Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für ein grösseres Gehirn mussten Magen und Darm nicht schrumpfen

10.11.2011
Bei Säugetieren konnte sich das Gehirn im Laufe der Evolution vergrössern, ohne dass wie bis anhin angenommen, die Verdauungsorgane kleiner werden mussten.

Anthropologen der Universität Zürich entdeckten zudem, dass Fettspeicherung oft mit relativ kleinen Gehirnen einhergeht – ausser beim Menschen. Dieser verdankt die erhöhte Energiezufuhr und damit einhergehend sein grosses Gehirn der gemeinschaftlichen Kinderversorgung, besserer Nahrung und seinem aufrechtem Gang.

Das Gehirn ist der Hauptenergieverbraucher im Körper. Im Vergleich zu unseren nächsten Verwandten, den grossen 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. Bis anhin lautete die allgemein akzeptierte These, dass der Mensch durch geschrumpfte Verdauungsorgane Energie sparen konnte. Anthropologen der Universität widerlegen nun diese These und belegen: Säugetiere mit relativ grösseren Gehirnen besitzen tendenziell einen etwas grösseren Verdauungstrakt.

Ana Navarrete, Erstautorin der heute in «Nature» publizierten Studie, hat hunderte von Kadavern aus Zoos und Museen 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 auf den ersten Blick 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. Karin 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».
Zusammenspiel energetischer Faktoren
Die rasante Zunahme der Hirngrösse und damit die erhöhte Energiezufuhr begann vor ungefähr zwei Millionen Jahren, bei der Gattung «Homo». Die Zürcher Anthropologen gehen aufgrund ihrer breiten Studien des Tierreichs davon aus, dass dabei 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, beispielsweise unterirdische Wurzelknollen oder Fleisch. Da sie nicht mehr täglich kletterten, perfektionierten sie den zweibeinigen Gang. Noch wesentlicher aber ist die gemeinsame Kinderversorgung», meint Karin Isler. Denn Menschenaffenmütter erhalten keine Hilfe und können daher nur alle 5 bis 8 Jahre ein Jungtier grossziehen. Dank gemeinschaftlicher Fürsorge für Mütter und Kinder können sich Menschen beides leisten: ein riesiges Gehirn und häufigen Nachwuchs.
Literatur:
Ana F. Navarrete, Carel P. van Schaik, and Karin Isler. Energetics and the evolution of human brain size. Nature. November 9, 2011. doi:10.1038/nature10629
Kontakt:
Dr. Karin Isler
Anthropologisches Institut und Museum
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 54 01
E-Mail: kisler@aim.uzh.ch

Nathalie Huber | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics