y la evolución del desarrollo embrionario con detalle molecular, incluso en humanos. [ 5 ]

Desarrollo humano y de primates

Muchos estudios de biología del desarrollo evolutivo humano se han modelado a partir de estudios de primates y consideran ambos en un modelo comparativo. Leigh examinó la ontogenia cerebral y la evolución de la historia de vida humana en un artículo de 2006. Comparó los patrones de crecimiento cerebral de Homo erectus y Homo sapiens para comprender la evolución del tamaño y el peso del cerebro. Leigh encontró tres patrones diferentes, todos los cuales indicaban que la tasa de crecimiento de H. erectus igualaba o superaba a la de H. erectus . [ 6 ] Argumenta que este hallazgo tenía una amplia aplicación y relevancia para el estudio general de la evolución humana. Es pertinente específicamente para las conexiones entre el gasto energético y el desarrollo cerebral. Estos hallazgos son de utilidad específica en estudios sobre el gasto energético materno. [ 6 ] Estudio comparativo de primates no humanos, fósiles y humanos modernos para estudiar los patrones de crecimiento cerebral y correlacionar la historia de vida humana con el crecimiento cerebral. [ 6 ]

Jeremy De Silva y Julie Lesnik examinaron el tamaño del cerebro neonatal de chimpancés para identificar implicaciones para el crecimiento cerebral en Homo erectus . Esto cambió la comprensión de las diferencias y similitudes del crecimiento cerebral posnatal en humanos y chimpancés . El estudio encontró que era necesaria una distinción entre el tiempo de crecimiento y la tasa de crecimiento. Los tiempos de crecimiento fueron sorprendentemente similares, pero las tasas no. El artículo también aboga por el uso de fósiles para evaluar el tamaño del cerebro en general y en relación con la capacidad craneal. [ 7 ]

El uso del volumen endocraneal como medida del tamaño del cerebro ha sido una metodología popular en el estudio del registro fósil desde Darwin a mediados del siglo XIX. Esta medida se ha utilizado para evaluar los requerimientos metabólicos para el crecimiento cerebral y las compensaciones subsiguientes.

Neotenia

Parte del trabajo sobre biología del desarrollo evolutivo humano se ha centrado en las características neoténicas presentes en los humanos, pero no compartidas por el resto de los primates. Steven J. Gould analizó la presentación de la neotenia con "adiciones terminales" en los humanos. [ 8 ] La neotenia se define como el retraso o la ralentización del desarrollo en los humanos en comparación con sus homólogos primates no humanos. Las "adiciones terminales" eran extensiones o reducciones en la velocidad y el alcance de las etapas de desarrollo y crecimiento. [ 8 ] Gould planteó la hipótesis de que este proceso y la producción de neotenia en los humanos podrían ser la característica clave que, en última instancia, conduce a la naturaleza emocional y comunicativa de los humanos. Considera este factor como una faceta integral de la evolución humana. Sin embargo, también se han hecho advertencias sobre la aplicación de este aspecto a la clasificación de grupos, ya que resulta inapropiado como medida de logro evolutivo. [ 9 ]

Registro fósil

Los primeros estudios comparativos y humanos examinaron el registro fósil para medir características como el tamaño y la capacidad craneal, con el fin de inferir el tamaño del cerebro, la tasa de crecimiento, el crecimiento total y las posibles implicaciones para el gasto energético. Si bien esto es útil, la naturaleza estática de los fósiles individuales presenta su propio desafío. La línea filogenética fósil es en sí misma una hipótesis, por lo que cualquier cosa basada en ella es igualmente hipotética. [ 10 ]

Utilizando el registro fósil de neandertales, humanos modernos y chimpancés, Gunz et al. examinaron los patrones de desarrollo endocraneal. [ 11 ] Descubrieron que existen características comunes entre los tres grupos y que los humanos modernos divergen de estos patrones comunes durante el primer año de vida. Concluyeron que, si bien gran parte de los resultados del desarrollo son similares en cuanto al tamaño del cerebro, las trayectorias por las que se llegó a ellos no son compartidas. La mayoría de las diferencias entre ambos surgen después del nacimiento, durante el primer año, con el desarrollo cognitivo. [ 11 ]

Se han realizado varios estudios que no solo consideran los registros fósiles incompletos, sino que también intentan identificar específicamente las barreras que presenta esta condición. Por ejemplo, Kieran McNulty analiza las posibles utilidades y limitaciones del uso de taxones fósiles incompletos para examinar el desarrollo longitudinal en Australopithecus africanis. [ 10 ]

