Nós humanos maravilhamo-nos com os nossos grandes cérebros, o que nos tornou os animais mais avançados do planeta. Mas corrê-los requer muita energia. Um novo estudo sugere que pagamos um grande preço por sermos tão inteligentes. Ao longo da nossa evolução, os humanos ficaram mais fracos em relação a outros primatas, trocando rixas por cérebros.

A um volume médio de 1400 centímetros cúbicos, os nossos cérebros são três vezes maiores do que os dos nossos primos evolucionários vivos mais próximos, os chimpanzés. Enquanto os pesquisadores debatem porque nossos noggins ficaram tão grandes, uma coisa é certa: o cérebro é um órgão caro. Nossos cérebros usam 20% dos nossos gastos energéticos quando estamos descansando, mais do dobro do gasto pelos chimpanzés e outros primatas. Nos anos 90, no Reino Unido.os pesquisadores Leslie Aiello e Peter Wheeler propuseram o que chamaram de hipótese dos tecidos caros, argumentando que o sistema digestivo humano, que usa muita energia para metabolizar nossos alimentos, havia diminuído consideravelmente para ajudar a pagar esse preço.

Para ver o que outros trade-offs poderiam ter ocorrido, uma equipe liderada por Philipp Khaitovich, biólogo do Instituto Parceiro de Biologia Computacional CAS-MPG em Xangai, China, analisou os perfis de uso de energia de cinco tecidos diferentes em quatro espécies animais. Três dos tecidos estavam no cérebro: o córtex pré-frontal (envolvido na cognição avançada), o córtex visual primário (que processa o sentido da visão) e o córtex cerebelar (chave para o controle motor). Os outros dois tecidos eram o rim e o músculo da coxa. As espécies animais no estudo foram humanos, chimpanzés, macacos rhesus e ratos, cujos tecidos foram amostrados logo após suas mortes.

Couro do que medir diretamente o uso de energia, os pesquisadores usaram um indicador proxy chamado de metabolome-o conjunto de pequenas moléculas, ou metabólitos, que ou alimentam tecidos vivos ou compõem suas estruturas, incluindo aminoácidos, gorduras, açúcares, vitaminas e outros compostos. A equipe detectou cerca de 10.000 metabolitos diferentes em cada tipo de tecido e comparou as diferenças metabólicas e genéticas entre esses diversos animais, usando uma amostra de 14 indivíduos de cada uma das quatro espécies. Como os pesquisadores relatam hoje em PLOS Biologia, as diferenças nos perfis metabólicos entre os ratos, macacos e chimpanzés não foram maiores do que as diferenças genéticas relativamente pequenas entre eles, o que significa que a evolução provavelmente não alterou significativamente nenhum dos seus tecidos. Também não houve evidência de alterações evolutivas significativas no rim humano ou no córtex visual ou cerebelar.

Por outro lado, o perfil metabólico do córtex pré-frontal humano foi dramaticamente alterado em relação ao de outros primatas: Usando a divisão entre o humano e o rato (130 milhões de anos atrás) e entre humanos e macacos (45 milhões de anos atrás) como linhas de base, a equipa calculou que o metaboloma tinha evoluído quatro vezes mais rápido do que o do chimpanzé ao longo dos cerca de 6 milhões de anos desde a divisão das linhas humana e de chimpanzés. (As diferenças genéticas entre as duas espécies, em contraste, são apenas cerca de 2%)

Este resultado não foi chocante, dadas as montanhas de evidência da maior proeza cognitiva do cérebro humano em comparação com o de outros primatas. Mas o que surpreendeu a equipe foram as diferenças nos perfis dos primatas e do músculo esquelético humano: o metaboloma humano tinha evoluído mais de oito vezes mais rápido do que o dos chimpanzés desde que as duas espécies seguiram seus caminhos evolutivos separados.

