Einführung
Menschen und Menschenaffen, insbesondere Gorillas, weisen bemerkenswerte Ähnlichkeiten und Unterschiede in Bezug auf ihre Gehirne auf. Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend, um die Evolution der Kognition und Intelligenz bei Primaten zu beleuchten. Dieser Artikel vergleicht die Gehirne von Gorillas und Menschen unter verschiedenen Gesichtspunkten, einschließlich Größe, Struktur und Funktion, und beleuchtet die Faktoren, die zu ihren jeweiligen kognitiven Fähigkeiten beitragen.
Gehirngröße und -gewicht
Von allen Primaten besitzt der Mensch mit durchschnittlich 1250 g bei weitem das schwerste Gehirn; an 2. Stelle steht mit rund 500 g der Gorilla. Das Gehirnvolumen des Menschen beträgt ca. 1300 cm³, wohingegen Menschenaffen über ein Volumen zwischen 400 bis 500 cm³ verfügen.
Die Gehirngröße allein gibt aber keinen zuverlässigen Hinweis auf die geistigen Fähigkeiten der Tiere. Wenn man das Verhältnis von Gehirn- und Körpergewicht betrachtet, rangiert der Gorilla an letzter Stelle bei den Menschenaffen und Menschen.
Struktur und Organisation des Gehirns
Die Gehirne von Menschen und Gorillas weisen Ähnlichkeiten in ihrer allgemeinen Struktur auf, mit ähnlichen Regionen und Loben. Es gibt jedoch wesentliche Unterschiede in der Organisation und Konnektivität dieser Regionen.
Windungsreichtum
Der oft angesprochene Windungsreichtum als ein Maß für die Entwicklung von Intelligenz ist wenig brauchbar: Die Ausbildung der Windungen hängt bei Säugern in sehr hohem Maße wiederum direkt von der Größe des Gehirns ab. Ferner zeichnen sich Windungen und Furchen zwar auf der Innenseite des knöchernen Schädels ab, so daß sie auch an Fossilien unter Umständen auszumachen sind. Ihre genaue Lage ist aber oftmals nur schwer zu bestimmen und daher offen für Interpretation.
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Neuronale Entwicklung
Mithilfe von im Labor gezüchteten „Mini-Gehirnen“ haben Forscher nun neue Einblicke darin gewonnen, warum wir ein größeres Gehirn als Schimpansen und Gorillas entwickeln. Demnach bleiben die neuronalen Vorläuferzellen beim Menschen länger teilungsaktiv, was mit dem Erhalt einer zylindrischen Form verbunden ist.
Genetische Aspekte
Wissenschaftler haben das komplette Erbgut des Gorillas entziffert. Der vom Aussterben bedrohte Affe ist nach dem Schimpansen und vor dem Orang-Utan der nächste Verwandte des Menschen. Damit ist auch das letzte Genom der vier großen Primaten entschlüsselt - mit überraschenden Ergebnissen für die Wissenschaftler.
Heraus kam auch, dass Gorillas und Menschen näher verwandt sind als bisher angenommen.
Kognitive Fähigkeiten
Es wird angenommen, dass größere Gehirne eine schnellere Lernfähigkeit und ein besseres Gedächtnis ermöglichen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Lemuren mit ihren deutlich kleineren Gehirnen im Schnitt genauso gut in den kognitiven Tests abschneiden wie die anderen Primaten. Dies gilt selbst für Mausmakis, welche ein rund 200fach kleineres Gehirn haben als Schimpansen und Orang-Utans. Lediglich beim räumlichen Denkvermögen waren die Primatenarten mit größeren Gehirnen besser. Beim Verständnis für kausale und numerische Zusammenhänge sowie bei den Tests zu sozialen kognitiven Fähigkeiten ließen sich allerdings keine systematischen Artunterschiede erkennen.
Technische und soziale Kognition
Technische kognitive Fähigkeiten umfassen das Verständnis für räumliche, numerische und kausale Beziehungen zwischen unbelebten Objekten, während soziale kognitive Fähigkeiten absichtliche Handlungen, Wahrnehmungen und das Verständnis über das Wissen anderer Lebewesen umfassen. Die ersten Versuche haben gezeigt, dass Kinder eine bessere soziale Intelligenz besitzen als nicht-menschliche Primaten. In der technischen Kognition unterschieden sich die Arten jedoch kaum, obwohl sie sich in ihrer relativen Hirngröße stark unterscheiden.
