10.1: Aprendizaje, Genes y Adaptación

Objetivos de aprendizaje

1. Describir varias definiciones de aprendizaje que varían en función de la perspectiva teórica.
2. Discutir la afirmación de que el comportamiento no es aleatorio, sino ordenado y lícito.
3. Describir la ley fundamental que rige la organización de la conducta y el origen de esa ley natural.
4. Explicar las similitudes y diferencias entre la información en los genes y la información aprendida.
5. Discutir el continuum naturaleza-nutrir.
6. Describir ejemplos de “preparación biológica” o limitaciones biológicas en el aprendizaje.

Descripción general

En esta sección, examinamos el aprendizaje y cómo contribuye a la organización adaptativa de la mente y el comportamiento. Para entender el aprendizaje dentro de su contexto biológico más amplio, es importante compararlo con la información genética, la otra fuente importante de información que organiza el comportamiento en patrones adaptativos. El aprendizaje se refiere al cambio conductual como resultado de la experiencia, pero el aprendizaje no es un fenómeno único, unitario. En cambio, hay muchos tipos de aprendizaje que están especializados para adaptarse a diversas características del entorno y resolver una variedad de problemas adaptativos. En otras palabras, el aprendizaje evolucionó de muchas formas para servir a una variedad de funciones adaptativas. Las fuentes de información aprendidas y genéticas interactúan para organizar el comportamiento en patrones adaptativos. El aporte relativo de cada uno varía con la especie y el comportamiento en cuestión.

Fuentes de información aprendidas y genéticas dan forma al comportamiento adaptativo

El aprendizaje es definido de manera diferente por diferentes psicólogos dependiendo del énfasis teórico del psicólogo. Conductistas estrictos rechazaron explicaciones de comportamiento que implicaban referencia a procesos mentales internos. En cambio, enfatizaron las relaciones medibles entre comportamientos observables y estímulos observables. En consecuencia, los conductistas suelen definir el aprendizaje como un cambio en el comportamiento como resultado de la experiencia (excluyendo los cambios debidos a la fatiga u otras circunstancias especiales). Los psicólogos cognitivos, parcialmente en reacción contra el conductismo estricto, tienen más probabilidades de definir el aprendizaje como adquisición de información como resultado de la experiencia. Desde una perspectiva evolutiva, el aprendizaje puede pensarse como la adquisición de información durante la vida del animal individual. Esta última frase diferencia la información aprendida de la información genética que se adquiere a lo largo de la historia evolutiva de la especie.

El comportamiento no es aleatorio. En cambio, como toda la naturaleza, el comportamiento sigue las leyes naturales. Una perspectiva evolutiva aplicada al aprendizaje enfatiza el papel del aprendizaje como medio para lograr una adaptación exitosa. Ciertamente, la capacidad de aprender nuevos comportamientos en respuesta a nuevas situaciones que se encuentran en el entorno es valiosa para la supervivencia y por lo tanto aumenta las posibilidades de reproducción y transmisión de los propios genes a las generaciones futuras, incluidos los genes para el aprendizaje por sí mismo. Esta consideración es importante porque sugiere cómo y por qué evolucionó el aprendizaje. También sugiere por qué el comportamiento es ordenado y lícito. El comportamiento se organiza para promover la supervivencia y la reproducción. Este desenlace es un producto inevitable de las fuerzas de la evolución, sobre todo, de la selección natural. Así, el aprendizaje en sí mismo es una propiedad evolucionada del sistema nervioso. Las propiedades y leyes del aprendizaje han evolucionado y son consistentes con la ley primaria de la evolución, la selección natural. El aprendizaje refleja esta ley para que la información aprendida organice el comportamiento de manera que sirva a la aptitud biológica de un animal en la “lucha por la existencia” (en la medida en que esto no sea cierto para ningún animal o humano individual, reconocemos alguna forma de patología conductual o psicológica). En la sección 10.2, discutimos con más detalle cómo las diferentes formas de aprendizaje contribuyen a la adaptación y mejoran la adecuación biológica a características particulares del entorno.

Figura\(\PageIndex{1}\): Lactante y madre de Langir Osky. En los primeros meses el lactante es amamantado constantemente. La madre debe enseñar a su bebé a comer hojas, como se muestra en esta foto. (Imagen y subtítulo adaptado de Wikimedia Commons; Archivo:Dusky Langir infantil aprendiendo a comer leaves.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...eat_leaves.jpg; por: Roughdiamond21; licenciado bajo la Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 4.0 Licencia internacional).

