Hirn und Schädel gingen eigene Wege bei der Evolution

Anthropologen würden aus Schädelfunden gerne Rückschlüsse ziehen auf das Gehirn früher existierender Menschenarten. Eine Studie der Uni Zürich legt nun jedoch nahe, dass sich Hirn und Schädelstrukturen in der Evolution des Menschen unabhängig voneinander entwickelten.

Das menschliche Hirn ist rund dreimal grösser als das unserer nächsten lebenden Verwandten, der Menschenaffen. Es ist aber nicht einfach nur grösser, sondern hat im Laufe der Evolution auch strukturelle Änderungen durchlaufen. Gleiches gilt für die Schädelform.

Weil von früheren Menschenarten nur fossile Schädel vorhanden sind, stellt sich die Frage, inwiefern man von der Schädelform auf benachbarte Hirnstrukturen schliessen kann. Und damit Einblicke in die Evolution des Gehirns ausgestorbener Hominini gewinnen könnte.

Vergleich von Mensch und Schimpanse

Der Frage, ob Veränderungen des Schädels die Entwicklung von Hirnstrukturen geprägt haben oder auch umgekehrt, ist auch ein Team um José Luis Alatorre Warren und Christoph Zollikofer von der Universität Zürich nachgegangen: Die Wissenschaftler nutzten dafür Daten aus Computer- und Magnetresonanztomografie von Menschen und unseren nächsten lebenden Verwandten, den Schimpansen.

Aus den Ergebnissen schliessen sie, dass sich Hirn und Schädel im Zuge der Evolution zwar gleichzeitig, aber grösstenteils unabhängig voneinander entwickelten. Davon berichten sie im Fachblatt "PNAS".

Das Forschungsteam quantifizierten die räumliche Beziehung zwischen Windungen und Furchen des Gehirns auf der einen Seite und den Schädelnähten auf der anderen Seite. Diese Beziehungen verglichen sie zusätzlich zwischen den beiden Spezies.

Kein enges Wechselspiel

Das Ergebnis: Die charakteristischen räumlichen Verhältnisse zwischen Hirn- und Schädelstrukturen bei Menschen unterscheiden sich deutlich von denen bei Schimpansen, schrieb die Uni Zürich am Dienstag in einer Mitteilung. Das deutet darauf hin, dass Hirn und Schädel sich nicht in engem Wechselspiel weiterentwickelt haben - sonst wären bei Menschen und Menschenaffen Ähnlichkeiten bei den räumlichen Verhältnissen zu erkennen.

Beim Mensch haben sich im Laufe der Evolution insbesondere Hirnstrukturen vergrössert, die für komplexe kognitive Aufgaben verantwortlich sind. Sichtbar wird dies vor allem durch Veränderungen am Frontallappen, hiess es weiter.

Die Schädelveränderungen widerspiegeln diese Reorganisation des Gehirns jedoch nicht, schreiben die Forschenden im Fachartikel. Vielmehr durchlief der Schädel Anpassungen, die durch den aufrechten Gang nötig wurden: Um den Kopf besser auf der Wirbelsäule auszubalancieren, verschob sich beispielsweise die Öffnung für das Rückenmark an der Schädelbasis nach vorne. Dies wiederum schien keine Auswirkungen auf die Hirnstrukturen zu haben.

"Innerhalb des Schädels schwebend, ist das Gehirn also seinem eigenen evolutionären Weg gefolgt", liess sich Alatorre Warren in der Mitteilung zitieren. Die relative Position und Grösse von Schädelknochen, sowie die Schädelform insgesamt, sollten daher nicht für Rückschlüsse auf evolutionäre Entwicklungen benachbarter Gehirnregionen bei fossilen Hominini verwendet werden, schrieben er und seine Kollegen im Fachartikel.

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1905071116

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