Ein Hyazinthara (Anodorhynchus hyacinthinus). Tristan Barrington/Shutterstock

Als Besitzer einiger der größten Gehirne im Tierreich gehen wir Menschen oft davon aus, dass kognitive Leistung, Aufgabenlösung und soziale Interaktionen die Grundzutaten waren, die die Entwicklung unserer komplexen Gehirne gefördert haben.

Unsere neue Studie, kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht, stellt diese intuitive Annahme in Frage.

Zusammen mit anderen biologischen und ökologischen Faktoren verlieren kognitive und soziale Faktoren ihre führende Rolle bei der Steigerung der Gehirngröße. Stattdessen ist es die elterliche Fürsorge, die der Nachwuchs erhält, die ein größeres Gehirn unterstützt.

Gehirne sind teuer

Das Gehirn ist eines der wichtigsten teure Organe im Körper eines Tieres – neuronale Aktivität erfordert große Mengen an Energie. Je größer das Gehirn ist, desto mehr Energie benötigt es, um sich selbst zu erhalten.

Biologen sind lange davon ausgegangen, dass diese hohen Kosten mit einigen soliden Vorteilen einhergehen müssen, die sich aus der Intelligenz ergeben. Einige der vorgeschlagenen Vorteile waren kognitive Fähigkeiten, die Fähigkeit, schwierige Probleme zu lösen und sich an komplexen sozialen Interaktionen zu beteiligen.

Ein Blick auf Menschen, Menschenaffen und andere Primaten schien diese Annahme zu bestätigen: Unsere großen Gehirne werden routinemäßig in Situationen eingesetzt, die es erfordern kreative LösungenUnd um Wahrung der sozialen Integrität in großen Gruppen.

Es gibt ein Problem mit dieser Argumentation. Große Gehirne brauchen lange, um zu wachsen, und während sie dies tun, benötigen sie immer noch erhebliche Mengen an Brennstoff (sogar mehr als im Erwachsenenalter). Sie sind auch deutlich weniger leistungsfähig, bevor sie ihre endgültige Größe und Komplexität erreichen. Wachsende Tiere müssten also für wachsende Gehirne „bezahlen“, könnten aber die Kraft der Gehirne für längere Zeit nicht nutzen.

Untersuchungen zum Vogelgehirn

Um dieses scheinbare Paradoxon zu lösen, haben wir uns entschieden, von Säugetieren wegzusehen, die traditionell in der Hirnforschung verwendet werden – aber auch fast ausschließlich im Zusammenhang mit Kognition untersucht wurden. Stattdessen tauchten wir in die Vogelwelt ein. Vögel sind erstaunliche Modelle in vielen Evolutionsstudien: Sie sind extrem vielfältig, haben eine breite Palette von Lebensstilen und leben in fast alle wilden Lebensräume auf der Erde.

Die Gehirngrößen von Vögeln sind ebenfalls sehr unterschiedlich und reichen von Hühnern mit relativ kleinem Gehirn und Straußen bis zu einigen der klügsten Arten mit großem Gehirn wie Papageien und Rabenvögeln.

Im Verhältnis zu ihrer großen Körpergröße gehören Strauße zu den Vögeln mit dem kleinsten Gehirn. Shutterstock

Beachten Sie, dass wir uns hier auf die relative Gehirngröße beziehen. Uns interessiert also die Größe des Gehirns im Verhältnis zum Gesamtkörper des Tieres. Schließlich ist es einfach, ein großes Gehirn (in absoluten Zahlen) zu haben, wenn man im Allgemeinen ein großes Tier ist. Eine solche körpergrößenbedingte Zunahme der Gehirngröße würde auch nicht unbedingt zu einer verbesserten Kognition führen.

Unsere Analyse umfasste mehr als 1,000 Vogelarten, für die wir Daten zur Gehirngröße hatten. Wir haben auch viele andere Variablen gesammelt, die als potenzielle Treiber der Gehirngröße relevant sein könnten: das Klima, in dem jede Art lebt; ob es wandernd ist oder nicht; wie er sich ernährt und was seine Hauptnahrungsquelle ist.

