Je leest:

Beter reukvermogen, groter brein

Beter reukvermogen, groter brein

Auteur: | 20 mei 2011

Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd de hersenen van oeroude zoogdierachtigen te reconstrueren. Volgens hen zijn verbeteringen in het reukvermogen van die zoogdierachtigen de aanjager geweest voor de evolutie van het grote brein van moderne zoogdieren.

Moderne zoogdieren zijn ongeveer 200 miljoen jaar geleden ontstaan. Zij onderscheiden zich van hun voorouders doordat de hersenen – ten opzichte van de rest van het lichaam – enorm gegroeid zijn. Maar waardoor kregen zoogdieren zo’n groot brein?

Studies aan de anatomie en de ontwikkeling van de hersenen van moderne zoogdieren wijzen verschillende factoren aan als aanjagers voor de evolutie van het brein. Zo zouden bijvoorbeeld innovaties in het gehoor, de smaak, de reuk, maar ook warmbloedigheid, een verhoogde stofwisseling en het leren van sociale vaardigheden als ouderzorg een rol hebben gespeeld bij het groeien van de hersenen.

Fossiele schedel van Hadrocodium wui.
Klinger en Luo, Carnegie Museum of Natural History

Om uit te zoeken welke factor het belangrijkst is geweest voor de evolutie van een groot brein zou je eigenlijk de hersenen van moderne zoogdieren en hun voorouders met elkaar moeten vergelijken. Maar dat is lastig, want hoe kun je een kijkje nemen in het brein van een uitgestorven dier? Hersenen fossiliseren over het algemeen heel slecht.

Gelukkig laat het brein wel een soort ‘afdruk’ achter aan de binnenkant van de schedel. Die afdruk kun je gebruiken om de hersenen te reconstrueren, maar dat betekent wel dat je de schedel kapot moet maken. En dat zou zonde zijn, want fossiele schedels van de voorouders van zoogdieren liggen niet voor het oprapen.

Amerikaanse wetenschappers slaagden erin dit probleem te omzeilen door CT-scans te maken van de binnenkant van de schedel. Zo konden zij het brein reconstrueren van de uitgestorven soorten Morganucodon oehleri en Hadrocodium wui zonder de fossiele schedels kapot te maken. Die gereconstrueerde hersenen vergeleken de Amerikanen vervolgens met het brein van 7 andere primitieve fossielen en 27 moderne zoogdiersoorten.

Evolutie in stappen

Het oudste fossiel in het onderzoek is afkomstig van een cynodont, een zoogdierachtig reptiel dat ongeveer 260 miljoen jaar geleden leefde. Dit dier had weinig reukvermogen, kon slecht zien, en kon zijn bewegingen nog niet zo goed coördineren. En dat is duidelijk zichtbaar in de hersenen. De bulbus olfactorius en de voorhersenen, beide nodig om goed te kunnen ruiken, waren klein en nog weinig ontwikkeld. Ook de hersenstam, die vitale levensfuncties als temperatuur en hartslag bestuurt, was nog smal.

Reconstructie van de hersenen van Hadrocodium wui.
Matt Colbert, University of Texas

De schedel van Morganucodon oehleri laat een eerste stap zien in de evolutie van zoogdierhersenen. Het brein van deze vroege zoogdierachtige is maar liefst vijftig procent groter dan dat van de cynodont.

Met name de bulbus olfactorius en de daarmee verbonden hersendelen namen flink in omvang toe. Maar ook de kleine hersenen en de hersenstam begonnen zich verder te ontwikkelen.

De schedel van de iets modernere Hadrocodium wui laat opnieuw een flinke stap in de evolutie zien. Weer is het brein met bijna vijftig procent gegroeid, en weer vond die groei overwegend plaats rond de bulbus olfactorius.

De Amerikanen concluderen dan ook dat verbeteringen in het reukvermogen de aanjager zijn geweest voor de evolutie van het grote brein van zoogdieren. In vervolgonderzoek willen zij zich richten op moderne zoogdieren. Hoe ging de evolutie van het brein daar verder? En hoe komt het dat sommige zoogdieren belangrijke functies, zoals een sterk reukvermogen, weer zijn verloren?

Bronnen

  • Timothy Rowe e.a. Fossil evidence on origin of the mammalian brain Science 332 (955-957), 20 mei 2011
  • Glenn Northcutt Evolving large and complex brains Science 332 (926-927), 20 mei 2011

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 mei 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.