El comportamiento, y otros rasgos de los organismos, en última instancia están organizados por la información. Así como un constructor necesita información en forma de planos estructurales para construir un edificio, se requiere información para construir y operar un organismo, incluyendo la orientación de su movimiento, su comportamiento. En definitiva, el comportamiento no es aleatorio, sino ordenado y lícito, porque está organizado por información seleccionada y filtrada por dos procesos. El aprendizaje es una fuente de información que organiza el comportamiento en patrones adaptativos. Las leyes del aprendizaje tienden a organizar el comportamiento aprendido de formas que sirven para la adaptación al entorno. Esto se debe a que las propias leyes del aprendizaje son propiedades evolucionadas de los cerebros, y la selección natural dio forma a estas leyes en forma adaptativa para que el comportamiento aprendido tiende a aumentar la supervivencia y la reproducción. La segunda fuente informativa para la organización adaptativa de los seres vivos está en los genes, ya discutidos brevemente anteriormente, y con cierto detalle en el Capítulo 3 sobre evolución y genética. De una discusión anterior, sabemos que la información genética es filtrada a lo largo de innumerables generaciones por la selección natural y otros procesos de evolución (ver Capítulo 3) para que la información transmitida a través de generaciones en genes genere rasgos que, en general, contribuyen a la supervivencia y reproducción (genética las anomalías son, por supuesto, una excepción). En definitiva, se requiere información para organizar los seres vivos y su funcionamiento. Esta información proviene de dos fuentes: 1) genes y evolución genética; y 2) aprendizaje y leyes del aprendizaje (en aquellos organismos que son capaces de aprender).

Comparemos estas dos fuentes de información que organizan el comportamiento en formas que ayudan a un animal a adaptarse a las demandas ambientales (ver Tabla 10.1.1 a continuación).

Primero, la información genética está disponible para todos los organismos vivos en la tierra, pero la información aprendida solo está disponible para especies cuyos cerebros están equipados con propiedades que hacen posible el aprendizaje. ¿Las moscas aprenden? ¿Las cucarachas? ¿Las ranas? Si lo hacen, ¿cuánto aprenden, con qué facilidad aprenden? ¿Qué importancia tiene el aprendizaje en la vida de una rana en comparación con lo importante que es el aprendizaje en la vida de un perro, un chimpancé o un humano? En general, el aprendizaje es más característico de los cerebros de los animales más complejos, especialmente de los mamíferos. Sin embargo, el aprendizaje ocurre incluso en muchos invertebrados (animales sin espinas vertebrales, como insectos o calamares y pulpos; una vez visité el laboratorio de un psicólogo de la Universidad de Hawaii que estudiaba aprendizaje en abejas). Por lo general, sin embargo, cuanto más complejo es el cerebro del animal, más probable es que el animal tenga capacidades de aprendizaje bien desarrolladas, capacidades para la adquisición de información durante su vida individual.

En segundo lugar, la información genética ha sido adquirida y transmitida generación tras generación a lo largo de toda la historia genética de la especie. Por ejemplo, piensa en moscas, o pelícanos. Como sabes por tu propia observación personal, las moscas son muy buenas para volar. Y también lo son los pelícanos. Montan las corrientes de aire perfectamente y rozan el océano a solo centímetros por encima de él, sus caminos subiendo y bajando con la cima de las olas rompientes. A medida que la ola sube suben lo suficiente para mantenerse pulgadas por encima de la ola mientras vuelan a quizás 30 millas por hora o más. Cuando el pelícano se zambulle para atrapar un pez, mete sus alas justo en el momento adecuado, y rara vez pierde su objetivo. ¿Cómo saben volar estas aves (y moscas), y volar y bucear tan bien?

Figura\(\PageIndex{2}\): Pelícano marrón metiendo sus alas mientras se sumerge en busca de un pez. La información genética controla los movimientos complejos, precisamente cronometrados involucrados (Imagen de Wikimedia Commons; Archivo:Pelícano marrón (Pelecanus occidentalis occidentalis) diving.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...is)_diving.jpg; Por Charles J. Sharp, Sharp Photography; licenciado bajo la Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 4.0 Licencia internacional).