Am wichtigsten ist, dass wir für alle eingeschlossenen Arten Aufzeichnungen darüber finden konnten, wie sozial und kooperativ sie waren und wie viel elterliche Fürsorge sie ihren Nachkommen zukommen ließen.

Es beginnt im Nest

Unsere Analyse ergab, dass soziale Faktoren in Kombination mit allen eingeschlossenen Variablen nur schwach mit der Variation der Gehirngröße bei Vögeln zusammenhängen.

Es stellte sich heraus, dass Kooperation und das Leben in größeren Gruppen – Umstände, von denen allgemein angenommen wird, dass sie stark mit großen und komplexen Gehirnen zusammenhängen – als Ursachen für außergewöhnliche Intelligenz fast keine Rolle spielten.

Von allen analysierten Artenmerkmalen zeigten nur diejenigen, die direkt mit der elterlichen Fürsorge und der Versorgung der Nachkommen in Verbindung stehen, starke Beziehungen zur Gehirngröße. Unsere Daten zeigten, dass Arten, die ihre Jungen länger ernährten, Arten mit einigen der größten Gehirne waren (wiederum relativ zur Körpergröße).

Auch der Entwicklungsstil spielte eine große Rolle. Vögel lassen sich leicht in zwei große Gruppen einteilen. Nestbrüchige Arten sind solche, bei denen Jungtiere aus bereits relativ gut entwickelten Eiern schlüpfen (wie Hühner, Enten, Gänse), die wenig bis gar keine Fütterung benötigen.

Altricial-Vögel werden hilflos geboren, aber wenn sie lange Zeit von ihren Eltern gefüttert werden, wachsen ihnen größere Gehirne. Shutterstock

Altrizialvögel hingegen schlüpfen stark unterentwickelt. Normalerweise sind ihre Jungtiere blind, nackt und völlig abhängig von der Fürsorge ihrer Eltern. Zu dieser Gruppe gehören einige der bekanntesten Vogelgruppen, denen wir täglich begegnen, wie Spatzen, Meisen, Rotkehlchen und Finken.

Da Nestvögel relativ mehr Fürsorge von ihren Eltern erhalten, haben wir vorhergesagt, dass sie auch in der Lage sein sollten, größere Gehirne zu entwickeln – ein Muster, das wir in unseren Daten deutlich sehen.

Auch wenn sie aus Sicht anderer existierender Hypothesen (wie der zuvor erwähnten „Social Brain Hypothesis“) herausfordernd sind, sind unsere Ergebnisse sehr sinnvoll.

Wie bereits erwähnt, sind Gehirne riesige Energieverbraucher. Wenn diese Energie nicht auf dem üblichen Weg bereitgestellt werden kann (weil ein Jungtier ein unterentwickeltes Gehirn hat und sich nicht selbstständig ernähren kann), muss sie durch die elterliche Fütterung zugeführt werden.

Ist die Evolution des menschlichen Gehirns dem Vogelpfad gefolgt?

Unsere Ergebnisse werfen eine interessante Frage auf – folgte die Evolutionsgeschichte der Gehirne von Säugetieren und Menschen derselben Logik? Hing es mehr von der elterlichen Fürsorge ab als von der Ausweitung sozialer Verhaltensweisen und kooperativer Interaktionen?

Wahrscheinlich ja. Es gibt Beweise dafür, dass eine große Beschleunigung der Evolution der menschlichen Gehirngröße damit verbunden war erhöhte Zahl von Pflegekräften und längere Bereitstellung von Jugendlichen bis weit ins Jugendalter.

Es scheint auch, dass die Gehirngröße von Säugetieren tatsächlich durch die Menge an Energie eingeschränkt wird, die Mütter bis zum Absetzen auf ihre Nachkommen übertragen können. Wenn es darum geht, ein großes Gehirn zu haben, scheint die elterliche Liebe und Fürsorge vor jedem späteren Lernen zu stehen.

Über den Autor

Szymek Drobniak, DECRA-Stipendiat, UNSW Sydney

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