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Werkzeuggebrauch und Intelligenz
Man kann den Werkzeuggebrauch und die Werkzeugherstellung bei Schimpansen schon als Intelligenzleistung bezeichnen. Sie benutzen z. B. spontan eine Stange, um eine Banane außerhalb des Gitters zu erreichen und heranzuangeln, bzw. einen Stock, um gegen ein Raubtier zu kämpfen.
Es drängt sich die Frage auf: „Können Schimpansen denken?“
Die Menschen verständigen sich durch eine Wortsprache. So werden Informationen von Generation zu Generation weitergegeben. Die Sprache ist beim Menschen Grundlage des bewussten Denkens und Handelns sowie der zielgerichteten Arbeits- und Lebenstätigkeiten. Die Schimpansen beispielsweise verständigen sich durch bestimmte Laute und Gebärden. Sie erfassen situationsbezogene Kausalbeziehungen und bewältigen damit einfache Denkprozesse, die nicht an die Sprache gebunden sind.
Ernährung und Gehirnentwicklung
Zwei brasilianische Forscherinnen haben jetzt berechnet, wie viel Kalorien ein Primat aufnehmen muss, um ein Gehirn zu ernähren, das im Verhältnis zum Körper genauso groß ist wie beim Menschen. Obwohl das Gehirn beim Homo sapiens nur zwei Prozent des Körpergewichts ausmache, benötige es 20 Prozent der gesamten in Ruhe verbrauchten Energie, erklären Karina Fonseca-Azevedo und Suzana Herculano-Houze von der Universidade Federal do Rio de Janeiro. Hätte unser früher Vorfahre, der vor rund einer Million Jahren lebende Homo erectus, sich genauso ernährt wie die heutigen Menschenaffen, hätte auch er mindestens neun Stunden täglich für die Nahrungssuche benötigt, so die Forscherinnen. Für andere Tätigkeiten wie das Werkzeugmachen oder soziale Kontakte wäre dann kaum mehr Zeit geblieben. "Unsere Daten sind eine direkte Bestätigung der Theorie von Wrangham", konstatieren Fonseca-Azevedo und Herculano-Houzel. Allein mit Rohkost hätten unsere Vorfahren ihr großes Gehirn nicht entwickeln können.
Verhalten
Im Vergleich zu Schimpansen sind Gorillas ruhig, zurückhaltend und duldsam, weniger anpassungsfähig und neugierig und zeigen weniger Drang zur Nachahmung. Die beiden Menschenaffen haben völlig verschiedene Charaktere - daher kann man auch ihre Intelligenz nicht so einfach vergleichen.
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Ob Gorillas sich ihrer eigenen Identität bewusst sind, ist umstritten. Bereits mehrfach präsentierten Wissenschaftler den Tieren einen Spiegel und beobachteten ihre Reaktion. Die Ergebnisse waren widersprüchlich; bei manchen Experimenten sollen sich die Tiere selbst erkannt haben, bei anderen wird dies bestritten.
Evolutionäre Perspektive
Die Abspaltung von Mensch und Schimpanse sei den Daten zufolge vor rund sechs Millionen, die zwischen Gorilla und Mensch schon vor rund zehn Millionen Jahren passiert. Die Trennung von Westlichem und Östlichem Flachlandgorilla folgte demnach vor 1,75 Millionen Jahren.
Der aufrechte Gang
Im Verlaufe der Entwicklung des Menschen aus tierischen Vorfahren bildete sich der aufrechte Gang (aufrechte Körperhaltung) heraus. Damit waren zahlreiche Veränderungen des Skeletts verbunden.
Verhaltensentwicklung
In den zurückliegenden Jahrzehnten ist es den Forschern gelungen, durch Beobachtungen von Tier- und Menschenaffen unter Laborbedingungen und im Freiland Erkenntnisse auch über die Evolution des Verhaltens des Menschen aus einem frühen Stadium seiner Entwicklung zu gewinnen.
Morphologische und anatomische Ähnlichkeiten
Durch das Vergleichen morphologischer Merkmale - diese wissenschaftliche Methode der Anthropologie hat noch heute ihre Berechtigung - lassen sich Gemeinsamkeiten und Unterschiede feststellen sowie Folgerungen und letztlich Erkenntnisse über die Stellung des Menschen im natürlichen System der Organismen ableiten.
