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Evolution mit Köpfchen - Großes Gehirn hat evolutionären Nutzen

22.05.2015

Tiere mit großen Gehirnen sollen intelligenter und erfolgreicher als jene mit kleineren Gehirnen sein. Forschende der Vetmeduni Vienna und der Universität Stockholm haben nun erstmals experimentell bewiesen, dass ein großes Gehirn einen evolutionären Nutzen bringt. Weibliche Fische mit größeren Gehirnen überleben Gefahrensituationen deutlich häufiger, als Weibchen mit kleineren Gehirnen. Bei Männchen scheint ein großes Gehirn keine Vorteile zu bringen. Die Ergebnisse wurden im renommierten Journal Ecology Letters veröffentlicht.

Je größer ein Gehirn, desto besser die kognitiven Leistungen, die es vollbringen kann. Es scheint daher nur logisch, dass ein größeres Gehirn einen Überlebensvorteil bringt. Im Laufe der Evolution könnten sich also die größeren Gehirne durchsetzen.


Ein größeres Gehirn bringt weiblichen Guppies Vorteile.

Foto: Paul Bentzen

Ob diese Hypothese stimmt, wurde bisher mit vergleichenden Studien überprüft. Darin wurde die Intelligenz und Überlebenswahrscheinlichkeit von Arten mit großen Gehirnen mit jener von Arten mit kleineren Gehirnen verglichen. Tatsächlich scheinen Arten mit größeren Gehirnen im Vorteil zu sein. Der kausale Zusammenhang lässt sich in diesen Studien allerdings nicht nachvollziehen.

Warum es sich also evolutionär rechnen könnte, in ein größeres Gehirn zu investieren, wo doch Gehirnmasse teuer in der Entwicklung und im Erhalt ist, haben Alexander Kotrschal, Sarah Zala, Severine Büchel und Dustin Penn am Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung an Fischen untersucht.

Guppys mit großen und kleinen Gehirnen im Bachbett getestet

Guppys sind eine aus der Karibik stammende Aquarienfischart. Am Konrad-Lorenz-Institut für Vergleichende Verhaltensforschung an der Vetmeduni Vienna untersuchten Kotrschal und seine KollegenInnen die Süßwasserfische in einem künstlich angelegten Bach. Als natürlicher Feind der Guppys befand sich auch ein Hechtbuntbarsch im etwa 20 Meter langen Strömungsbecken. Um herauszufinden, ob ein großes Gehirn tatsächlich einen Überlebensvorteil bringt, wurden insgesamt 4800 Guppys mit größeren und kleineren Gehirnen selektiert und in das Becken gesetzt.

Nach etwa einem halben Jahr befanden sich deutlich mehr lebende Guppys mit großen Gehirnen im Versuchsbecken. Ein großes Gehirn scheint es den Fischen zu ermöglichen, dem Feind erfolgreicher aus dem Wege zu gehen. „Wir liefern den ersten experimentellen Nachweis dafür, dass ein großes Gehirn von evolutionär relevantem Nutzen ist“, erklärt der Erstautor Kotrschal, der mittlerweile an der Universität Stockholm forscht.

Weibchen profitieren von großem Gehirn

Weibliche Guppys mit großen Gehirnen, ihre Gehirne waren etwa 12 Prozent größer als jene derer mit kleinem Gehirn, entkamen dem räuberischen Hechtbuntbarsch häufiger und überlebten deshalb in der Gefahrensituation eher als Weibchen mit kleinen Gehirnen. Für Männchen brachte ein großes Gehirn keinen Überlebensvorteil. Die Verhaltensbiologin Sarah Zala erklärt dies folgendermaßen: „Männliche Guppys sind bunter und auffälliger als weibliche. Sie werden wahrscheinlich deshalb vom Räuber häufiger geschnappt. Das größere Gehirn scheint diesen Nachteil nicht auszugleichen.“

Hypothese zur Evolution der Gehirngröße bewiesen

„Die gängige Hypothese der Gehirngrößenevolution, wonach ein großes Gehirn zu einem Überlebensvorteil führe, vor allem unter Raubdruck, ist hiermit bestätigt“, betont der Co-Autor Dustin Penn. Dass sich verschiedene Tierarten in ihrer Evolution gegenseitig beeinflussen, ist besonders spannend.

Erste Ergebnisse legen auch nahe, dass sich die Fisch-Gruppen mit großen oder kleinen Gehirnen dem räuberischen Hechtbuntbarsch gegenüber unterschiedlich verhalten. Diese Verhaltensweisen sollen noch weiter untersucht werden. Die Forschenden wollen zukünftig auch wissen, ob die überlebenden Eltern mehr Nachkommen produzieren. Genetische Analysen sollen dabei aufklären.

Service:
Der Artikel „Brain size affects female but not male survival under predation threat” von Alexander Kotrschal, Séverine Büchel, Sarah M. Zala, Alberto Corral, Dustin J. Penn und Niclas Kolm wurde im Journal Ecology Letters veröffentlicht. doi: 10.1111/ele.12441
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.12441/abstract

Über die Veterinärmedizinische Universität Wien

Die Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna) ist eine der führenden veterinärmedizinischen, akademischen Bildungs- und Forschungsstätten Europas. Ihr Hauptaugenmerk gilt den Forschungsbereichen Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit, Tierhaltung und Tierschutz sowie den biomedizinischen Grundlagen. Die Vetmeduni Vienna beschäftigt 1.300 MitarbeiterInnen und bildet zurzeit 2.300 Studierende aus. Der Campus in Wien Floridsdorf verfügt über fünf Universitätskliniken und zahlreiche Forschungseinrichtungen. Zwei Forschungsinstitute am Wiener Wilhelminenberg sowie ein Lehr- und Forschungsgut in Niederösterreich gehören ebenfalls zur Vetmeduni Vienna. Im Jahr 2015 feiert die Vetmeduni Vienna ihr 250-jähriges Bestehen. http://www.vetmeduni.ac.at

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Alexander Kotrschal
Stockholm University
T +468164046
alexander.kotrschal@zoologi.su.se

Aussenderin:
Dr. Susanna Kautschitsch
Wissenschaftskommunikation / Public Relations
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 25077-1153
susanna.kautschitsch@vetmeduni.ac.at

Weitere Informationen:

http://www.vetmeduni.ac.at/de/infoservice/presseinformationen/presseinfo2015/geh...

Dr. Susanna Kautschitsch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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