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Evolution: Wege zum Minigehirn

Viele nur millimetergroße Tiere zeigen ein überraschend komplexes, vielfältiges Verhalten. Die Leistungsfähigkeit ihrer winzigen Gehirne ist das Produkt einer langen evolutionären Optimierung. Dabei schreckten manche Arten nicht einmal davor zurück, die Zellkerne aus ihren Neuronen hinauszuwerfen.
Fluoreszenzaufnahme Fadenwurm C. elegansLaden...

Je kleiner eine Art, umso größer ist das Gehirn im Verhältnis zum Körper. Diesem Prinzip gehorchen sogar noch die winzigsten Insekten und Spinnen. Der Schweizer Arzt und Naturforscher Albrecht von Haller (1708 – 1777) beobachtete die später nach ihm benannte Regel allerdings bei den Wirbeltieren. Er bemerkte aber auch schon, dass die Größenbeziehung nur innerhalb einzelner Tierklassen oder näher verwandter Arten zutrifft, also innerhalb von taxonomischen Einheiten.

Denn zwei gleich große Organismen aus ganz verschiedenen Tiergruppen müssen durchaus nicht gleich große Gehirne besitzen. Jedes Taxon richtet sich gewissermaßen nach einem eigenen Grundwert. Für die zusammengehörigen Arten ergibt sich dann aus den Relationen zwischen Körper- und Hirngröße jeweils eine »allometrische« Gerade. Diese Linien für die verschiedenen Gruppen liegen zueinander versetzt: manche sind gegen andere mehr nach links beziehungsweise nach rechts verschoben.

Bisher haben Biologen für die hallersche Regel keine wirklich zufrieden stellenden Erklärungen gefunden – also dafür, dass die Hirngröße relativ zunimmt, wenn Tiere schrumpfen. Noch weniger verstehen sie das Phänomen der voneinander abweichenden allometrischen Linien im Tierreich. Wieso konnten so viele Evolutionslinien der wirbellosen Tiere deutlich kleinere Gehirne erfinden, als es ihrer Herkunft entsprach? Neuere Studien an ihnen haben manche früheren Auffassungen widerlegt – und zugleich neue Fragen aufgeworfen. Diese Untersuchungen wecken den Verdacht, dass ...

April 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft April 2013

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  • Quellen

Eberhard, W. G.: Are Smaller Animals Behaviourally Limited? Lack of Clear Constraints in Miniature Spiders. In: Animal Behaviour 81, S. 813 -823 , 2011

Eberhard, W. G., Wcislo, W. T.: Grade Changes in Brain-Body Allometry: Morphological and Behavioural Correlates of Brain Size in Miniature Spiders, Insects, and other Invertebrates. In: Advances in Insect Physiology 40, S. 155 – 214, 2011

Manger, P. R. et al.: Is 21st Century Neuroscience too Focussed on the Rat/Mouse Model of Brain Function and Dysfunction? In: Frontiers in Neuroanatomy 2, S. 1 – 7, 2008