Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Langsame und späte Evolution des menschlichen Gehirns

25.01.2018

Fossilien von Homo sapiens belegen, dass das menschliche Gehirn erst allmählich seine runde Form angenommen hat

In einer Studie beschreiben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, dass sich die für den modernen Menschen typische runde Gehirnschädelform erst spät während der Evolution unserer Art herausgebildet hat.


Gehirnform des 300.000 Jahre alten Schädels Jebel Irhoud 1 (links). Das Gehirn erreichte erst überraschend spät die für den heutigen Menschen typische rundere Form (rechts).

MPI EVA/ S. Neubauer, Ph. Gunz (Lizenz: CC-BY-SA 4.0)

Die Forscher haben die Größe und Form verschiedener Homo sapiens-Fossilien analysiert und so herausgefunden, dass sich die Organisation und möglicherweise auch die Funktion unseres Gehirns nur ganz langsam verändert haben und erst vor relativ kurzer Zeit den heutigen Zustand erreicht haben.

Die ältesten Fossilien unserer eigenen Art Homo sapiens aus Jebel Irhoud in Marokko wurden von Forschern der Abteilung für Humanevolution am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie auf ein Alter von etwa 300.000 Jahren datiert. Verschiedene Print- und Onlinemedien haben diese Forschung zu einer der Top-Wissenschaftsmeldungen des Jahres 2017 gekürt.

Zusammen mit Schädelfunden aus Florisbad, Südafrika (260.000 Jahre) und Omo Kibish, Äthiopien (195.000 Jahre) dokumentieren die Jebel Irhoud Fossilien eine frühe evolutionäre Phase des Homo sapiens auf dem afrikanischen Kontinent. Ihre Gesichtsschädel und Zähne sehen modern aus, doch die länglichen Gehirnschädel erscheinen archaisch und ähneln eher denen von älteren Menschenarten und Neandertalern. Heute lebende Menschen zeichnen sich hingegen durch einen runderen Gehirnschädel aus.

Mitglieder des gleichen Forscherteams veröffentlichen nun weitere überraschende Erkenntnisse über die Gehirnevolution des Homo sapiens. Die Paläoanthropologen Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin und Philipp Gunz haben mit Hilfe der sogenannten Mikro-Computertomographie virtuelle Abdrücke der inneren Schädelhöhle verschiedener Fossilien und heute lebender Menschen erzeugt – sogenannte Endocasts – und statistisch analysiert.

Evolution von Scheitellappen und Kleinhirn

Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Gehirn von Homo sapiens allmählich von einer länglichen zu einer runderen Form entwickelt hat. Zu diesem Prozess tragen insbesondere Veränderungen in zwei Gehirnarealen bei: Die Wölbung des Scheitellappens im Großhirn und die Wölbung des Kleinhirns nehmen zu. Hirnareale in dem auch Parietallappen genannten Teil der Großhirnrinde beeinflussen Orientierung, Aufmerksamkeit, Wahrnehmung von Reizen, die sensomotorische Integration von Planungsprozessen, die visuell-räumliche Integration, Selbstwahrnehmung, das Arbeits- und Langzeitgedächtnis, numerische Verarbeitung und Werkzeuggebrauch.

Das Kleinhirn steuert nicht nur motorische Funktionen wie die Koordination von Bewegungen und die Balance, sondern steht auch im Zusammenhang mit räumlichen Verarbeitungsprozessen, Arbeitsgedächtnis, Sprache, sozialer Kognition und Verarbeitung von Emotionen.

Je jünger Fossilien von Homo sapiens sind, desto moderner wird die Form ihres Gehirnschädels. Doch erst Fossilien, die jünger als 35.000 Jahre alt sind, besitzen die gleiche runde Form wie Menschen heute. Das bedeutet, dass sich die moderne Gehirnorganisation zwischen 100.000 und 35.000 Jahren herausbildete. Wichtig ist, dass sich diese Formveränderungen unabhängig von der Gehirngröße entwickelten – mit Hirnvolumina von etwa 1.400 Millilitern hatten selbst die ältesten Homo sapiens-Fossilien von Jebel Irhoud schon eine ähnliche Gehirngröße wie heute lebende Menschen.

„Das Gehirn ist das Organ, das uns Menschen ausmacht“, sagt Neubauer. Doch die moderne menschliche Gehirnform ist nicht wie andere Schlüsselmerkmale unseres Schädels und unserer Zähne bereits früh in der Evolutionsgeschichte unserer Art Homo sapiens entstanden. Neubauer fügt hinzu: „Wir wussten bereits, dass sich die Gehirnform innerhalb unserer eigenen Spezies entwickelt haben muss, waren aber überrascht, wie spät im Laufe der Evolution diese Veränderungen der Gehirnorganisation den heutigen Zustand erreicht haben.“

Evolutionäre Veränderung der Gehirnentwicklung bei Neugeborenen

Beim heutigen Menschen entwickelt sich die charakteristische runde Form des Gehirns und des Gehirnschädels innerhalb weniger Monate um den Zeitpunkt der Geburt herum. Philipp Gunz erklärt: „Die Evolution der Gehirnschädelform beim Homo sapiens deutet auf evolutionäre Veränderungen der frühen Gehirnentwicklung hin – einer kritischen Zeit für die neuronale Vernetzung und kognitive Entwicklung im frühen Kindesalter.“