Muchos estudios sobre el desarrollo se han centrado específicamente en los humanos. En su artículo de 2011, Bernard Crespi se centró en la adaptación y el conflicto genómico en las enfermedades infantiles. Considera la evolución de las enfermedades infantiles y sus niveles de riesgo, y concluye que tanto el riesgo como la enfermedad han evolucionado. [ 12 ]

Hotchberg y Belsky incorporan una perspectiva de historia de vida, centrándose en la adolescencia. La variación sustancial en las trayectorias y presentaciones fenotípicas sugiere una influencia ambiental significativa. Se enfocan en la plasticidad entre las etapas del desarrollo y los factores que la configuran. La tasa de maduración, la fecundidad y la fertilidad se vieron afectadas por las circunstancias ambientales. Argumentan que la maduración temprana puede ser positiva, reflejando acciones oportunistas dentro de condiciones específicas. [ 13 ]

Bases genéticas y epigenéticas

Los avances tecnológicos que han permitido un acceso cada vez mayor al crecimiento de la forma humana en el útero han resultado particularmente formativos en estudios centrados en el desarrollo genético y epigenético. Bakker et al. analizan la naturaleza interconectada de los procesos de desarrollo e intentan utilizar las anomalías vertebrales fetales como indicador de otras malformaciones. Descubrieron que el origen de las células no estaba tan correlacionado como las señales de desarrollo observadas. [ 14 ] El desarrollo intrauterino y las malformaciones estaban correlacionados en cuanto a su gravedad. [ 14 ]

Freiston y Galis estudian el desarrollo de las costillas, los dedos y la asimetría de los mamíferos. Argumentan que esta construcción es relevante para el estudio de las enfermedades, la consistencia en la evolución de los planes corporales y la comprensión de las limitaciones del desarrollo. [ 15 ] Se encontró dimorfismo sexual en la proporción de los dedos prenatales tan pronto como a las 14 semanas y se mantuvo independientemente de si se incluía o no la parte carnosa del dedo. [ 15 ]

Estudios del lenguaje y cognitivos

El lenguaje y la función cognitiva también han sido objeto de estudios evolutivos. En lo que respecta al lenguaje y la biología del desarrollo evolutivo, existe una tensión desde el principio. Gran parte de esta controversia se ha centrado en si se debe considerar y estudiar el lenguaje como una adaptación en sí misma o como un subproducto de otras adaptaciones. Jackendoff y Pinker han defendido que el lenguaje es una adaptación debida a la naturaleza social interdependiente de los humanos. Para respaldar estas afirmaciones, señalan aspectos como la bidireccionalidad en el uso y la comprensión del lenguaje. [ 16 ] Esto contradice las afirmaciones de teóricos como Noam Chomsky , quien argumentó en contra de que el lenguaje sea una adaptación específica de los humanos. [ 17 ]

Se ha argumentado que la adaptación y la teoría adaptativa pueden considerarse incluso independientemente de su utilidad en el estudio del lenguaje. Gould y Lewontin abordan lo que consideraban fallos en la teoría adaptativa mediante la analogía de las enjutas de San Marcos. Entre los problemas identificados se encuentra la falta de distinción entre qué rasgo se desarrolló y cómo se utiliza, y las razones o fuerzas subyacentes que crearon inicialmente el rasgo novedoso. [ 18 ] Esto resulta particularmente difícil de abordar en el lenguaje y la cognición intangibles.

Este debate se ha prolongado durante décadas y, con mayor frecuencia, se presenta en forma de respuestas y diálogos publicados entre teóricos. Este debate continuo ha impulsado esfuerzos para integrar ambas perspectivas de manera útil. Fitch argumenta que estos dos enfoques pueden conciliarse mediante el estudio de la "computación neutra y el desarrollo del cerebro de los mamíferos". [ 19 ] Podría ser más útil considerar componentes específicos de la computación y el desarrollo neuronal, qué se ha seleccionado y con qué fin. [ 19 ]

Ploeger y Galis abordaron la capacidad de evolución modular y las limitaciones del desarrollo en las trayectorias evolutivas humanas y de otros primates. Argumentan que estos temas deben tratarse con un enfoque interdisciplinario que abarque las ciencias cognitivas. Lo plantean en el contexto de:

