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Gesang bei Singvögeln unabhängig von Gehirngröße

09.06.2011
Geschlechtsunterschiede im Gehirn variieren mit sozialem Status

Bei allen Wirbeltieren unterscheiden sich die Gehirne zwischen den Geschlechtern. Die Größe der den Gesang steuernden Gehirnareale von Singvögeln beispielsweise könnte mit der Größe des Gesangsrepertoires zusammenhängen. Bei einer Vielzahl von Arten singen nur die Männchen, und tatsächlich besitzen die Männchen größere Gesangsareale. Aber auch Arten, bei denen Männchen und Weibchen identisch singen, weisen dieselben Geschlechtsunterschiede in der Gehirnstruktur auf. Erstmals zeigten nun Forscher des Max-Planck-Instituts für Ornithologie in Seewiesen an einem afrikanischen Singvogel, dem Mahaliweber, dass das Ausmaß dieser Geschlechtsunterschiede im Gehirn mit dem sozialen Status variiert und nicht mit dem Gesangsverhalten erklärt werden kann.


Mahaliweber (Plocepasser mahali): dominantes Paar mit subdominantem Männchen (rechts).
© MPI f. Ornithologie

Mahaliweber sind im östlichen Afrika weit verbreitet. Diese Webervögel leben in Gruppen von bis zu zehn Tieren, mit einer ausgeprägten Dominanzhierarchie, wobei sich nur das dominante Paar fortpflanzt. Von dieser Art hört man oft eine rasche Abfolge von Wechselgesängen, die beide Geschlechter beherrschen, den so genannten Duettgesang. Während alle Gruppenmitglieder den eher kurzen Duettgesang beherrschen, der sich bei mehreren Sängern zu einem regelrechten Chorgesang entwickelt, singt das dominante Männchen zusätzlich einen langen, komplexen Sologesang, den es nur in der Morgendämmerung während der Brutzeit vorträgt.

Neurobiologen interessiert seit langem, auf welche Weise sich die oben erwähnten Geschlechtsunterschiede beim Gesangsverhalten im Gehirn der Tiere widerspiegeln. Der bislang gängigen Hypothese zufolge sind die Strukturunterschiede im Gehirn von Männchen und Weibchen bei den Arten am größten, bei denen sich auch das Gesangsverhalten stark unterscheidet, beziehungsweise bei denen nur die Männchen singen. “Am Malawiweber können wir an ein und der selben Art Geschlechtsunterschiede zwischen Tieren untersuchen, die unterschiedlich singen – nämlich dominanten Männchen und Weibchen, und solchen, die identisch singen - also subdominanten Männchen und Weibchen“, sagt Manfred Gahr vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen.

Die Ergebnisse überraschen, denn es zeigte sich ein vom sozialen Status abhängiger Geschlechtsunterschied. Zunächst fanden die Forscher, was nach der Hypothese zu erwarten war - die dominanten Männchen hatten ein fast dreimal so großes Gesangszentrum HVC wie die weiblichen Tiere. Verglichen sie jedoch subdominante Männchen mit Weibchen, die beide denselben Duettgesang singen, so war der männliche HVC immer noch doppelt so groß wie der weibliche. Ein anderes Gehirnareal, der RA, der nur für die Produktion des Gesangs zuständig ist, zeigte dasselbe Muster. Die Größenunterschiede kommen hauptsächlich durch eine höhere Anzahl von Nervenzellen in diesen Arealen zustande. Interessanterweise fanden sich keinerlei Geschlechtsunterschiede in der Area X, einer Region, die beim Gesangslernen eine Rolle spielt.

Ein ganz anderes Bild die Gen-Aktivität im HVC. Die Aktivitätsmuster zweier Gene für Synapsenproteine spiegelt das polymorphe Gesangsverhalten eher wider als die Größe der Gehirnareale. Beim Vergleich von subdominanten Männchen mit Weibchen fand die Wissenschaftler eine gleich starke Aktivität. Bei dominanten Weibchen waren die beiden Gene jedoch überraschenderweise aktiver als bei dominanten Männchen.

Die Ergebnisse der unterschiedlichen Männchen-Weibchen-Vergleiche passen nicht in das gängige Bild der Regulation von Geschlechtsunterschieden in Gehirn und Verhalten. Nimmt man an, dass die größere Neuronenzahl der dominanten Männchen für das Singen des komplexen Sologesangs notwendig ist, lässt sich jedoch nicht der Geschlechtsunterschied im Gehirn zwischen subdominanten Männchen und Weibchen erklären. Alternativ dazu könnte die Arealgröße überhaupt keine Rolle spielen, sondern vielmehr die unterschiedliche Aktivität von Genen. „Das würde jedoch bedeuten, dass die Männchen, wenn sie einmal an die Spitze der Hierarchie geklettert sind, den Duettgesang mit Nervenzellen produzieren, die eine andere Genaktivität als Weibchen und subdominante Männchen aufweisen“, sagt Cornelia Voigt.

Ansprechpartner
Prof. Manfred L. Gahr
Direktor Abteilung Verhaltensneurobiologie
Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon: +49 8157 932-276
Fax: +49 8157 932-285
E-Mail: gahr@orn.mpg.de
Originalveröffentlichung
Cornelia Voigt, Manfred Gahr
Social status affects the degree of sex difference in the songbird brain
PLoS One, 8. Juni 2011

Cornelia Voigt | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.orn.mpg.de
http://www.mpg.de/4337884/gehirngroesse_bei_singvoegeln

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