¿Podría una laringe menos compleja haber permitido el habla en humanos?

ARRIBA: ISTOCK.COM, RollingEarth

La capacidad de hablar de los humanos se ha atribuido a sus características anatómicas únicas, específicamente con respecto a la voz Aunque esto es debatido, la capacidad cerebral. Un estudio publicado en línea hoy (11 de agosto) en Science postula que, de manera un tanto contraria a la intuición, una simplificación anatómica en la laringe humana puede haber sido un paso importante en la evolución del habla compleja. Con base en un análisis comparativo entre primates modernos, experimentos y modelos matemáticos, los autores proponen que la pérdida de una membrana laríngea puede haber ayudado a estabilizar la vocalización en los ancestros humanos, lo que facilitó un amplio intercambio de información a través del lenguaje hablado.

Ver Los babuinos pueden hacer sonidos que se encuentran en el habla humana

La evolución del lenguaje es uno de los eventos más enigmáticos en la historia evolutiva humana, dice el coautor Takeshi Nishimura, investigador de primates en la Universidad de Kyoto en Japón. Otros eventos de transición, como la locomoción bípeda y el aumento del tamaño del cerebro, se pueden estudiar a través del registro fósil, dice, pero el lenguaje nunca se fosilizó.

Las comparaciones entre primates no humanos existentes son, por lo tanto, una de las más poderosas. enfoque[s] para explorar la evolución del lenguaje, agrega Nishimura. Ahí es donde él y sus colegas comenzaron cuando se propusieron reconstruir los pasos evolutivos que llevaron a los humanos a hablar y cantar, centrándose específicamente en los cambios que ha sufrido la laringe a lo largo de la evolución de los primates.

La tarea comparativa se hizo más fácil. por el hecho de que no muy lejos del laboratorio de Nishimura se encuentra el Japan Monkey Centre, que alberga la mayor variedad de especies de primates no humanos del mundo y, casualmente, una colección de laringe extraída de cadáveres de primates. Usando resonancia magnética y tomografía computarizada, Nishimura y sus colegas inspeccionaron la anatomía de la laringe de 43 especies de 25 géneros. El minucioso trabajo reveló que todos ellos tenían una estructura que se sabe que está ausente en los humanos: una membrana delgada separada de la cuerda vocal por un surco conocido como surco. La explicación más parsimoniosa es que esta característica estaba presente en los ancestros de los primates actuales y que los humanos son la única especie existente que la ha perdido.

Anatomía vocal en humanos (B) y chimpancés (C). Una resonancia magnética frontal (izquierda) y un dibujo (centro) muestran la región correspondiente a una laringe extirpada al nivel de la línea discontinua (derecha). La membrana vocal (vm) y el surco (s) que separa la membrana de la cuerda vocal (vf) en los chimpancés está ausente en los humanos. Reimpreso con permiso de Nishimura et al., Science 377:760 ( 2022)

Una de las contribuciones más importantes de este estudio es su estudio exhaustivo de muchas especies que demuestra que la presencia de estas membranas vocales es el estado predeterminado de los primates, dice el biólogo del Instituto de Neurociencia de Princeton, Asif Ghazanfar, que no participó en este investigación pero ha colaborado previamente con uno de los autores. Es difícil compilar los datos para un análisis comparativo tan grande, señala.

Nishimura y sus colegas también intentaron comprender la función de estas membranas en la producción de sonido de los primates. Su enfoque fue probar si esta estructura anatómica vibra durante la vocalización simulada experimentalmente en chimpancés (Pan troglodytes), macacos rhesus (Macaca mulatta) y monos ardilla comunes ( Saimiri sciureus), una cuestión que estudiaron tanto en animales vivos anestesiados como en laringe extraída de animales que habían muerto recientemente de forma natural o por eutanasia sin relación con los experimentos. En todos los casos, estas membranas delgadas vibraron, lo que proporciona evidencia de que son fundamentales para la producción de sonido.

Junto con modelos publicados previamente y datos de grupos que incluyeron a Ghazanfar y un coautor del estudio actual, las observaciones de este equipo sugieren que estas membranas pueden facilitar la ejecución de llamadas más fuertes y de alta frecuencia utilizadas, por ejemplo, cuando se enfrentan a grupos antagónicos, dice Nishimura. Pero además, la nueva evidencia experimental, acompañada de modelos matemáticos, indican que la vibración de estas membranas hace que las vocalizaciones sean más propensas a la inestabilidad, similar a lo que sucede cuando los humanos adultos gritan o los bebés lloran. Como resultado, la información a menudo no se transmite de forma clara y estructurada, explica Nishimura.

En general, los autores proponen que la pérdida de estas membranas y la estabilidad y armonía vocal resultantes pueden haber sido un paso necesario. en la evolución del habla.

Kristina Simonyan, neurocientífica y otorrinolaringóloga de la Escuela de Medicina de Harvard que no participó en este artículo pero cuyo asesor de doctorado hace 15 años fue uno de los autores, dice que este es un estudio realmente interesante estudio, pero no está del todo convencida sobre dos de las ideas que propone. En primer lugar, la modificación anatómica que describen los autores no equivale a una pérdida de complejidad en la anatomía vocal humana, como lo expresan los investigadores en el título de sus artículos. La complejidad no viene con más componentes, señala, y solo porque la laringe humana no tiene el surco que resulta en lo que los autores llaman membrana vocal, no significa que la estructura no sea extremadamente compleja, dice.

En segundo lugar, aunque está de acuerdo con los autores en que probablemente la pérdida del surco en el curso de la evolución hizo que las vocalizaciones fueran más regulares, no está segura de cómo esta pérdida podría haber influido en la evolución del habla. El habla no es vocalización, dice, y agrega que, por ejemplo, las personas con un trastorno del habla donde este surco está presente como patología aún pueden hablar; su único problema es la ronquera. Estos hallazgos son probablemente piezas de un rompecabezas más grande, concluye.

Nishimura dice que los resultados del estudio sugieren que la pérdida de la membrana vocal puede haber sido adaptativa para la evolución del habla, pero reconoce que no está claro si su contribución fue directa o indirecta.

Se desconoce si la fuerza selectiva para perder las membranas vocales en humanos es para que puedan producir esta señal de banda ancha ultraestable, dice Ghazanfar, pero agrega que creo que es un . . . Hipótesis súper genial. El estudio no presenta evidencia irrefutable para esa hipótesis, pero esa es la naturaleza de los estudios evolutivos como este, señala. Sin embargo, los autores proporcionan pruebas tentadoras a favor de esa idea.