Bigfoot Eltern haben kleine Gehirne

Quelle: Original Cartoon von Alex Martin

Bekanntlich haben Vögel und Säugetiere bei jeder Körpergröße größere Gehirne als Reptilien, Amphibien und Fische. Diese Unterscheidung ist sicherlich mit einem anderen wichtigen Unterschied verbunden. Vögel und Säugetiere sind "warmblütig", mit Anpassungen ihres Energiehaushaltes (Stoffwechsel), um eine ziemlich konstante Körpertemperatur beizubehalten, typischerweise weit über der ihrer Umgebung. Menschen halten zum Beispiel eine durchschnittliche Kernkörpertemperatur von etwa 37 ° C (98,6 ° F) sogar in eiskalten Umgebungen aufrecht. Reptilien, Amphibien und Fische dagegen sind "kaltblütig" und haben keine Stoffwechselanpassungen, um ihre Körpertemperatur auf einem konstanten Niveau zu halten. Ihre Körpertemperaturen sind daher normalerweise ziemlich niedrig und schwanken im Allgemeinen, wobei Schwankungen der Umgebungstemperatur beobachtet werden. Weniger offensichtlich zeigt ein interessanter dritter Faktor eine parallele Verteilung. Vögel und Säugetiere zeigen häufig eine recht intensive elterliche Betreuung der Nachkommen, was bei Reptilien, Amphibien und Fischen eine Seltenheit ist. Es scheint also sehr wahrscheinlich, dass konstant hohe Körpertemperaturen, große Gehirne und elterliche Fürsorge miteinander verbunden sind.

Entwicklungsstand der Nachkommen

Wer zu Hause Paare von Hamstern, Igeln oder Mäusen züchtet, weiss, dass die Mütter Würfe von schlecht entwickelten Nachkommen zur Welt bringen. Neugeborene sind bei der Geburt rosafarbene, haarlose kleine Larven, deren Augen und Ohren mit Membranen verschlossen sind. Im Gegensatz dazu gebären viele andere Säugetiermütter wie Pferde, Kühe, Delfine und Schimpansen einen einzigen, gut entwickelten Säugling. Ihre Nachkommen werden typischerweise mit einem bereits vorhandenen Haarmantel geboren und ihre Augen und Ohren sind bei der Geburt geöffnet. Vor allem dank des Schweizer Zoologen Adolf Portmann ist die entscheidende Unterscheidung zwischen schlecht entwickelten Nestlingen und gut entwickelten Frühgeborenen heute weithin anerkannt. In der Regel werden Kleinkinder in einem Nest geboren, in dem sie sich entwickeln, bis sie sich selbstständig fortbewegen können. Die Augen und Ohren öffnen sich, während sie sich im Nest entwickeln. Die meisten präsozialen Säuglinge hingegen können sich unabhängig von Geburt fortbewegen und haben normalerweise wenig Bedarf an einem Nest. Evolutionäre Rekonstruktionen zeigen deutlich, dass der gemeinsame Vorfahr heutiger lebendgebärender Säugetiere (Beuteltiere und Plazentale) schlecht entwickelte Nachkommen zur Welt brachte. Ein auffallender Hinweis ist ein offensichtlicher Teil des Weges durch die fötale Entwicklung. Bei präsomatischen Säugetieren – einschließlich Menschen – werden die Augen und Ohren zunächst mit Membranen verschlossen und öffnen sich dann vor der Geburt wieder. Dies legt nahe, dass während ihrer Evolution eine ursprüngliche Nest-Lebensphase durch eine ausgedehnte Entwicklung im Mutterleib ersetzt wurde.

Unterscheidung zwischen der Entwicklung von schlecht entwickelten, altricialen Nachkommen (obere Reihe) und gut entwickelten, präkozialen Nachkommen (untere Reihe) bei Säugetieren. Nach einer relativ kurzen Schwangerschaft (rosafarbene Zone) werden aliciale Nachkommen geboren und leben typischerweise einige Zeit in einem Nest, bevor sie auftauchen. Precocial Nachkommen sind nach einer relativ langen Schwangerschaft geboren, die die ursprüngliche Nestphase umfasst, wie durch die Bildung und den Verlust von Membranen zum Abdichten der Augen und Ohren angezeigt wird.

Quelle: Die Illustration des Autors basiert auf einem 1952 von Portmann veröffentlichten Diagramm, das 1990 neu aufgelegt wurde.

