La ruta biológica que siguió la domesticación del gato puede ser una o varias de las siguientes: (1) una forma de neotonía en la que las características juveniles persisten en el adulto, particularmente las que tienen que ver con el comportamiento, haciendo al animal proclive a la dependencia de otros, (2) Una modificación del equilibrio hormonal, principalmente mediante la reducción en el tamaño de las glándulas adrenales y de sus secreciones, y (3) una reducción en el tamaño del cerebro, disminuyendo la sensibilidad del animal a los estímulos no congeniales. Es posible que las rutas (1) y (3) estén correlacionadas, así como la existencia de una interrelación de las tres en mayor o menor grado. Entre las razas de silvestris, el europeo tenía el mayor tamaño cerebral, seguido de los gatos steppe de Asia central y los lybica del noreste africano. Un grupo de gatos momificados egipcios poseía un cerebro de tamaño idéntico a los lybica. No obstante, cráneos hallados en ciudades rusas medievales revelaron una disminución en el tamaño cerebral, una tendencia que fue continuada por la posesión mayoritaria de siameses. Hemmer (1976) sugiere que el mayor declive fue alrededor de un 10 y un 15 por ciento respectivamente. Dos grupos de domésticos (normales y silvestres) mostraban una gran variedad de tamaños cerebrales, desde el tamaño del lybica hasta menor que el Siamés. Muy pocos de los domésticos llegaron a tener un tamaño cerebral que se aproximase al de los europeos silvestres. Parece ser que la contribución del silvestris al gato de hoy en día es muy poca o nula. Además, es probable que la reducción en el tamaño cerebral haya sido concomitante con la domesticación. Es cuestionable que la reducción en el tamaño cerebral explique en su totalidad la docilidad del gato moderno, pero puede haber contribuido a ella.
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