Betrachtet man beispielsweise die Stellung der Augen von Menschenaffen und Mensch und vergleicht sie mit der Augenstellung anderer Tiere, z. B. Fisch, Vogel, Pferd, so stellt man Unterschiede fest.
Die meisten Affen und der Mensch haben an jeder Hand fünf Finger und an jedem Fuß fünf Zehen mit Nägeln. Bei den Händen kann der Daumen allen anderen Fingern gegenübergestellt werden. Man spricht von einer Greifhand. Bei den Menschenaffen sind die Füße so gestaltet, dass sie damit ebenfalls greifen können. Sie haben einen Greiffuß. Die Menschen dagegen haben einen Standfuß.
Die nahe Verwandtschaft von Menschenaffen und Menschen wird besonders deutlich, wenn man das Gebiss und die Beschaffenheit der Zähne genauer betrachtet.
Die Zahnkronen der Backenzähne haben das gleiche Muster auf den Kauflächen, das sich aus der Anzahl der Höcker und der Furchen ergibt. Es wird als Dryopithecus- oder 5-Y-Muster bezeichnet. Dieses Zahnkronenmuster muss zu einer Zeit entstanden sein, als die Vorfahren der Menschenaffen und des Menschen noch in einem gemeinsamen Erbstamm vereint waren.
Genetische Vergleiche
In den zurückliegenden Jahrzehnten wurden die Chromosomen der Primaten genauer untersucht, ihre Anzahl und ihre Form ermittelt. Gleiches gilt für die Blutkörperchen, die Blutgruppen und Blutfaktoren sowie die Serumgruppen. Die Menschenaffen haben 48 Chromosomen im doppelten Chromosomensatz, der Mensch hat 46 Chromosomen.
Die meisten Chromosomenpaare des Schimpansen stimmen weitgehend mit denen des Menschen überein. Nur bei wenigen gibt es geringfügige Unterschiede.
Genauere Erkenntnisse brachte die Untersuchung der Chromosomenstruktur mithilfe von Färbetechniken, durch die man die Bandmusterung erkannte. Das eine Chromosomenpaar des Menschen weist nahezu die gleiche Bandstruktur auf wie zwei Einzelchromosomen beim Schimpansen. Vermutlich ist es im Verlaufe der Stammesentwicklung des Menschen nach der Trennung vom gemeinsamen Erbstamm zu einer Verschmelzung von zwei Chromosomenpaaren gekommen.
Allometrische Analyse
Beim Vergleich verschiedener Säugerhirne muß deshalb der Einfluß der Körpergröße eliminiert werden. Einfach das prozentuale Verhältnis von Gehirn- zu Körpermasse - das proportionale Hirngewicht - zu nehmen ist wiederum unzulässig, weil dies eine Abweichung zugunsten leichtgewichtiger Arten ergäbe. So beträgt das proportionale Hirngewicht beim Menschen rund zwei Prozent, bei den kleinsten Primaten wie dem primitiven Mausmaki mit nur 60 Gramm Körpergewicht mehr als drei.
Der Grund für die Diskrepanz ist, daß die Masse des Gehirns im allgemeinen mit der des Körpers zwar zunimmt, aber nicht proportional, also nicht linear; graphisch dargestellt zeigt sich das in einer immer langsamer steigenden Kurve. Mathematisch läßt sie sich als einfache Potenzfunktion mit einem Exponenten kleiner als 1 beschreiben. Bei doppeltlogarithmischer Darstellung wird daraus eine Gerade, deren Steigung den Exponenten angibt. Auf dieser simplen Maßnahme beruht die zentrale Methode der allometrischen Analyse. (Von Allometrie oder allometrischem Wachstum spricht man, wenn innerhalb eines Verwandtschaftskreises die Maße betrachteter Organe oder Körperteile in einem anderen - griechisch allos - Verhältnis zueinander stehen als die Gesamtgrößen der miteinander verglichenen Tiere.)
Verschiedene biologische Parameter lassen sich auf diese Weise in Beziehung setzen und analysieren: Die jeweiligen Meßwerte trägt man in Abhängigkeit von der Körpergröße (beziehungsweise dem Körpergewicht) doppeltlogarithmisch auf und zeichnet die der Punkteverteilung am besten entsprechende Gerade ein; ihre Steigung liefert den Exponenten und damit die allgemeine Abhängigkeit des betrachteten Parameters von der Körpermasse - im Falle der Gehirngröße von Säugern ist es ein Exponent von 0,75 (Bild 2).