  1. Modularidad: la capacidad de un sistema para organizar a los individuos en beneficio del conjunto.
  2. Evolucionabilidad: capacidad de un organismo o de los organismos para adaptarse a través de la evolución.
  3. Restricciones del desarrollo: aquellas cosas que actúan como barreras para las adaptaciones evolutivas. [ 20 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Mitteroecker, Philipp; Bookstein, Fred ( 1 de abril de 2008). "El papel evolutivo de la modularidad y la integración en el cráneo hominoide" . Evolution . 62 (4): 943–958 . doi : 10.1111/j.1558-5646.2008.00321.x . PMID 18194472. S2CID 23716467 .  
  2. ↑ Müller, Gerd B. (2007). "Evo–devo: extending the evolutionary synthesis". Nature Reviews Genetics . 8 (12): 943– 949. doi : 10.1038/nrg2219 . PMID 17984972 . S2CID 19264907 .  
  3. ↑ Guinard, Geoffrey (2012-12-01). "Los conceptos evolutivos se encuentran con el cuello de los pingüinos (Aves: Sphenisciformes), hacia una "estrategia de supervivencia" para la biología del desarrollo evolutivo". Theory in Biosciences . 131 (4): 231– 242. doi : 10.1007/s12064-012-0156-1 . PMID 22890499 . S2CID 3079450 .  
  4. ↑ Schultz, Adolph H. (1950). "Las distinciones físicas del hombre". Actas de la Sociedad Filosófica Americana . 94 (5): 428– 449. JSTOR 3143610 . 
  5. 1 2 Hall, Brian K. (2012). "Biología del desarrollo evolutivo (Evo-Devo): pasado, presente y futuro" . Evolution: Education and Outreach . 5 (2): 184– 193. doi : 10.1007/s12052-012-0418-x . S2CID 8525040 . 
  6. 1 2 3 Leigh, Steven R. (2012-12-01). "Crecimiento del tamaño del cerebro e historia de vida en la evolución humana". Evolutionary Biology . 39 (4): 587– 599. Bibcode : 2012EvBio..39..587L . doi : 10.1007/s11692-012-9168-5 . S2CID 16701629 . 
  7. ^ Cofrán, Zachary; DeSilva, Jeremy M. (1 de abril de 2015). "Una perspectiva neonatal sobre el crecimiento cerebral del Homo erectus". Revista de evolución humana . 81 : 41– 47. Bibcode : 2015JHumE..81...41C . doi : 10.1016/j.jhevol.2015.02.011 . PMID 25771994 . 
  8. 1 2 Gould 1977 .
  9. ↑ Pievani, Telmo (2012). "JASs". Journal of Anthropological Sciences . 90 (90): 133– 49. doi : 10.4436/jass.90016 (inactivo el 12 de julio de 2025). PMID 23274749 . {{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo desde julio de 2025 ( enlace )
  10. 1 2 McNulty, Kieran P. (2012-12-01). "Desarrollo evolutivo en Australopithecus africanus". Evolutionary Biology . 39 (4): 488– 498. Bibcode : 2012EvBio..39..488M . doi : 10.1007/s11692-012-9172-9 . ISSN 0071-3260 . S2CID 18870464 .  
  11. 1 2 Gunz, Philipp; Neubauer, Simon; Golovanova, Lubov; Doronichev, Vladimir; Maureille, Bruno; Hublin, Jean-Jacques (2012). "Un patrón de desarrollo endocraneal humano único y moderno. Perspectivas a partir de una nueva reconstrucción craneal del recién nacido neandertal de Mezmaiskaya". Journal of Human Evolution . 62 (2): 300– 313. Bibcode : 2012JHumE..62..300G . doi : 10.1016/j.jhevol.2011.11.013 . PMID 22221766 . 
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  19. 1 2 Fitch, Tecumseh (3–6 de septiembre de 2009). Skyhooks and Spandrels: What can Evo-Devo tell about the evolution of syntax (PDF) . 21.º Taller Altenberg de Biología Teórica. www.kli.ac.at. Archivado del original (PDF) el 6 de julio de 2013. Recuperado el 13 de mayo de 2017 .
  20. ↑ Ploeger, Annemie; Galis, Frietson (2011-07-01). "Biología del desarrollo evolutivo y ciencia cognitiva" (PDF) . Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science . 2 (4): 429– 440. doi : 10.1002/wcs.137 . hdl : 11245.1/e2390feb-f7a4-406e-a6f8-8dc6746a780b . PMID 26302202 . 

Fuentes