Amerikanische Nerze lassen ihr Gehirn in einer seltenen Umkehrung des Domestikationsprozesses nachwachsen

Nutztiere sehen in vielerlei Hinsicht anders aus als ihre wilden Artgenossen, und ein Unterschied ist konsistent: Ihre Gehirne sind kleiner als die ihrer Vorfahren. Von Schafen über Schweine bis hin zu Kühen haben domestizierte Tiere im Vergleich zu ihren wilden Artgenossen eine kleinere relative Gehirngröße – ein Phänomen, das als Domestikationseffekt bekannt ist.

Nun hat eine Studie des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie (MPI-AB) eine seltene Umkehrung des Domestizierungseffekts entdeckt. Im Laufe der Zucht in Gefangenschaft kam es beim amerikanischen Nerz zu einer Verringerung der relativen Gehirngröße, aber Populationen, die aus der Gefangenschaft entkamen, konnten innerhalb von 50 Generationen fast die volle Gehirngröße ihrer Vorfahren wiedererlangen. Die Studie wird heute im veröffentlicht Offene Wissenschaft der Royal Society.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Verlust der Gehirngröße bei domestizierten Tieren nicht dauerhaft ist“, sagt Ann-Kathrin Pohle, Masterstudentin am MPI-AB und Erstautorin der Arbeit. „Dieser Befund vertieft unser Verständnis darüber, wie die Domestikation das Gehirn von Tieren verändert hat und wie sich diese Veränderungen auf die Tiere auswirken könnten, wenn sie in die Wildnis zurückkehren.“

Das wilde Gehirn verstehen

Wenn Tiere im Laufe der Domestizierung an Gehirngröße verlieren, wird dies meist als Einbahnstraße betrachtet. Tiere scheinen fast nie wieder die relative Gehirngröße ihrer Vorfahren zu erreichen, selbst in wilden Populationen, die seit Generationen in freier Wildbahn leben. „Sobald Tiere im Laufe der Evolution Teile ihres Körpers verlieren, beispielsweise bestimmte Gehirnregionen, sind diese verschwunden und können nicht einfach wiedererlangt werden“, sagt Dina Dechmann, leitende Autorin des Artikels und Gruppenleiterin am MPI-AB.

Auch methodisch ist es schwierig zu untersuchen, ob wilde Tiere die relative Gehirngröße ihrer wilden Artgenossen wiedererlangen können oder nicht. Um dies richtig zu machen, sagt Dechmann, „muss man ein Tier mit getrennten wilden und wilden Populationen finden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich die Gruppen vermischt haben. Und man müsste ein Tier finden, das mit genügend Gehirn und Schädel untersucht werden könnte.“ Messungen.“ Man bräuchte ein Tier, mit anderen Worten, wie den amerikanischen Nerz.

Der in Nordamerika beheimatete amerikanische Nerz wird seit über einem Jahrhundert für den Pelzhandel domestiziert. Nachdem sie in Europa für die Pelztierhaltung gezüchtet wurden, flohen in Gefangenschaft gehaltene Tiere und bildeten wilde Populationen, die sich über ganz Europa verbreiteten. Diese Naturgeschichte lieferte somit die getrennten Populationen, die Dechmann und ihr Team brauchten: wilde Nerze aus Nordamerika, domestizierte Nerze aus europäischen Pelzfarmen und wilde Nerze aus Europa.

Um Veränderungen in der Gehirngröße zu untersuchen, griff das Team auf einen Stellvertreter zurück: Schädel. „Die Größe der Gehirnschale ist ein guter Indikator für die Größe des Gehirns von Nerzen und ermöglicht es uns, Messungen an vorhandenen Schädelsammlungen vorzunehmen, ohne dass lebende Tiere erforderlich sind“, sagt Pohle. Eine Museumssammlung der Cornell University diente zur Untersuchung von Schädeln wilder amerikanischer Nerze, während europäische Pelzfarmen Schädel domestizierter Tiere lieferten.

Für die Wildpopulation arbeiteten Dechmann und Pohl mit Andrzej Zalewski vom Polnischen Säugetierforschungszentrum zusammen, der über eine Sammlung von Schädeln verfügte, die im Rahmen eines Programms zur Ausrottung wilder Nerze gesammelt wurden. „Normalerweise besteht die Schwierigkeit bei Schädelstudien darin, ausreichend große Sammlungen zu finden, mit denen man arbeiten kann“, sagt Dechmann. „Wir hatten das unglaubliche Glück, mit mehreren Organisationen zusammenzuarbeiten, um die Bevölkerungsstichproben zu erhalten, die wir brauchten.“

Das Team nahm Messungen an Schädeln vor, um die relative Gehirngröße der Tiere zu berechnen. Sie fanden heraus, dass dem gut dokumentierten Domestikationsprozess zufolge das Gehirn von in Gefangenschaft gezüchteten Nerzen im Vergleich zu ihren wilden Vorfahren um 25 % geschrumpft war. Doch entgegen den Erwartungen wuchsen die Gehirne verwilderter Nerze innerhalb von 50 Generationen fast wieder auf die Größe ihrer Wildtiere zurück.

Flexible Gehirne

Dechmann vermutet zu wissen, warum gerade diesem Tier das Unmögliche gelungen ist. Amerikanische Nerze gehören zu einer Familie kleiner Säugetiere mit der bemerkenswerten Fähigkeit, ihre Gehirngröße saisonal zu verändern, ein Prozess, der als Dehnel-Phänomen bekannt ist. Dechmann, ein Experte auf diesem Gebiet, hat Dehnel bei Spitzmäusen, Maulwürfen und Wieseln dokumentiert.

„Während andere domestizierte Tiere scheinbar dauerhaft an Gehirngröße verlieren, ist es möglich, dass Nerze die Gehirngröße ihrer Vorfahren wiedererlangen können, weil sie über eine in ihr System eingebaute flexible Gehirngröße verfügen“, sagt sie.

Diese Flexibilität hätte dem wieder in die Wildnis zurückgekehrten Nerz Vorteile bringen können. „Wenn man aus der Gefangenschaft zurück in die Natur flüchtet, wünscht man sich ein voll funktionsfähiges Gehirn, um die Herausforderungen des Lebens in der Wildnis zu meistern. Tiere mit flexiblen Gehirnen, wie der Nerz, könnten ihr Gehirn wiederherstellen, selbst wenn sie es zu einem früheren Zeitpunkt geschrumpft hätten.“ .“

Die Ergebnisse zeigen nicht, ob die Gehirne wilder Nerze genauso funktionieren wie Wildtyp-Nerze. Um das herauszufinden, müsste das Team die Gehirne von Tieren untersuchen, was ein Schritt für eine zukünftige Studie wäre.