Para garantir que esta disparidade não fosse simplesmente devida a diferenças no ambiente e na dieta, a equipe expôs os macacos a algo parecido com o estilo de vida humano moderno. Os pesquisadores pegaram 12 macacos macacos e os dividiram em dois grupos de seis cada um. Um grupo foi colocado em gaiolas individuais, solitárias, para limitar a quantidade de exercício que podiam fazer, e foi alimentado com uma dieta cozida rica em gorduras e açúcares; o segundo grupo foi colocado em gaiolas solitárias, mas alimentado com uma dieta normal de alimentos vegetais crus. Quando estes 12 sujeitos foram comparados com um grupo de controlo de 17 macacos alimentados com dietas normais e permitidos a romper no exterior em grupos familiares, as diferenças nos seus metabolomas foram mínimas, atingindo não mais do que 3% das alterações metabólicas detectadas em humanos. Isso exclui explicações dietéticas ou ambientais para as diferenças, os pesquisadores concluem.

Finalmente, a equipe realizou um teste chave: comparar a força dos macacos, chimpanzés e humanos. Embora estudos anteriores muito limitados tivessem sugerido que os humanos eram as espécies mais fracas quando se leva em conta o tamanho do corpo, nenhuma comparação sistemática tinha sido feita. Assim, os investigadores conceberam uma experiência na qual macacos, chimpanzés e humanos tinham de puxar um peso ajustável com toda a sua força, usando os músculos dos braços e das pernas (ver vídeo). Os macacos e chimpanzés foram motivados pelo desejo de conseguir uma recompensa alimentar, enquanto os humanos – que incluíam cinco jogadores universitários de basquetebol e quatro alpinistas profissionais – foram motivados pelas exortações dos investigadores para fazerem o seu melhor competitivo. O resultado: Os humanos mostraram ser em média apenas metade tão fortes como os outros dois primatas.

A equipa admite que ainda não está claro porque é que as diferenças no metaboloma entre humanos e outros primatas levam a uma força muscular mais fraca; quando os investigadores analisaram as possíveis diferenças estruturais entre o chimpanzé e o músculo da coxa humana, não encontraram nenhuma, deixando como explicação mais provável as diferenças ainda desconhecidas no uso de energia. E embora os pesquisadores advertem que as diferenças entre humanos e outros primatas podem ter sido devidas em parte a diferentes níveis de motivação enquanto puxavam os pesos, a consistência das descobertas indica que os humanos são de fato mais fracos em geral. Os cientistas supõem que a evolução paralela de cérebros maiores e músculos mais fracos na linhagem humana pode não ter sido uma coincidência, mas sim devido a uma “realocação” dos recursos energéticos entre os dois tecidos. A idéia de uma tal troca “é uma hipótese muito simples”, diz Khaitovich, “mas na evolução as explicações simples são muitas vezes as melhores”.

Aiello, que é agora presidente da Wenner-Gren Foundation for Anthropological Research em Nova York, diz que pesquisas recentes sugerem que “os trade-offs energéticos relevantes para a evolução do cérebro são mais complexos” do que ela e Wheeler haviam sugerido originalmente em suas hipóteses cérebro versus intestino, e que “este trabalho demonstra outro possível trade-off entre as necessidades metabólicas do cérebro e músculo esquelético”.”

No entanto, Aiello e outros pesquisadores acham que os humanos não só ficaram mais fracos, mas começaram a usar seus músculos de maneiras diferentes que exigiam menos força geral, por exemplo, para a corrida de resistência durante a caça ou outras atividades – uma idéia que foi defendida por Daniel Lieberman, antropólogo da Universidade de Harvard.

Lieberman diz que o novo trabalho “é muito legal e interessante”, mas ele não compra a sugestão de um trade-off cérebro versus músculo cerebral durante a evolução humana. “Os humanos são menos fortes que os chimpanzés, mas não acredito que sejamos menos atléticos”, diz Lieberman. Assim, ele argumenta que os humanos ainda usavam uma grande quantidade de energia muscular, mas a aplicavam em tarefas que melhoravam sua sobrevivência a longo prazo, e não em façanhas de poder bruto. Com os nossos cérebros maiores e mais inteligentes, Lieberman diz que os humanos conceberam formas de serem mais eficientes energeticamente, tornando-se caçadores mais eficazes, aprendendo a cozinhar os nossos alimentos e partilhando recursos entre grupos maiores. Em outras palavras, nos sorteios evolutivos, a vitória às vezes vai para o mais bravo e não para o mais bravo.

(Crédito do vídeo: Kasia Bozek)