Evolutionäre Muster und Prozesse in der Reduzierung des Gehirnvolumens und der Vereinfachung der Hirnfaltung bei insularen Großsäugern

• Antragsteller: Dr. Roberto Rozzi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Evolution, Anthropologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 435314312

Die organismische Evolution auf Inseln gehört zu den spektakulärsten Phänomenen der Natur. So zeigen z.B. insulare Säugetiere häufig bemerkenswerte Anpassungen wie Zwerg- oder Riesenwuchs, Zunahme der Zahnkronenhöhe, „low-gear locomotion” und Veränderungen des Hirnvolumens und der Hirnmorphologie. Eine Reduzierung des relativen Hirnvolumens wurde insbesondere bei einigen fossilen insularen Großsäugetieren festgestellt, wie zum Beispiel dem zwergwüchsigen Homo floresiensis, und es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Vereinfachung der Hirnfaltung charakteristisch für stammesgeschichtlich abgeleitete Zwergformen sei. Bisher ist jedoch nur wenig über die Selektionsmechanismen bekannt, die auf die Gehirnevolution dieser Lebensformen wirken. In diesem Projekt möchte ich Daten von fossilen und rezenten Arten miteinander integrieren, um die Allgemeingültigkeit und Kausalität von ökogeographischen Mustern der Hirnvolumenvariation und den Veränderungen in der Hirnfaltung bei insularen Großsäugern zu untersuchen. Der Fokus liegt dabei auf den Artiodactyla, welche eine große Zahl unterschiedlichster Inselformen beinhalten. Dabei werden aktuelle Methoden der Paläo-Neurologie, wie hochauflösende Computertomographie (μCT) und 3D-Segmentierung und Modellierung verwendet, um digitale Schädelausgüsse des Neurocraniums der jeweiligen Arten zu erhalten und auszuwerten. Zusätzlich werden ein umfassender Datensatz ökologischer und geographischer Variablen zusammengestellt und mittels „machine learning” die kausalen Zusammenhänge, welche die Hirnevolution in insularen Großsäugern antreiben, im Detail untersucht. Das Projekt wird die Entwicklung eines konzeptionellen Evolutionsmodells zur Hirnevolution der Säugetiere ermöglichen und hat das Potenzial, auch auf weitere vergleichende Fragestellungen in diesem Bereich ausgedehnt zu werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Faysal Bibi, Ph.D.; Professor Dr. Johannes Müller