A lo largo de la historia evolutiva de estas diversas especies (una insecto, la otra un ave grande), la selección natural ha conservado la información genética que permite volar a moscas y pelícanos (no la aprenden); y es solo la información adecuada necesaria para organizar los complejos movimientos de vuelo en estas dos especies muy diferentes.

¿De qué manera la información “correcta”, información que organiza tan perfectamente los movimientos requeridos para el vuelo, se metió en el ADN de la mosca y el ADN del pelícano? Por supuesto, la respuesta es la selección natural. La información equivocada ha sido eliminada a lo largo de miles de generaciones por selección natural, dejando para su reproducción a las generaciones futuras solo la información “correcta”, la información que guía con precisión los complejos movimientos requeridos para el vuelo en estas dos especies. Tenga en cuenta que esto implica un proceso de adquisición de información, pero es de toda la especie y se lleva a cabo a lo largo de las miles y miles de generaciones que conforman la historia genética y evolutiva de cada especie. El principal mecanismo de adquisición de información genética, la información genética “correcta” (es decir, adaptativa), es la selección natural. Su método de transmisión es la herencia.

Por el contrario, la información aprendida se adquiere no a lo largo de la historia genética de la especie, sino durante la corta vida del animal individual. Esto es útil porque algunos cambios en el ambiente que pueden afectar las posibilidades de supervivencia y reproducción (adaptación exitosa) pueden ser temporales o altamente específicos o incluso únicos para la experiencia de solo uno o unos pocos individuos dentro de una especie. Tales cambios son demasiado rápidos y demasiado específicos para uno o unos pocos individuos para que operen los procesos relativamente lentos de selección natural. Por ejemplo, aprender dónde están los pozos de agua locales sin duda sería muy útil para un león durante la estación seca. La dependencia de la genética para este tipo de información no es probable que funcione muy bien. Se requieren mecanismos de aprendizaje.

Figura\(\PageIndex{3}\): Leona bebiendo de un pequeño pozo de agua en la sabana africana. La información sobre la ubicación del agua en la sabana cambia demasiado rápido para ser incorporada a los genes y por lo tanto debe aprenderse (Imagen de Wikimedia Commons; Archivo:Lioness drinking.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...s_drinking.jpg; Por James Wagner; licenciado bajo la Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 4.0 Licencia internacional).

En suma, los mecanismos de adquisición de información son diferentes para la información genética (la ley de la selección natural y las leyes de la herencia) y para el aprendizaje (las leyes del aprendizaje; ver abajo), pero ambos dan como resultado la adquisición de información. En el organismo sano esta información facilita la adaptación al ambiente (con algunas excepciones como cuando el aprendizaje sale mal; un ejemplo serían las patologías conductuales como la drogadicción donde drogas como la anfetamina, en virtud de su estructura química, activan circuitos de placer en el cerebro cuando no deberían activarse, reforzando con ello las conductas dañinas de consumo de drogas; ver capítulo sobre drogas psicoactivas).

En tercer lugar, el modo de codificación y almacenamiento es diferente para la información genética en comparación con la información aprendida. Recuerde, el ADN forma un código molecular para la codificación y almacenamiento de información genética. La información aprendida se codifica y almacena en sistemas de memoria en cerebros. Todavía no conocemos todos los detalles de los mecanismos de codificación y almacenamiento en el aprendizaje. Las primeras teorías propusieron un mecanismo de almacenamiento molecular en proteínas cerebrales. Esto llevó a experimentos de transferencia de memoria en la década de 1970 en los que a un animal se le enseñó algo, como una respuesta condicionada a una señal, y luego lo mataron, y su cerebro se molió en un mezclador de malta; el cerebro líquido se centrifugó para extraer proteínas cerebrales o moléculas de ARN, que luego se inyectaron en los cerebros de animales receptores no entrenados. Estos animales fueron luego probados para ver si mostraban la respuesta condicionada a la señal, es decir, para ver si tenían memoria de algo que ellos mismos no habían experimentado. Algunos resultados positivos fueron reportados por algunos laboratorios; pero la mayoría de los laboratorios no pudieron obtener el efecto de transferencia de memoria y esta línea de investigación desapareció después de algunos años. La investigación actual sugiere que los cambios en las sinapsis existentes, haciéndolas más o menos receptivas, y/o la formación de nuevas sinapsis, almacena información aprendida en la memoria. Cubriremos los detalles del cambio sináptico en la sección 10.4.