Die gleiche Unterscheidung zwischen schlecht entwickelten altricialen Nachkommen und gut entwickelten präzidenziellen Säuglingen findet sich auch bei Vögeln. In diesem Fall ist es der Zustand der Nachkommen, wenn sie aus einem Ei schlüpfen und nicht aus dem Mutterleib kommen. So produzieren beispielsweise Singvögel altriciale Nachkommen, die vor und nach dem Schlüpfen einige Zeit im Nest verbringen, während Mitglieder der Hühnergruppe (order Galliformes) typischerweise frühkindliche Nachkommen haben, die relativ schnell schlüpfen und sich bald nach dem Schlüpfen selbständig machen. Seltsamerweise ist die evolutionäre Sequenz bei Vögeln jedoch das Gegenteil von dem, was bei Säugetieren beobachtet wird. Rekonstruktionen zeigen, dass der gemeinsame Vorfahr aller modernen Vögel Eier legte, aus denen gut entwickelte Nachkommen schlüpften. Wie Portman scharfsinnig erkannte, sind die Augen und Ohren während der Entwicklung eines präkozialen Kükens innerhalb des Eies zu keinem Zeitpunkt mit Membranen versiegelt. Es gibt daher keinen Hinweis darauf, dass während der Entwicklung von präsozialen Vögeln eine ursprüngliche Nest-Lebensphase in die Entwicklung im Ei eingebaut wurde.

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Big-footed Hügelbauer

Links: Künstlerische Darstellung der Malleevögel. Rechts: Malleefowell am Yongergnow Malleefowl Centre (Ongerup, Western Australia).

Quelle: Bilder von Wikimedia Commons. Links: Teller von Keulemans von The Birds of Australia von Gregory Mathews. Rechts: Datei lizenziert unter der Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported Lizenz.

Natürliche Selektion hat einige wirklich merkwürdige Anpassungen hervorgebracht, nicht zuletzt, wenn es um Elternschaft geht. Ein bizarres Beispiel bietet eine Gruppe von großfüßigen Vögeln, die als Brutvögel oder Hügelbauer bekannt sind. Mitglieder dieser Familie von mehr als 20 lebenden Arten (passend Megapodiidae genannt) schließen Scrubfowl, Brotturkeys und Malleefowlows ein. Ein Paradebeispiel dafür ist das Malleefowel ( Leipoa ocellata ), ein gedrungener, huhngroßer Vogel mit riesigen Füßen, der die meiste Zeit seines Lebens in trockenen Mallee-Buschgebieten in Südaustralien lebt. Obwohl männliche und weibliche Malleefowls gewöhnlich leben und eine ausgedehnte Heimatfläche von etwa eineinhalb Quadratmeilen (4 Quadratkilometer) teilen, meiden sie einander weitgehend, außer wenn sie brüten und sich nicht zusammen ernähren. Das Weibchen deponiert ihre Eier in einem großen Hügel aus zersetzender Vegetation und verlässt sich dabei auf die Hitze, die durch diesen Vogelkomposthaufen erzeugt wird, um ihre Eier zu inkubieren. Wenn die extrem preziösen Nachkommen aus ihrem behelfsmäßigen Brutkasten herauskommen, sind sie in jeder Hinsicht unabhängig.

Bilder eines Malleefowl-Hügels. Links: Archivbild. Rechts: Neues Foto.

Quelle: Links: Von der National Audubon Society. Internet Archive Book Bild von Flickrs The Commons. Keine bekannten Urheberrechtsbeschränkungen existieren. Rechts: Aus Wikimedia commons, Autor: Glen Fergus (eigene Arbeit). Datei lizenziert unter der Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 2.5 US-Dollar-Lizenz.

Bitte geben Sie hier Ihre Bildunterschrift ein.

Quelle: Figur aus Wikimedia commons. Quelle: Encyclopedia of the Animal World, Band 11, 1972, S. 1006. Bildnachweis: Peter Halasz (Benutzer: Pengo). Datei lizenziert unter der Creative Commons-Lizenz Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 2.5.

