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Neurologie 6. Dezember 2011

Evolution der Hirngröße

Mehrere energetische Faktoren spielten bei der Entwicklung des Gehirns eine Rolle.

Bei Säugetieren konnte sich das Gehirn im Laufe der Evolution vergrößern, ohne dass – wie bisher angenommen – die Verdauungsorgane kleiner werden mussten. Anthropologen der Universität Zürich entdeckten, dass Fettspeicherung oft mit relativ kleinen Gehirnen einhergeht – außer beim Menschen.

 

Das Gehirn ist der Hauptenergieverbraucher im Körper. Im Vergleich zu unseren nächsten Verwandten, den Menschenaffen, ist das menschliche Gehirn dreimal größer und erfordert auch viel mehr Energie. Wenn eine Tierart ein größeres Gehirn entwickelt als ihre Vorfahren, muss diese Energie entweder zusätzlich erworben oder bei einer anderen Funktion eingespart werden. Bisher lautete die allgemein akzeptierte These, dass der Mensch durch geschrumpfte Verdauungsorgane Energie sparen konnte. Züricher Anthropologen widerlegen nun diese These: Säugetiere mit relativ größeren Gehirnen besitzen tendenziell einen etwas größeren Verdauungstrakt.

Ana Navarrete, Erstautorin der in Nature publizierten Studie, hat hunderte von Kadavern seziert. „Vom Hirsch bis zur Spitzmaus sind 100 Arten im Datensatz vertreten“, erklärt die Doktorandin. Die Wissenschaftler setzten dabei die Größe des Hirns in Bezug zum fettfreien Körpergewicht. Die Leiterin der Studie, Karin Isler, betont: „Es ist äußerst wichtig, die Fettspeicher eines Tieres zu berücksichtigen, da diese bei einigen Tierarten im Herbst bis zur Hälfte des Körpergewichts ausmachen.“ Auch im Vergleich zum standardisierten bzw. fettfreien Körpergewicht hängt die Größe des Gehirns nicht von anderen Organen ab.

Mehr Fett, kleineres Hirn

Trotzdem spielt die Fettspeicherung eine wichtige Rolle bei der Evolution der Hirngröße. Die Forscher entdeckten einen überraschenden Zusammenhang: Je mehr Fett eine Tierart speichern kann, umso kleiner ist ihr Gehirn. Obwohl Fettgewebe an sich nicht viel Energie braucht, verlieren beispielsweise fliegende und kletternde Tiere durch Herumschleppen von zusätzlichem Gewicht viel Energie. Diese Energie fehlt wiederum für die weitere Entwicklung des Gehirns. Isler dazu: „Es scheint, dass große Fettspeicher oft auf Kosten der geistigen Flexibilität gehen. Wir Menschen bilden dabei eine Ausnahme, zusammen mit Walen und Robben. Vermutlich, weil unser zweibeiniger Gang ebenso wie das Schwimmen nicht viel mehr Energie kostet, wenn wir etwas schwerer wiegen.“

Energetische Faktoren

Die rasante Zunahme der Hirngröße und damit die erhöhte Ener-giezufuhr begann vor ungefähr zwei Millionen Jahren, bei der Gattung „Homo“. Die Zürcher Anthropologen gehen davon aus, dass mehrere energetische Faktoren eine Rolle gespielt haben: „Um die Energieversorgung ihres Gehirns auf einem höheren Niveau zu stabilisieren, brauchten die Urmenschen eine ganzjährige Nahrungsquelle von guter Qualität, wie etwa unterirdische Wurzelknollen oder Fleisch. Da sie nicht mehr täglich kletterten, perfektionierten sie den zweibeinigen Gang. Noch wesentlicher aber ist die gemeinsame Kinderversorgung“, meint Isler. Denn Menschenaffenmütter erhalten keine Hilfe und können daher nur alle fünf bis acht Jahre ein Jungtier großziehen. Dank gemeinschaftlicher Fürsorge für Mütter und Kinder können sich Menschen beides leisten: ein riesiges Gehirn und häufigen Nachwuchs.Uni Zürich/KK

 

Literatur: Nature. November 9, 2011. doi:10.1038/nature10629

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