Cuarto, la información genética se transmite a través de generaciones por transmisión genética (herencia). Por el contrario, la información aprendida, en unas pocas especies incluyéndonos a nosotros, también puede transmitirse a través de generaciones, no por transmisión genética, sino por lo que se conoce como transmisión cultural (tradición, imitación de lo viejo por los miembros más jóvenes del grupo social, libros, enseñanza y aprendizaje, narración de cuentos, y así sucesivamente). La transmisión cultural ocurre en relativamente pocas especies. Nosotros podemos hacerlo; los chimpancés pueden hacerlo en un grado limitado; los monos macacos japoneses (ma-cack) pueden hacerlo en un grado limitado. Por ejemplo, una hembra inteligente de macaco inventó una manera eficiente de limpiar la arena de los granos de trigo; otros macacos del grupo observaron y aprendieron, y el comportamiento aprendido se extendió por todo el grupo y luego a través de generaciones: transmisión cultural (Schofield, et al., 2018). Sin embargo, las ratas, y la mayoría de las otras especies, no pueden hacer transmisión cultural, y ciertamente ninguna otra especie se acerca a usar la transmisión cultural en la medida en que lo hacen los humanos.

Figura\(\PageIndex{4}\): Alimentación del mono macaco. Los comportamientos aprendidos pueden transmitirse a través de generaciones por transmisión cultural por humanos y un número limitado de otras especies, incluidos los macacos (Imagen de Wikimedia Commons; Archivo:Artis Dining Japanese macaque (6807832054) .jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...807832054).jpg; By Kitty Terwolbeck; licenciado bajo la licencia Creative Commons Attribution 2.0 Generic).

La transmisión cultural requiere un tipo especial de cerebro, pero la mayoría de las especies no tienen el tipo de organización del circuito cerebral requerido para la transmisión cultural (la transmisión de información aprendida de generación en generación). El lenguaje en los humanos, por supuesto, juega un papel crucial en la transmisión cultural humana, pero también lo hacen los inventos tecnológicos y sociales como la escritura, la imprenta, el cine, el video, la educación formal, las instituciones de investigación, las computadoras e internet. Todos han magnificado la transmisión cultural humana y jugado un papel enorme en la reciente adaptación humana (Koenigshofer, 2011). Así como la natación puede considerarse una adaptación definitoria de los peces, la transmisión cultural es una especialidad adaptativa de los humanos.

 

Periodo de Adquisición Leyes de Adquisición Mecanismos de Codificación/Almacenamiento Mecanismo de Transmisión

Información genética	adquirida a lo largo de generaciones (lento proceso de adquisición de información), produciendo adaptaciones innatas para toda la especie	adquirida por las leyes de la evolución, principalmente por la selección natural, a lo largo de la historia evolutiva de la especie	codificado y almacenado en un código molecular en el ADN en los genes y cromosomas del núcleo de las células	transmitido a través de generaciones por transmisión genética (herencia, herencia)
Información aprendida	adquirida durante la vida de un individuo (proceso rápido de adquisición de información) produciendo una adaptación rápida e individualizada	adquirida por las leyes del aprendizaje como la ley de efecto y asociación por ocurrencia de eventos cierran en el tiempo	codificado y almacenado en cambios en los circuitos neuronales que probablemente impliquen cambios en las conexiones sinápticas entre neuronas	transmitido a través de generaciones por transmisión cultural

Cuadro 10.1.1. Comparaciones entre la información genética y aprendida que organiza el comportamiento en patrones adaptativos. Las adaptaciones, incluidas las adaptaciones conductuales, no son aleatorias, sino altamente estructuradas. Esta estructura requiere información. Dos fuentes de información organizan adaptaciones conductuales: genética y aprendizaje, naturaleza y crianza, en interacción (tabla y pie de foto de Kenneth A. Koenigshofer, PhD; licenciado bajo la licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International).