Da der Winter jedes Jahr beginnt, benutzt ein ausgewachsener männlicher Malleefowl rückwärts gehende Bewegungen seiner übergroßen Füße, um einen Graben in dem sandigen Boden, der 10 Fuß breit und 3 Fuß tief ist, auszuheben. Sobald der Graben fertig ist, werden Blätter, Rinde und Zweige allmählich aufgeschichtet, um einen Nesthügel zu bilden, der zwei Fuß über dem Boden aufsteigt. Wenn Regen – ein wesentlicher Bestandteil – den provisorischen Inkubator besprüht, pflügt der Mann durch die Zutaten, um den Zerfall auszulösen. Schließlich, als der Winter zu Ende geht, gräbt er eine Eierkammer aus. Der Hügel, einschließlich der Eierkammer, ist mit einer Schicht Sandboden zur Isolierung bedeckt. Während der folgenden Sommermonate, wenn sein Komposthaufen gut verrottet, legt das Weibchen seine Eier in die Kammer und deponiert ungefähr ein Dutzend große, dünnschalige Eier (jeweils etwa ein Zehntel ihres Körpergewichts) über viele Wochen hinweg. Danach pflegt der Mann, der von seinem Kumpel unterstützt werden kann, regelmäßig den Hügel, indem er nach Bedarf Erde hinzufügt und die Temperatur der Eierkammer ungefähr konstant hält. Der Malleefowl-Experte David Booth berichtete, dass die Eitemperaturen während der Inkubation zwischen 82 ° F und 100 ° F (28 ° C bis 38 ° C) schwanken können, obwohl die Entwicklung bei 93 ° F (34 ° C) optimal ist. Die Temperatur des Hügels wird durch das Öffnen und Schließen der oberen Luftöffnungen reguliert, um die Wärme aus dem darunter liegenden Kompost auszugleichen. Es wurde geschätzt, dass sich beim Öffnen und Schließen des Hügels für die Eiablage und für die Temperaturregulierung ein Maleflügelpaar insgesamt um etwa 3,6 Tonnen Sand verschiebt. Nach einer variablen Inkubationszeit von zwei bis drei Monaten nutzen die voll gefiederten Jungtiere diese großen Mehrzweckfüße, um aus ihren Eiern auszubrechen und sich dann mühselig mit Rückstößen an die Oberfläche zu krallen. Sobald sie frei sind, taumeln sie zur Basis des Hügels und verschwinden schnell im Gestrüpp. Am Ende des ersten Tages können die Küken schnell laufen und gut fliegen. Seit dem Schlüpfen führen sie ein im Wesentlichen einsamen Leben wie ihre Eltern.

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Lektionen für die elterliche Fürsorge

Brutvögel wie die Malleevögel sind ungewöhnlich, weil sie im Gegensatz zu anderen Vögeln und Säugetieren kaum mit ihren Nachkommen interagieren, nachdem sie aufgetaucht sind. Wie bereits erwähnt, ist die elterliche Fürsorge scheinbar mit der Größe des Gehirns bei Vögeln und Säugetieren verbunden, und fleißiges Erziehen ist oft mit starken sozialen Bindungen verbunden. Malleevögel haben auch einen besonders niedrigen Energieumsatz (Stoffwechselraten). Es ist daher nicht verwunderlich, dass Brutvögel winzige Gehirne haben, die ihrem elenden sozialen Leben entsprechen. Leider sind all diese Anstrengungen, die der Bau und die Regulierung des Brutkastens unternehmen, nicht zu großen Hirngespinsten.

Diagramm der Gehirngröße gegen Körpergröße für eine große Stichprobe von Vogelarten. Man beachte, dass Mitglieder der Hühnergruppe (Ordnung Galliformes), die präkologische Nachkommen haben, im Allgemeinen relativ kleine Gehirne haben. Brutvögel (Familie Megapodidae) ähneln anderen Vögeln in der Hühnergruppe, da sie zu den kleinsten für Vögel bekannten Gehirngrößen gehören.

Quelle: Angepasst von einem Diagramm, das freundlicherweise von Karin Isler zur Verfügung gestellt wurde.

Brutvogel sind in einer anderen Hinsicht auch ungewöhnlich. In der Regel beeinflusst die Inkubationstemperatur nicht das Geschlechtsverhältnis bei Vögeln, obwohl dies bei Reptilien üblich ist. Zusammen mit seiner Kollegin Ann Göth zeigte David Booth, dass die Inkubationstemperatur die Geschlechtsverhältnisse in Brutvögeln beeinflusst. Das Geschlechterverhältnis ist bei der Durchschnittstemperatur von natürlichen Hügeln ungefähr ausgeglichen, aber mehr Männchen schlüpfen bei niedrigeren Inkubationstemperaturen, während mehr Weibchen bei höheren Temperaturen schlüpfen. Da das Geschlecht bei Brutvögeln wie bei anderen Vögeln durch Chromosomen bestimmt wird, entstehen die verzerrten Geschlechterverhältnisse vermutlich, weil die Sterblichkeit männlicher und weiblicher Embryonen bei hohen und niedrigen Temperaturen unterschiedlich ist.

Die Lektion zu Hause ist, dass die intensive elterliche Fürsorge, die wir beim Menschen sehen, vermutlich direkt mit unseren ungewöhnlich großen Gehirnen zusammenhängt.