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Druck durch Fressfeinde verändert Anatomie des Gehirns

19.05.2017

Wie schnell sich die Anatomie des Gehirns an Umweltfaktoren anpassen kann, konnte der Wiener Biologe Alexander Kotrschal am Beispiel von Guppys, einer aus der Karibik stammenden Süßwasserfischart, zeigen. Je höher der Druck durch Fressfeinde in einem Gebiet ist, desto größer wird das Gehirn der dort lebenden Fische, berichtet Kotrschal im Fachjournal "Evolutionary Ecology".

Der am Institut für Zoologie der Universität Stockholm tätige Biologe ging in seiner Arbeit davon aus, dass die Interaktion mit Fressfeinden von entscheidender Bedeutung für die hohe Vielfalt der Gehirnanatomie bei den Wirbeltieren ist. Um diese These zu überprüfen, fingen die Wissenschafter weibliche Guppys (Poecilia reticulata) aus 16 verschiedenen Wildpopulationen auf der Karibikinsel Trinidad und maßen deren Gehirngröße. Gleichzeitig untersuchten sie, wie viele der vier wichtigsten Fressfeinde - eine Krebsgattung und drei Fischarten - in dem lokalen Lebensraum vorkamen.

Populationsdichte beeinflusst Gehirngröße

"Wir konnten zeigen, dass die Populationsdichte der Krebse (Macrobrachium) direkt mit der Gehirngröße der Fische zusammenhängt: je mehr Krebse, desto größer das Gehirn", sagte Kotrschal im Gespräch mit der APA. Speziell das Endhirn (Telencephalon), wo höhere Kognitionsleistung erfolgen, war bei Fischen aus Flüssen größer, wo es viele Krebse gab. Bei Guppys aus Flüssen mit vielen Tigersalmlern (Hoplias malabaricus), ein Raubfisch, war wiederum jener Teil des Hirnstamms größer, der für das Sehen eine große Rolle spielt.

Diese Unterschiede in der Gehirnanatomie führt Kotrschal auf die unterschiedlichen Jagdstrategien der Fressfeinde zurück. "Tigersalmler etwa pirschen sich gut getarnt heran. Ein besseres Sehzentrum und damit bessere Sehleistung hilft Guppys, diese Fische früher zu erkennen und zu entkommen", so der Biologe.

Die Krebse hingegen würden regungslos verharren und vorbeischwimmende Guppys schnappen. Aufgrund ihrer kleinen Mundwerkzeuge könnten sie die Fische aber nur sehr langsam fressen. Das wiederum können die anderen Guppys beobachten und so über die von Krebsen ausgehenden Gefahr lernen. "Ein größeres Telencephalon, und daher besseres Lernvermögen, unterstützt diesen Vorgang", so Kotrschal, nach dessen Angaben dies die erste Studie ist, die einen Zusammenhang zwischen lokalem Druck durch Raubfeinde und der Gehirnevolution innerhalb einer Art aufzeigt.

Service: http://dx.doi.org/10.1007/s10682-017-9901-8)

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