Die Forscher vermuten daher, dass evolutionäre Veränderungen der frühen Hirnentwicklung entscheidend für die Evolution komplexer Denkprozesse beim Menschen sind. Jean-Jacques Hublin, Co-Autor und Direktor der Abteilung für Humanevolution am Max-Planck-Institut in Leipzig, sagt: „Die allmähliche Entwicklung hin zu einer modernen menschlichen Gehirnform scheint mit der allmählichen Entstehung moderner Verhaltensweisen parallel verlaufen zu sein, auf die man aufgrund archäologischer Belege schließen kann.“

Die Ergebnisse der Forscher stimmen auch mit neuen genetischen Studien überein: Wichtige Veränderungen in Genen, die die Gehirnentwicklung des modernen Menschen beeinflussen, sind aufgetreten, nachdem sich Homo sapiens und Neandertaler voneinander getrennt hatten. Immer mehr genetische, archäologische und paläoanthropologische Belege zeigen also, dass der Homo sapiens tiefe afrikanische Wurzeln hat und bis heute allmähliche Veränderungen im Verhalten, der Gehirnorganisation und möglicherweise auch der Gehirnfunktion durchlebt hat.

Originalveröffentlichung
Simon Neubauer, Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz
The evolution of modern human brain shape.
Science Advances; 24 January, 2018 (DOI: 10.1126/sciadv.aao5961)

Kontakt
Dr. Simon Neubauer
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
+49 163 9652091 simon.neubauer@eva.mpg.de

Prof. Dr. Jean-Jacques Hublin
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
+49 151 16635425 hublin@eva.mpg.de

Dr. Philipp Gunz
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
+49 151 27525787 gunz@eva.mpg.de

Sandra Jacob
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
+49 341 3550-122 jacob@eva.mpg.de

Dr. Harald Rösch | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Weitere Informationen:
https://www.mpg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multiple Sklerose: Hilfe zur zellulären Selbsthilfe
15.01.2019 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht NTU Singapur und MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung eröffnen Labor für "Künstliche Sinne"
15.01.2019 | Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

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: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Im Focus: Roter Riesenvollmond in den Morgenstunden des 21. Januar

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Frühaufsteher sind diesmal im Vorteil: Wer am Morgen des 21. Januar 2019 vor 6:45 Uhr einen Blick an den Himmel wirft, kann eine totale Mondfinsternis bestaunen. Dann leuchtet der sonst so strahlende Vollmond zwischen den Sternbildern Zwillingen und Krebs glutrot.

Um das Finsternis-Spektakel in seiner gesamten Länge zu verfolgen, muss man allerdings sehr früh aus dem Bett: Kurz nach 4:30 Uhr beginnt der Mond sich langsam...

Im Focus: Atomarer Mechanismus der Supraschmierung aufgeklärt

Das Phänomen der sogenannten Supraschmierung ist bekannt, es war jedoch auf atomarer Ebene bislang nicht zu erklären: Wie entsteht die extrem niedrige Reibung beispielsweise in Lagern? Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Institute IWM und IWS entschlüsselten gemeinsam einen universellen Mechanismus der Supraschmierung bei bestimmten diamantähnlichen Kohlenstoffschichten in Verbindung mit organischen Schmierstoffen. Auf dieser Wissensbasis ist es nun möglich, Designregeln für supraschmierende Schicht-Schmierstoff-Kombinationen zu formulieren. Die Ergebnisse präsentiert ein Artikel der Zeitschrift Nature Communications, Ausgabe 10.

Eine der wichtigsten Grundvoraussetzungen für nachhaltige und umweltfreundliche Mobilität ist, Reibung zu minimieren. Diesem wichtigen Vorhaben widmen sich...

Im Focus: Elucidating the Atomic Mechanism of Superlubricity

The phenomenon of so-called superlubricity is known, but so far the explanation at the atomic level has been missing: for example, how does extremely low friction occur in bearings? Researchers from the Fraunhofer Institutes IWM and IWS jointly deciphered a universal mechanism of superlubricity for certain diamond-like carbon layers in combination with organic lubricants. Based on this knowledge, it is now possible to formulate design rules for supra lubricating layer-lubricant combinations. The results are presented in an article in Nature Communications, volume 10.

One of the most important prerequisites for sustainable and environmentally friendly mobility is minimizing friction. Research and industry have been dedicated...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung zu Antibiotikaresistenzen

15.01.2019 | Veranstaltungen

Lasersymposium Elektromobilität in Aachen

11.01.2019 | Veranstaltungen

Die Rolle des Menschen in der digitalisierten Arbeitswelt

10.01.2019 | Veranstaltungen

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

Multiple Sklerose: Hilfe zur zellulären Selbsthilfe

15.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Tagung zu Antibiotikaresistenzen

15.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

15.01.2019 | Materialwissenschaften

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