Tipos de Adaptación Biológica

En este punto es útil señalar que las adaptaciones biológicas pueden clasificarse vagamente en tres tipos generales (superpuestos):

1. Adaptaciones anatómicas (características estructurales del organismo como tener pelaje, o alas, o aletas, o manos, o huesos, o un hígado, o un cerebro grande con una corteza cerebral bien desarrollada). Estos están organizados por información genética y cambian (evolucionan) solo de manera relativamente lenta (aunque pequeños cambios, por ejemplo, en el tamaño del pico y el grosor de los pinzones en las Galápagos, pueden ocurrir mucho más rápidamente; Grant & Grant, 1993).
2. Adaptaciones fisiológicas (procesos dinámicos internos del organismo como la fotosíntesis en las plantas, los procesos digestivos en los animales, las operaciones del sistema inmunológico, los escalofríos en respuesta al frío, la sudoración en respuesta al exceso de calor, las operaciones del sistema circulatorio, etc.). Estos están organizados por información genética y cambian (evolucionan) solo de manera relativamente lenta, aunque el sistema inmunitario muestra plasticidad significativa durante la vida individual para lidiar con patógenos recién encontrados.
3. Adaptaciones conductuales (los movimientos dirigidos por objetivos del organismo y los procesos mentales como pensamientos, planes, emociones, percepciones, procesos de razonamiento, imaginación, etc. que subyacen y controlan estos movimientos). Como se indicó anteriormente, las adaptaciones conductuales pueden organizarse por información genética (genéticamente preprogramada, “instinto” y reflejos; volar en moscas; nadar en peces; alimentarse con ranas; deseo sexual en humanos) o por información aprendida (adquirida durante la vida del animal), o por una combinación de ambos estas fuentes. Es importante tener en cuenta que las habilidades para el aprendizaje en cualquier especie son ellas mismas genéticamente evolucionadas. Las especies que pueden aprender solo pueden hacerlo porque el aprendizaje, y las propiedades del sistema nervioso que hacen posible el aprendizaje, evolucionaron en esas especies, incluidos los humanos, como resultado de la selección natural.

Figura\(\PageIndex{5}\): El impulso sexual humano es innato. Se puede considerar como una adaptación psicológica que involucra emociones intensas que conducen a un comportamiento reproductivo dentro del contexto de un vínculo de pareja, aumentando la probabilidad de sobrevivir a la descendencia. Las prácticas culturales aprendidas influyen en las prácticas de cortejo y la expresión del deseo sexual innato. (Imagen de Wikipedia Commons; Archivo:Family love wiki008.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...ve_wiki008.jpg; Por Shagil Kannur; licenciado bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 4.0 Internacional).

Las adaptaciones conductuales se pueden clasificar, al menos conceptualmente, en 2 tipos principales en función de la fuente de la información que las controla: 1) patrones de comportamiento adaptativos aprendidos, a menudo llamados “ajustes adaptativos” por los biólogos (organizados principalmente por información aprendida, es decir, información adquirida durante la vida del animal individual, como las prácticas agrícolas en humanos) y 2) adaptaciones genéticas o innatas conductuales (organizadas por información hereditaria, información almacenada en el ADN, adquirida a lo largo de la historia evolutiva de la especie). Sin embargo, muchas adaptaciones conductuales (quizás la mayoría, especialmente en las especies animales más complejas) son una combinación de ambas fuentes de información. El aprendizaje siempre implica información genética hasta cierto punto porque incluso las formas “generales” de aprendizaje como el condicionamiento incorporan e interactúan con la información adquirida por la evolución genética. La capacidad de aprender está genéticamente evolucionada y los procesos de aprendizaje siguen las leyes del aprendizaje evolucionadas por la selección natural. Incluso los mecanismos de condicionamiento incorporan información codificada genéticamente que guía el aprendizaje (Chiappe & McDonald, 2005; Gallistel, 1992, 2000; Koenigshofer, 2017).

Algunos autores se refieren a los comportamientos aprendidos como “ajustes”, en lugar de “adaptaciones”. Sin embargo, aquí a veces podemos usar “adaptaciones conductuales aprendidas” para enfatizar que las capacidades de aprendizaje en sí mismas están genéticamente evolucionadas, y que, generalmente (en animales sanos), el aprendizaje y los comportamientos aprendidos suelen contribuir a una mejor adaptación debido a la organización adaptativa evolucionada de circuitos de placer y dolor en el cerebro. Por ejemplo, los mecanismos de recompensa en el cerebro que refuerzan los comportamientos voluntarios aprendidos involucran circuitos de recompensa genéticamente evolucionados, y los castigos que inhiben las conductas voluntarias implican la activación de circuitos de dolor y miedo genéticamente evolucionados (la actividad reducida en los circuitos de recompensa también puede ser “castigadora”). Además, el cambio conductual en general es consecuencia de otras propiedades evolucionadas de los cerebros a nivel sináptico (ver Sección 10.4). La orientación conductual proporcionada por estos circuitos mejora la adaptación, aumentando la aptitud biológica (posibilidades de supervivencia y reproducción).

Se puede pensar que los comportamientos de diversas especies animales caen en un continuo naturaleza-nutrir, con algunos comportamientos en algunas especies (moscas, cucarachas) estando casi completamente en el extremo natural (innato) del continuo (es decir, comportamiento determinado por genes y evolución genética), mientras que en el otro fin, el fin de crianza del continuo, son comportamientos que dependen principalmente de la información adquirida durante la vida del individuo (es decir, información aprendida), como la pesca de termitas por un chimpancé, o en el caso de los humanos, cómo hacer una punta de lanza de pedernal, cómo hacer una bombilla, hacer cálculo, cavar un pozo, o participar en prácticas agrícolas modernas (Koenigshofer, 2011, 2016). Véase la figura 10.1.6 a continuación.

Información categórica a largo plazo frente a información específica a corto plazo

Una forma de ver el aprendizaje y la genética implica un principio general que rige estas dos fuentes de información. Recordemos del Módulo 3.1 de este texto que la selección natural sólo puede actuar sobre condiciones ambientales de largo plazo, recurrentes y generacionales para crear adaptaciones complejas. Para ilustrar, tomemos un ejemplo desde la anatomía. Huesos de fuerza suficiente para soportar los cuerpos de los animales terrestres contra la atracción descendente de la gravedad evolucionaron porque la fuerza de la gravedad ha estado presente y estable a lo largo de innumerables generaciones. Para tomar un ejemplo conductual, los humanos y muchos otros animales evolucionaron circuitos neuronales para la sed como fuerza motivadora provocando que buscaran y consumieran agua. Sin embargo, la selección natural no podría haber creado los mecanismos neuronales para la sed si la necesidad celular de agua no hubiera estado constantemente presente a lo largo de innumerables generaciones.

El principio general es este: la selección natural puede crear adaptaciones genéticas solo a situaciones, problemas adaptativos u otras condiciones del ambiente que están presentes regularmente generación tras generación, porque la selección natural requiere criterios de selección estables durante largos períodos de tiempo para evolucionar adaptaciones complejas. Pero en el caso de las adaptaciones comportamiento/psicológicas, la genética solo puede dar una dirección bastante general al comportamiento porque las situaciones o condiciones ambientales que llevaron a la evolución genética de la adaptación son en sí mismas categorías de eventos bastante generales; además, estos eventos son variables en sus detalles pero constantes en sus rasgos comunes más abstractos (Koenigshofer, 2017).

Por ejemplo, la adaptación psicológica, la sed, puede guiar y motivar la búsqueda del agua y puede motivar su consumo cuando se encuentra, pero la selección natural no puede codificar la ubicación del agua porque la ubicación del agua en el ambiente es demasiado variable de individuo a individuo y con el tiempo, y es por lo tanto, demasiado inestable para que la selección natural codifique genéticamente la ubicación del agua en el medio ambiente. Aquí es donde entra en juego el aprendizaje. La sed, una adaptación innata, motiva la búsqueda del agua, pero una vez que se encuentra, se deben aprender y recordar los detalles de la ubicación y la calidad de la fuente de agua. De esta manera, el aprendizaje complementa la información genética. El aprendizaje llena la información detallada necesaria para resolver un problema adaptativo particular o explotar una oportunidad ambiental particular para obtener una ventaja adaptativa dentro del entorno específico del animal individual. La información genética está muy extendida o incluso universal en toda una especie, mientras que la información aprendida suele ser única, al menos en sus detalles, para el individuo.

La información genética adquirida a lo largo de generaciones de selección natural es más general y categórica (es decir, más abstracta); por ejemplo, la sensación de sed significa “encontrar y consumir agua”, pero no proporciona la información crítica sobre detalles como la ubicación del agua. Así, surge un principio general: podemos esperar que siempre que la información adquirida a través de la evolución por selección natural sea insuficiente para especificar una solución a un problema adaptativo porque se necesita información más detallada y específica o particular, entonces evolucionarán mecanismos de aprendizaje que son específico a la categoría del problema (Koenigshofer, 2017).

