L’evoluzione del cervello degli uccelli

Ricostruita l’evoluzione del cervello degli uccelli confrontando i dati dei volumi cerebrali di dinosauri aviani, uccelli estinti e uccelli moderni


Gli uccelli moderni sono gli ultimi dinosauri teropodi esistenti e sopravvissuti all’estinzione del Cretaceo di 66 milioni di anni fa (Pikaia ne ha parlato qui, qui e qui). Sono una classe di animali molto complessi che rivaleggia con i mammiferi come forme e comportamenti. Anche dal punto di vista cerebrale, alcuni gruppi di uccelli denotano un grande sviluppo che li smarca non di poco dai loro parenti “terribili” estinti.

In un recente studio, pubblicato sulla rivista Current Biology, un team internazionale di biologi evoluzionisti e paleontologi ha ricostruito l’evoluzione del cervello aviano utilizzando un grande dataset di volumi cerebrali provenienti da dinosauri, uccelli estinti e uccelli moderni. Per capire come il cervello degli uccelli è cambiato, il team di scienziati ha usato i dati della TAC per creare gli endocast (modelli del cervello basati sulla forma della cavità cranica) di centinaia di uccelli e dinosauri, che hanno combinato con un grande database esistente di misurazioni cerebrali degli uccelli moderni. Hanno poi analizzato il rapporto tra le dimensioni del cervello con le dimensioni del corpo (Pikaia ne ha parlato qui).

Dallo studio è emerso che prima dell’estinzione di massa alla fine del Cretaceo, gli uccelli e i dinosauri avevano dimensioni cerebrali relativamente simili; dopo l’estinzione del Cretaceo, il rapporto di scala cervello-corpo si è notevolmente modificato in alcuni gruppi di uccelli che hanno subito una radiazione evolutiva molto rapida, che ha gli permesso di rioccupare lo spazio ecologico liberato dai gruppi estinti. La selezione per le piccole dimensioni del corpo si è rivelata un fattore importante nell’evoluzione degli uccelli dal cervello grande.

I due gruppi di uccelli con dimensioni del cervello veramente eccezionali rispetto alle dimensioni del corpo si sono evoluti relativamente di recente: pappagalli e corvidi. Questi due gruppi hanno ottenuto i cervelli più grandi con due modelli evolutivi differenti: i pappagalli hanno principalmente ridotto le loro dimensioni corporee, mantenendo le dimensioni del cervello più o meno fisse, mentre i corvidi hanno aumentato le dimensioni del corpo e del cervello contemporaneamente (con tassi di evoluzione delle dimensioni del cervello che superano i tassi di evoluzione delle dimensioni del corpo). Questi uccelli mostrano un’enorme capacità cognitiva, compresa la capacità di usare strumenti e linguaggio (Pikaia ne ha parlato qui), di ricordare i volti umani e perfino di riconoscersi allo specchio (Pikaia ne ha parlato qui) e comprender le proprietà dell’acqua (Pikaia ne ha parlato qui). Al contrario, uccelli come emù e piccioni hanno le stesse dimensioni del cervello che ci si aspetterebbe da un dinosauro teropode della stessa dimensione del corpo (Pikaia ne ha parlato qui).

Per i ricercatori c’è stata una sorta di convergenza tra l’evoluzione delle dimensioni maggiori del cervello dei corvi e l’evoluzione del cervello di noi Homo sapiens: come per i nostri antenati, nei corvi si è assistito ad un aumento sia delle dimensioni del corpo che quelle del cervello allo stesso tempo, ma con un aumento delle dimensioni del cervello ancora più rapido. I corvidi possono essere quindi considerati gli “ominini” tra gli uccelli.


Fonti:
Daniel T. Ksepka, Amy M. Balanoff, N. Adam Smith, Gabriel S. Bever, Bhart-Anjan S. Bhullar, Estelle Bourdon, Edward L. Braun, J. Gordon Burleigh, Julia A. Clarke, Matthew W. Colbert, Jeremy R. Corfield, Federico J. Degrange, Vanesa L. De Pietri, Catherine M. Early, Daniel J. Field, Paul M. Gignac, Maria Eugenia Leone Gold, Rebecca T. Kimball, Soichiro Kawabe, Louis Lefebvre, Jesús Marugán-Lobón, Carrie S. Mongle, Ashley Morhardt, Mark A. Norell, Ryan C. Ridgely, Ryan S. Rothman, R. Paul Scofield, Claudia P. Tambussi, Christopher R. Torres, Marcel van Tuinen, Stig A. Walsh, Akinobu Watanabe, Lawrence M. Witmer, Alexandra K. Wright, Lindsay E. Zanno, Erich D. Jarvis, Jeroen B. Smaers. Tempo and Pattern of Avian Brain Size Evolution. Current Biology, 2020; DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.060

Immagine: © Frank Schulenburg, via Wikimedia Commons