Cérebro de nossa ancestral “Lucy” parecia o de um macaco

Impressões cerebrais de 3 milhões de anos mostram, porém, que os bebês Australopithecus afarensis poderiam ter uma longa dependência de quem cuidasse deles, como os humanos atuais

Impressões cerebrais em crânios fósseis da espécie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” e a “criança Dikika” da Etiópia, retratadas aqui em vista frontal e lateral) lançam uma nova luz sobre a evolução do crescimento e organização do cérebro. Crédito: © Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

Um novo estudo internacional liderado pelos paleoantropólogos Philipp Gunz e Simon Neubauer, do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig (Alemanha), revela que a espécie de “Lucy”, Australopithecus afarensis, tinha um cérebro semelhante ao de um macaco. No entanto, o crescimento prolongado do cérebro sugere que, como é o caso em humanos, os bebês podem ter uma longa dependência de quem cuide deles.

A espécie Australopithecus afarensis habitou a África Oriental há mais de 3 milhões de anos e ocupa uma posição importante na árvore genealógica dos hominíneos, pois é amplamente aceito como ancestral de todos os hominíneos posteriores, incluindo a linhagem humana. “Lucy e seu tipo fornecem evidências importantes sobre o comportamento precoce dos hominíneos. Eles andavam de pé, tinham cérebros cerca de 20% maiores que os dos chimpanzés, podem ter usado ferramentas de pedra afiadas”, explica o autor sênior Zeresenay Alemseged, da Universidade de Chicago (EUA), que dirige o projeto de campo de Dikika, na Etiópia, onde o esqueleto de uma criança Australopithecus foi encontrado no ano 2000. “Nossos novos resultados mostram como o cérebro deles se desenvolveu e como eles foram organizados”, acrescenta Alemseged.

Para estudar o crescimento e a organização do cérebro no Australopithecus afarensis, os pesquisadores examinaram o crânio fóssil da criança Dikika usando microtomografia síncrotron no Centro Europeu de Radiação Síncrotron (ESRF), em Grenoble (França). Com a ajuda dessa tecnologia de ponta, os pesquisadores podem revelar a idade da morte com precisão de algumas semanas.

LEIA TAMBÉM: Crânio revela como ancestral humano de mais de 3 milhões de anos vivia

Além disso, sete outros crânios fósseis bem preservados, do sítio etíope de Hadar, foram escaneados usando tomografia convencional de alta resolução. Vários anos de reconstrução de fósseis meticulosos e contagem de linhas de crescimento dentário produziram uma impressão cerebral excepcionalmente preservada da criança Dikika, uma idade precisa da morte, novas estimativas de volume endocraniano e características endocranianas não detectadas de fósseis Australopithecus conhecidos.

Esses dados lançam nova luz sobre duas questões que têm sido controversas: existem evidências de reorganização cerebral semelhante ao humano no Australopithecus afarensis? O padrão de crescimento cerebral em A. afarensis foi mais semelhante ao dos chimpanzés ou ao dos humanos?

Infância prolongada
As impressões cerebrais (mostradas em branco) nos crânios fósseis da espécie Australopithecus afarensis lançam uma nova luz sobre a evolução do crescimento e organização do cérebro. Vários anos de reconstrução fóssil meticulosa e contagem de linhas de crescimento dentário produziram uma impressão cerebral excepcionalmente preservada da criança Dikika e uma idade precisa na morte. Crédito: © Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

Contrariamente às alegações anteriores, as impressões endocranianas do Australopithecus afarensis revelam uma organização cerebral semelhante a um macaco, e nenhuma característica derivada para os seres humanos. No entanto, uma comparação dos volumes endocranianos de bebês e adultos indica um crescimento cerebral prolongado semelhante ao humano no Australopithecus afarensis, provavelmente crítico para a evolução de um longo período de aprendizado na infância em homininos.

Os cérebros dos humanos modernos não são apenas muito maiores que os de nossos parentes vivos mais próximos; também são organizados de maneira diferente e levam mais tempo para crescer e amadurecer. Por exemplo, comparados aos chimpanzés, os bebês humanos modernos aprendem mais à custa de serem totalmente dependentes do cuidado dos pais por períodos mais longos. Juntas, essas características são importantes para a cognição humana e o comportamento social, mas suas origens evolutivas permanecem incertas. O cérebro não se fossiliza, mas, à medida que cresce e se expande antes e após o nascimento, os tecidos ao redor de sua camada externa deixam uma marca na região óssea do cérebro. Com base nesses endocasts (moldes internos de objetos ocos), os pesquisadores puderam medir o volume endocraniano e inferir aspectos-chave da organização cerebral a partir de impressões de convulsões cerebrais no crânio.