Por ejemplo, la selección de alimentos es importante en omnívoros como ratas, coyotes y humanos (porque comen una amplia variedad de alimentos potenciales; a diferencia de los osos Koala que solo comen hojas de eucalipto). En omnívoros ha evolucionado una forma especializada de aprendizaje, llamada aprendizaje de aversión al gusto. La investigación muestra que las asociaciones aprendidas entre el gusto y la enfermedad gastrointestinal son fácilmente formadas por omnívoros, incluidos nosotros, pero no en otras especies como las ballenas barbas que consumen solo un tipo de alimento. ¿Alguna vez has comido alguna comida en particular y luego te enfermaste más tarde y ahora no puedes soportar esa comida o sabor? La evolución genética equipó a omnívoros como nosotros con información genética que nos permite aprender rápidamente las asociaciones gusto-enfermedad (pero no asociaciones entre la visión del alimento y la enfermedad; este es un ejemplo de una “restricción biológica (es decir, genética)” en el aprendizaje). La evolución genética nos preparó biológicamente para aprender asociaciones de sabor-enfermedad, pero no pudo decirnos qué gustos específicos debemos asociar con la enfermedad. Ese detalle se deja al aprendizaje, específico de la experiencia del individuo durante la vida del individuo.

Otro ejemplo es que la información genética adquirida por la selección natural nos predispone, como especie, a aprender relaciones causa-efecto en el medio ambiente (ver Capítulo 14 sobre Inteligencia y Cognición) pero no nos dice qué cosas específicas en el propio entorno particular son causalmente relacionado—de nuevo, ese detalle se deja al aprendizaje y el aprendizaje se guía por predisposiciones genéticamente evolucionadas para buscar y aprender relaciones causales en el entorno (Koenigshofer, 2017).

 

Figura\(\PageIndex{6}\): La construcción de telaraña por arañas es un complejo conjunto de movimientos dirigidos por circuitos en el sistema nervioso de las arañas construidas por información en el ADN de la araña. El comportamiento de la araña es tan estereotipado que los expertos que estudian arañas pueden identificar la especie de araña solo a partir de la estructura de su telaraña, aunque la araña no esté presente. La araña no requiere información aprendida para construir su red típica de especie. Por el contrario, la construcción humana de estructuras depende en gran medida de la información aprendida que se ha transmitido culturalmente a través de generaciones. El cerebro humano desarrolló mecanismos para el aprendizaje, la transmisión cultural, la comprensión del espacio tridimensional y la capacidad de visualizar en la imaginación formas como la aquí representada. (Imágenes de Wikipedia Commons; Fuente de imagen de araña y web: Archivo:Araña tejiendo es web.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...it%27s_web.jpg; por Varun V Vasista; licenciado bajo la Creative Commons Reconocimiento-Compartir Igual 4.0 Internacional licencia. Fuente de imagen de palacio en España: Archivo:Amanecer Carlos V Palacio Alhambra Granada Andalucía Spain.jpg; https://commons.wikimedia.org/wiki/F...usia_Spain.jpg; por Jebulon; puesto a disposición bajo la Creative Commons CC0 1.0 Dedicación de Dominio Público Universal licencia).

Mecanismos lentos vs rápidos de cambio conductual

Las adaptaciones conductuales genéticamente organizadas (como la construcción web en arañas), como las adaptaciones anatómicas y fisiológicas, están organizadas por información genética y, por lo tanto, cambian (evolucionan) solo de manera relativamente lenta, a lo largo de muchas generaciones por selección natural y otros mecanismos de evolución (ver Capítulo 3 ). Sin embargo, para muchos genes en el fenotipo del organismo, la expresión del gen puede verse afectada por múltiples factores ambientales. El estudio de este tipo de interacción gene-ambiente se denomina epigenética (ver sección sobre epigenética en el capítulo 3).

