Vocaª já se perguntou como os animais terrestres, como os humanos, evolua­ram para se tornar mais inteligentes que seus ancestrais aqua¡ticos? Vocaª pode agradecer o cha£o em que vocêanda.

Pesquisadores da Northwestern University descobriram recentemente que paisagens complexas - pontilhadas de a¡rvores, arbustos, pedregulhos e colinas - podem ter ajudado os animais que habitam a terra a desenvolver uma inteligaªncia mais alta do que seus ancestrais aqua¡ticos.

Comparado ao vasto vazio das a¡guas abertas , a terra estãorepleta de obsta¡culos e oclusaµes. Ao fornecer a s presas Espaços para se esconder e aos predadores cobertura para ataques furtivos, os habitats possa­veis em terra podem ter ajudado a dar origem a estratanãgias de planejamento - e não a s baseadas no ha¡bito - de muitos desses animais.

Mas os pesquisadores descobriram que o planejamento não deu aos nossos ancestrais a vantagem em todas as paisagens. As simulações dos pesquisadores mostram que háumnívelde barreiras Goldilocks - nem muito poucas nem muitas - para a percepção de um predador, na qual a vantagem do planejamento realmente brilha. Em paisagens simples como terrenos abertos ou paisagens compactadas como uma densa floresta, não havia vantagem.

"Todos os animais - em terra ou na água- tiveram a mesma quantidade de tempo para evoluir; então, por que os animais terrestres tem a maior parte da inteligaªncia?" perguntou Malcolm MacIver, da Northwestern, que liderou o estudo. "Nosso trabalho mostra que não se trata apenas do que estãona cabea§a, mas também do que estãono ambiente".

E não, golfinhos e baleias não se enquadram na categoria de criaturas marinhas menos inteligentes. Ambos são mama­feros terrestres que recentemente (evolutivamente falando) retornaram a  a¡gua.

O artigo serápublicado em 16 de junho na revista Nature Communications .

a‰ o mais recente de uma sanãrie de estudos conduzidos pela MacIver que avana§am uma teoria de como os animais terrestres desenvolveram a capacidade de planejar. Em um estudo de acompanhamento atualmente em andamento com Dan Dombeck, professor de neurobiologia da Northwestern, o MacIver testara¡ as previsaµes geradas por este estudo computacional por meio de experimentos com pequenos animais em um ambiente roba³tico reconfigura¡vel.

MacIver éprofessor de engenharia biomédica e meca¢nica na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern e professor de neurobiologia na Faculdade de Artes e Ciências de Weinberg. Ugurcan Mugan, Ph.D. candidato no laboratório de MacIver, éo primeiro autor do artigo.

Malcolm MacIver explica como os na­veis de desordem dos cachinhos dourados ajudaram a dar origem ao planejamento de circuitos no cérebro. Crédito: Northwestern University

Simulando a sobrevivaªncia

No trabalho anterior, MacIver mostrou que, quando os animais começam a invadir a terra há385 milhões de anos, eles conseguiram enxergar cerca de cem vezes mais longe do que na a¡gua. MacIver levantou a hipa³tese de que ser um predador ou uma presa no contexto de poder ver muito mais longe exigiria mais força cerebral do que caçar em a¡guas abertas e vazias. No entanto, as simulações de supercomputadores para o novo estudo (35 anos de ca¡lculos em um aºnico PC) revelaram que, embora seja necessa¡rio ver mais longe para aproveitar o planejamento, não ésuficiente. Em vez disso, apenas uma combinação de visão e paisagens de longo alcance com uma mistura de áreas abertas e zonas com vegetação mais densa resultou em uma vita³ria clara para o planejamento.

"Especulamos que a mudança para terra derramou combusta­vel de aviação na evolução do cérebro, pois pode ter beneficiado a operação cognitiva mais difa­cil que existe: prever o futuro", afirmou MacIver. "Isso poderia explicar por que podemos sair para comer frutos do mar, mas os frutos do mar não podem sair para nós".

Para testar essa hipa³tese, MacIver e sua equipe desenvolveram simulações computacionais para testar as taxas de sobrevivaªncia de presas ativamente caçadas por um predador sob duas estratanãgias diferentes de tomada de decisão: Baseada em hábitos (automa¡tico, como digitar uma senha que vocêmemorizou) e baseado em plano (imaginando vários cenários e selecionando o melhor). A equipe criou um mundo simples e aberto, sem barreiras visuais para simular um mundo aqua¡tico. Em seguida, eles adicionaram objetos de densidades variadas para simular a terra.

"Ao definir cognição complexa, fizemos uma distinção entre ação baseada em hábitos e planejamento", afirmou MacIver. "O importante sobre o ha¡bito éque ele éinflexa­vel e independente de resultados. a‰ por isso que vocêcontinua digitando sua senha antiga por um tempo após altera¡-la. No planejamento, vocêprecisa imaginar futuros diferentes e escolher o melhor resultado potencial".

Nos ambientes aqua¡ticos e terrestres simples examinados no estudo, a taxa de sobrevivaªncia foi baixa tanto para presas que usavam ações baseadas em hábitos quanto para aquelas que tinham capacidade de planejar. O mesmo aconteceu com ambientes altamente compactados, como recifes de coral e densas florestas tropicais.

"Nesses ambientes abertos ou altamente compactos, não hábenefa­cio no planejamento", afirmou MacIver. "Nos ambientes aqua¡ticos abertos, vocêsão precisa correr na direção oposta e esperar o melhor. Enquanto nos ambientes altamente compactados, existem apenas alguns caminhos a seguir, e vocênão écapaz de criar estratanãgias porque não pode ver longe. Nesses ambientes, descobrimos que o planejamento não aumenta suas chances de sobrevivaªncia. "

Quando trechos de vegetação e topografia são intercalados com amplas áreas abertas semelhantes a uma savana, no entanto, simulações mostraram que o planejamento resulta em uma enorme recompensa de sobrevivaªncia em comparação com movimentos baseados no ha¡bito. Como o planejamento aumenta a chance de sobrevivaªncia, a evolução selecionaria os circuitos cerebrais que permitiam aos animais imaginar cenários futuros, avalia¡-los e encenar um.

"Com paisagens irregulares, háuma interação de regiaµes transparentes e opacas do espaço e visão de longo alcance, o que significa que seu movimento pode ocultar ou revelar sua presença a um adversa¡rio", disse MacIver. "Terra firma se torna um tabuleiro de xadrez. A cada movimento, vocêtem a chance de desenvolver uma estratanãgia.

"Interessantemente", observou ele, "quando nos separamos da vida nas a¡rvores com chimpanzanãs háquase sete milhões de anos e quadruplicamos rapidamente em tamanho do cérebro, os estudos de paleoecologia apontam que invadimos paisagens irregulares, semelhantes a s de nosso estudo, como a maior recompensa pelo pensamento estratanãgico ".