Diferenças na organização cerebral
O cérebro não se fossiliza, mas, à medida que cresce, os tecidos ao redor de sua camada externa deixam uma marca na caixa óssea. A impressão endocraniana da criança Dikika revela uma organização cerebral semelhante à de um macaco, e nenhuma característica derivada para os seres humanos. Crédito: © Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

Uma diferença importante entre macacos e humanos envolve a organização dos lobos parietal e occipital do cérebro. “Em todos os cérebros dos macacos, um sulco lunado [em forma de meia-lua] bem definido se aproxima do limite anterior do córtex visual primário dos lobos occipitais”, explica o coautor Dean Falk, da Universidade Estadual da Flórida (EUA), especialista em interpretação de impressões endocranianas. Alguns já haviam argumentado anteriormente que as mudanças estruturais do cérebro resultaram em uma colocação mais atrasada (semelhante ao humano) do sulco lunado nos moldes internos de australopitecos e, futuramente, no desaparecimento de uma clara impressão endocraniana em humanos.

Hipoteticamente, essa reorganização cerebral nos australopitecos poderia estar ligada a comportamentos mais complexos do que os de seus parentes símios de grande porte (por exemplo, fabricação de ferramentas, mentalização e comunicação vocal). Infelizmente, o sulco lunado em geral não é bem reproduzido nos moldes, e assim existe uma controvérsia ainda não resolvida sobre a sua posição nos australopitecos.

O molde excepcionalmente bem preservado da criança Dikika tem uma impressão inequívoca de um sulco lunado em uma posição semelhante à de um macaco. Da mesma forma, as tomografias computadorizadas revelam uma impressão anteriormente não detectada de um sulco lunado semelhante ao de um macaco em um fóssil bem conhecido de um indivíduo Australopithecus adulto de Hadar (AL 162-28). Contrariamente às alegações anteriores, os pesquisadores não encontraram evidências de reorganização cerebral em nenhum molde de Australopithecus afarensis que preserva impressões sulcais detalhadas.

Segredos da dentição

Em bebês, as tomografias computadorizadas de síncrotron da dentição possibilitam determinar a idade de um indivíduo na morte, contando as linhas de crescimento dentário. Tal como anéis de crescimento de uma árvore, seções virtuais de um dente revelam linhas de crescimento incrementais que refletem o ritmo interno do corpo. Estudando os dentes fossilizados do bebê Dikika, os especialistas em odontologia da equipe Paul Tafforeau (ESRF), Adeline Le Cabec (ESRF/Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária) e Tanya Smith (Universidade Griffith, Austrália) calcularam uma idade de morte de 861 dias (2,4 anos).

“Após sete anos de trabalho, finalmente tivemos todas as peças do quebra-cabeça para estudar a evolução do crescimento cerebral”, diz o principal autor, Philipp Gunz. “A idade da morte da criança Dikika e seu volume endocraniano, os volumes endocranianos dos melhores fósseis de Australopithecus afarensis adultos preservados e dados comparativos de mais de 1600 seres humanos e chimpanzés modernos.”

Crescimento prolongado do cérebro

O ritmo do desenvolvimento dentário da criança Dikika foi amplamente comparável ao dos chimpanzés e, portanto, mais rápido que nos humanos modernos. No entanto, dado que o cérebro dos adultos Australopithecus afarensis era aproximadamente 20% maior que o dos chimpanzés, o pequeno volume endocraniano da criança Dikika sugere um período prolongado de desenvolvimento cerebral em relação ao dos chimpanzés. “Mesmo uma comparação conservadora do bebê Dikika com adultos de estatura pequena e cérebro pequeno, como Lucy, sugere que o crescimento do cérebro no Australopithecus afarensis foi prolongado como nos humanos hoje”, explica Simon Neubauer.

“Nossos dados mostram que o Australopithecus afarensis tinha uma organização cerebral semelhante à de um macaco, mas sugerem que esses cérebros se desenvolveram por um período mais longo do que nos chimpanzés”, conclui Philipp Gunz.

Entre os primatas em geral, diferentes taxas de crescimento e maturação estão associadas a diferentes estratégias de cuidados com o bebê, sugerindo que o longo período de crescimento cerebral no Australopithecus afarensis pode ter sido associado a uma longa dependência de cuidadores. Como alternativa, o crescimento lento do cérebro também pode representar principalmente uma maneira de espalhar os requisitos energéticos da prole dependente por muitos anos em ambientes onde os alimentos não são abundantes. Em ambos os casos, o prolongado crescimento cerebral no Australopithecus afarensis forneceu uma base para a evolução subsequente do cérebro e do comportamento social nos homininos e foi provavelmente crítico para a evolução de um longo período de aprendizado na infância.

Veja também

+ Invasão de vespas assassinas aumenta tensão com 2020 nos EUA
+ Anticoagulante reduz em 70% infecção de células pelo coronavírus
+ Assintomáticos: 5 dúvidas sobre quem pega o vírus e não tem sintomas
+ 12 dicas de como fazer jejum intermitente com segurança