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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Evolución de la laringe y el lenguaje hablado.

La laringe y el lenguaje. Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Hace unas semanas, celebrábamos aquí el descubrimiento dos décadas del gen responsable de la producción del factor de transcripción FOXP2, que interviene en el control de las conexiones neuromusculares implicadas en los movimientos necesarios para generar el habla. La especie humana es excepcional, puesto que posee una variante de este gen diferente de las variantes encontradas en otras especies, incluidos los simios superiores. Aparentemente, la mutación que generó la variante humana proporcionó propiedades nuevas que permitieron el desarrollo del lenguaje.

Hace unos días cuando escribo esto, me he visto sorprendido por la publicación en la prestigiosa revista Science de un estudio que compara los aparatos vocales, en particular la laringe, de numerosas especies de primates y extrae conclusiones interesantísimas sobre la evolución del lenguaje. No podía desaprovechar la oportunidad ofrecida por la publicación del artículo para seguir ahondando en el asunto de la evolución del lenguaje, un tema que me ha sorprendido siempre tanto hasta el punto de casi dejarme sin habla, lo que según Ángel es imposible, como confirma el hecho de que he decidido volver a hablar del lenguaje en este programa.

La laringe es el órgano vocal de los mamíferos, que producen sonidos al forzar el aire a su través. Los pliegues de tejido en la superficie interna de ese órgano vibran en respuesta al flujo del aire expulsado desde los pulmones, y producen el amplio rango de vocalizaciones que podemos escuchar en los documentales de televisión, incluidas las palabras del comentarista, que suele ser también un mamífero.

Aunque ciertas especializaciones del aparato vocal humano eran bien conocidas y comprendidas, como el descenso de la raíz de la lengua hasta la faringe, que también conlleva cambios en las vocalizaciones humanas, la evolución de la laringe no había sido estudiada en detalle. Es lo que se propuso hacer un numeroso grupo de investigadores en biología evolutiva de varios países en varios continentes, para lo que estudian los aparatos vocales de primates del viejo y del nuevo mundo.

Los investigadores utilizan resonancia magnética y tomografía computarizada para analizar la anatomía de las laringes de 25 géneros (como Homo o Macaca) y 43 especies de primates (como sapiens y mulata; por ejemplo). Los científicos confirman que, en la laringe humana, dos pliegues del tejido, las llamadas cuerdas vocales, son las responsables de la producción del sonido. Sin embargo, el resto de los primates posee, además, pliegues adicionales en forma de aletas, llamados membranas o labios vocales, que también participan en la producción del sonido. Los humanos somos los únicos primates que carecemos de esas membranas vocales y solo producimos sonidos mediante las cuerdas vocales.

La función de las membranas vocales era desconocida, y para averiguarla los investigadores realizaron varios experimentos y simulaciones por ordenador. En primer lugar, utilizaron a tres chimpancés, que habían desgraciadamente muerto en el zoo en el que vivían, para forzar aire a través de sus laringes y analizar mediante video a cámara rápida la vibración de Las cuerdas y membranas vocales de sus laringes. También analizaron las laringes de chimpancés vivos cuando emitían sonidos mientras despertaban de la anestesia (necesaria para colocarles la cámara en la laringe sin que protestaran demasiado) y de otras especies de primates tratadas de igual forma.

Los datos adquiridos fueron utilizados para generar un modelo de laringe simulada por ordenador que permitió analizar los sonidos producidos por las laringes de los primates en diferentes condiciones de flujo de aire y modificando además a voluntad la anatomía de la laringe. A esta laringe simulada los investigadore podían añadirle o retirarle las membranas vocales, aunque solo de manera simulada, y analizar qué sucedía en su presencia… o en su ausencia, es decir, en el caso de la laringe humana.

Las conclusiones de este estudio fueron claras. Las membranas vocales que poseen todos los primates, excepto el ser humano, producen al vibrar un mayor rango de sonidos, pero se comportan de una forma caótica que impide la estabilidad acústica y la posibilidad de modular el sonido producido de forma controlada, lo que resulta indispensable para poder codificar la información en vocalizaciones de manera coherente, y permitir así que el lenguaje sea comprensible por quien lo escucha.

Los autores del estudio especulan con la idea de que las membranas vocales de los primates evolucionaron para permitir la producción de un elevado rango de intensos sonidos, adecuados para comunicarse en las distancias propias del bosque o de la sabana, pero con el coste de una cierta impredecibilidad a la hora de generarlos. La pérdida de las membranas vocales impactó en la cantidad de frecuencias vocales que el ser humano puede producir, y también en el volumen de esas vocalizaciones, pero permitió un mejor control en la producción de las frecuencias sonoras y acabó por hacer posible el lenguaje hablado y, más tarde, el escrito, lo que posibilitó la difusión de las enormes cantidades de tonterías que podemos ver publicadas en las redes sociales. Nadie podía sospechar que la desaparición de unas simples membranas en las laringes de unos primates hace unos seis millones de años pudiera acarrear la enormidad de las consecuencias que ha acarreado, y acarreará, porque si el lenguaje es una bendición para nuestra especie, supone igualmente una severa maldición que muchos se empeñan en amplificar.

Hasta aquí los datos científicos. Analicemos ahora algunos misterios, especulaciones y posibilidades que estos datos generan. El primer misterio es qué gen o genes son los responsables de la generación de las membranas vocales. Estos genes no son conocidos, pero deben estar presentes y ser funcionales en todos los primates, menos en el ser humano, o este posee variantes funcionales, pero de una forma diferente a la de otros primates. Habrá que esperar, ojalá que no demasiado tiempo, a que dichos genes sean identificados para comprobar si, en efecto, funcionan del mismo modo en todos los primates menos en el Homo sapiens.

De confirmarse este aspecto, una interesante conclusión sería que la evolución no se produce siempre mediante la ganancia de genes o de funciones nuevas, sino también mediante su pérdida, siempre que esta se produzca en el entorno adecuado y también en el momento adecuado. Ambos, momento y entorno, permitieron no solo la supervivencia, sino la expansión de los primates mutantes que carecían de membranas vocales. Debemos considerar que probablemente la mutación que originó todo se produjo en el seno de una sola familia de nuestros ancestros, y que los descendientes de ese o esos pocos mutantes carentes de membranas vocales adquirieron tal ventaja evolutiva, quizá por poder comunicarse mejor entre sí que sus congéneres y formar así grupos más cohesionados, que acabaron por dominar toda la especie.

Sin embargo, esa ventaja evolutiva solo pudo darse en un entorno o en condiciones probablemente diferentes de las que hacen necesarias las membranas vocales para la comunicación y para la supervivencia de los primates salvajes aún hoy. Esas condiciones siguen siendo dominantes en el entorno natural donde viven la mayoría de los primates o, de otro modo, esas membranas vocales habrían desaparecido también en otras especies de primates, que tal vez podrían haber desarrollado así su propio lenguaje hablado. Esto, sin embargo, no ha sucedido. Habrá que esperar igualmente a nuevos estudios que iluminen este aún oscuro aspecto de la evolución del habla humana.

Jorge Laborda (27/08/2022)

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