03.01.13

Evolution

Je größer das Gehirn, desto weniger Nachwuchs

Wer einen großen Denkapparat mit sich herumträgt, mag zwar ganz schön schlau sein – aber er hat damit nicht unbedingt nur Vorteile. Das Gehirn verbraucht viel Energie, die woanders fehlt.

Von Rebecca Winkels

Die Größe des Gehirns von Tieren unterscheidet sich zwischen einzelnen Arten erheblich. So haben Menschen mit 1,3 bis 1,5 Kilogramm ein deutlich kleineres und leichteres Gehirn als Pottwale (8,5 Kilogramm) und Elefanten (5 Kilogramm).

Warum es solch große Unterschiede zwischen den Gehirngrößen gibt, konnte bisher nur gemutmaßt werden. Der Hypothese des teueren Gewebes zufolge entwickeln sich die Gehirne vor allem in verschiedenen Größen, weil "Kosten" und Nutzen miteinander in Einklang stehen müssen. Der Nutzen besserer kognitiver Fähigkeiten wegen eines größeren Gehirns steht dem höheren Energiebedarf, um dieses auch instand zu halten, gegenüber.

"Kosten" für ein großes Gehirn

Einen ersten experimentellen Beleg für die Hypothese haben Forscher um Niclas Kolm von der Uppsala University in Schweden geliefert. An lebend gebärenden Guppys zeigten sie, dass die Tiere mit – im Vergleich zur Körpermasse – größeren Gehirnen ihren Artgenossen mit kleineren Gehirnen zwar kognitiv überlegen waren, dafür aber einen hohen Preis zahlen mussten. Vor allem Männchen mit großen Gehirnen hatten kleinere Eingeweide und hinterließen darüber hinaus weniger Nachkommen in der folgenden Generation.

"Wir belegen damit, dass die Entwicklung größere Gehirne kostenintensiv ist – zum einen bei der Ausbildung von Eingeweiden, aber eben auch – und dass ist wichtiger – bei der Nachkommenzahl", sagt Kolm, Autor der im Journal Current Biology erschienenen Studie. Zudem beobachteten die Wissenschaftler, dass Guppys mit einem größeren Gehirn bei kognitiven Aufgaben besser abschnitten. Dieser Zusammenhang zwischen Größe und kognitiver Intelligenz war zuletzt immer wieder bezweifelt worden.

Menschliches Gehirn verbraucht viel Energie

Die Ergebnisse sind auch im Hinblick auf den Menschen interessant, schließlich ist das menschliche Gehirn im Vergleich zum restlichen Körper sehr groß. "Aus energetischer Sicht ist es ein sehr kostspieliges Organ", sagt Kolm.

Der hohe Energieverbrauch muss sich für uns irgendwie rentieren – unser Gehirn benötigt ganze 20 Prozent unseres Energiebedarfs. Die kognitiven Fähigkeiten des Menschen bringen also scheinbar so viele Vorteile mit sich, dass sich die hohen "Kosten" auszahlen.

Bei anderen Tieren ist dies anders. Für sie sind kognitive Fähigkeiten weniger wichtig. Sie benötigen die Energie an anderen Stellen und verzichten daher auf ein im Verhältnis zur Körpermasse großes Gehirn. Bei ihnen herrscht also ein umgekehrtes "Kosten"-Nutzen-Verhältnis.

Primaten und Wale mit ungewöhnlich großen Gehirnen

Die Erkenntnisse der Wissenschaftler könnten zudem dabei helfen zu erklären, warum sich größere Gehirne vor allem bei Primaten und Walen entwickelt haben. Die geringe Fruchtbarkeitsrate von Primaten und Walen im Vergleich zu anderen Säugetieren könnte demnach im Zusammenhang mit der Gehirngröße stehen.

Mögliche Ursache ist aber auch der Wandel hin zu einem langsameren Entwicklungsverlauf des Lebens, der die Gehirnentwicklung ermöglicht haben könnte, schreiben die Forscher.