Por el contrario, las adaptaciones conductuales aprendidas (“ajustes adaptativos”) pueden cambiar momento a momento y, como se discutió anteriormente, pueden transmitirse (en algunas especies) a las generaciones futuras por transmisión cultural en beneficio de esas generaciones futuras. Por ejemplo, las prácticas agrícolas —aprendidas adaptaciones de comportamiento o “ajustes ”— de las que hemos llegado a depender para nuestro suministro de alimentos, fueron inventadas por personas que murieron hace generaciones. Sin embargo, la muerte de quienes inventaron estos comportamientos no resultó en la pérdida de las adaptaciones conductuales exitosas de las que dependemos para nuestro suministro de alimentos. En cambio, estas aprendidas adaptaciones conductuales han sido transmitidas y refinadas, a lo largo de muchas generaciones, a nuestra generación actual para su ventaja adaptativa, no por transmisión genética, sino por transmisión cultural. Nuestra gran capacidad de transmisión cultural es lo único que nos hace más diferentes de otras especies, y da cuenta más que nada de lo que consideramos más característicamente humano: la tecnología, el arte, la agricultura, los gobiernos, las economías, la medicina y la ciencia. Todo sería imposible si nosotros, los humanos, no estuviéramos tan poderosamente equipados por nuestra evolución cerebral para la transmisión cultural eficiente de adaptaciones conductuales aprendidas a través de generaciones. Por este medio, el aprendizaje de las generaciones anteriores no se pierde, sino que permanece a lo largo de las generaciones para que cada nueva generación construya. Al igual que volar es una especialidad de las aves, o la natación es una especialidad de peces, la transmisión cultural es la especialidad de la especie humana.

Resumen

En definitiva, el aprendizaje describe procesos mediante los cuales la información se adquiere durante la vida de un animal individual. La información aprendida, junto con la información genética, ayuda a organizar el comportamiento del animal en patrones adaptativos, especialmente en respuesta a cambios ambientales a corto plazo donde los detalles específicos, que cambian con frecuencia, son adaptativamente significativos y por lo tanto deben ser capturados por el organismo y puestos en uso adaptativo . Por ejemplo, aprender y recordar dónde se encuentra un pozo de agua temporal en la sabana abierta es esencial para la supervivencia de innumerables especies que viven en las llanuras africanas. Debido a que muchos detalles de eventos a corto plazo no se repiten regularmente a lo largo de generaciones, esos detalles ambientales no recurrentes no pueden impulsar la selección natural para adaptaciones instintivas o reflexivas genéticamente evolucionadas. En cambio, la adaptación a tales detalles novedosos de eventos idiosincrásicos favorece la evolución de los mecanismos de aprendizaje (Koenigshofer, 2017). Por lo general, esta información aprendida complementa fuentes hereditarias (genéticas) de información en la organización de adaptaciones conductuales exitosas, soluciones conductuales a los problemas de supervivencia y reproducción. Como se señaló anteriormente, el comportamiento es una forma en que los organismos (al menos los animales) se adaptan. El comportamiento se organiza en patrones adaptativos por la información (es decir, el comportamiento no es aleatorio, sino guiado por leyes de la naturaleza que rigen las posibilidades de supervivencia y reproducción, las leyes de la evolución y las leyes del aprendizaje). La información que organiza el comportamiento proviene de los genes después de haber sido perfeccionada por eones de evolución genética por selección natural. Esa información organizativa también puede provenir del aprendizaje de un animal individual durante su vida (las leyes que rigen el aprendizaje también se organizan para mejorar la supervivencia y la reproducción, ver secciones a continuación).

Los comportamientos adaptativos pueden transmitirse a las generaciones futuras. Si el comportamiento está organizado por información en los genes, entonces ese comportamiento puede transmitirse por transmisión genética (herencia). Si la información para un comportamiento particular proviene del aprendizaje (y se almacena en la memoria), entonces el comportamiento puede transmitirse a las generaciones futuras, no por transmisión genética, sino por transmisión cultural (en algunas especies, como se señaló anteriormente). Así, las adaptaciones conductuales en especies capaces de transmisión cultural pueden sufrir no solo evolución genética (cierto para comportamientos organizados por información genética contenida en el ADN, y también cierto de adaptaciones anatómicas y fisiológicas) sino también evolución cultural (ejemplos de evolución cultural son los desarrollo de la tecnología humana, prácticas médicas modernas, prácticas agrícolas, economías, ciencia, sistemas gubernamentales, etc., conduciendo con el tiempo a una adaptación humana generalmente mejorada). La transmisión cultural y la evolución cultural resultante dan a nuestra especie una gran ventaja de supervivencia. La transmisión cultural explica el éxito de la especie humana más que cualquier otro factor individual.

Referencias

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Atribuciones

La Sección 10.1, “Aprendizaje, Genes y Adaptación” es material original escrito por Kenneth A. Koenigshofer, PhD. y está licenciado bajo CC BY 4.0.

Imágenes de Wikimedia Commons.