Fossil gibt Aufschluss über Ursprung der Großhirnrinde bei den Säugetieren

(21.06.2017) Schon ein früher Verwandter der Säugetiere besaß ein stark vergrößertes Gehirn mit einer säugetierähnlichen Großhirnrinde. Entdeckt hat das Michael Laaß vom Institut für Allgemeine Zoologie der Universität Duisburg-Essen (UDE).

Säugetiere besitzen große und leistungsstarke Gehirne. Aber wie sieht es mit ihren Vorfahren, den Therapsiden, aus? Wann und unter welchen Umständen entwickelte sich die Großhirnrinde?

Für seine Doktorarbeit untersuchte der Geologe gemeinsam mit Dr. Anders Kaestner vom Paul Scherrer Institut in der Schweiz einen etwa 255 Millionen Jahre alten fossilen Schädel des Therapsiden Kawingasaurus fossilis mittels Neutronentomographie und rekonstruierte die Innenanatomie des Schädels dreidimensional am Computer.

Heraus kam Erstaunliches: Sein Hirnvolumen war zwei- bis dreimal größer als bei allen bisher untersuchten Therapsiden. „Kawingasaurus besaß ein bereits stark vergrößertes Vorderhirn mit zwei deutlich ausgebildeten Hirnhälften“, so Laaß.


Aufnahmen Kawingasaurus-Schädel

Offenbar entwickelte sich bei dem Tier, wie auch später bei den frühen Säugetieren, eine der Großhirnrinde ähnliche Struktur am Vorderhirn.

Warum ausgerechnet bei Kawingasaurus? „Kawingasaurus benötigte für das Überleben im Untergrund speziell angepasste Sinnesorgane“, erklärt der UDE-Forscher. Der Therapside hatte nach vorn gerichtete Augen.

So konnte er vermutlich schärfer im Dämmerlicht sehen, wie es heute beispielsweise Eulen können. Fein verzweigte Trigeminusnervenenden in seiner Schnauze machten ihm das Tasten leicht. Die enorm vergrößerten Innenohren deuten darauf hin, dass Kawingasaurus feinste Erschütterungen im Boden erspüren konnte.

„Um diese speziellen Sinnesreize zu verarbeiten, brauchte er ein leistungsfähiges Gehirn“, so Laaß. Die Anpassung der Sinnesorgane und des Schädels an das Leben im Boden waren also der auslösende Faktor für die Weiterentwicklung des Gehirns.

Forscher gingen bereits von einem ähnlichen Szenario bei der Entstehung der Großhirnrinde der ersten Säugetiere aus. Diese Vermutung wird durch die Ergebnisse der Studie untermauert.

Die neue Entdeckung zeigt außerdem, dass eine säugetierähnliche Großhirnrinde bei Kawingasaurus bereits etwa 25 Millionen Jahre vor Erscheinen der ersten Säugetiere entstand. Da Kawingasaurus aber kein direkter Vorfahre der Säugetiere ist, muss die Großhirnrinde im Laufe der Säugetierevolution mehrmals unabhängig entstanden sein.


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