Vergleichen wir uns mit unseren genetisch nächsten Verwandten,
spricht physisch wenig für uns.
Wir haben weniger Kraft, können langsamer rennen
und bedeutend schlechter klettern.
Wir aber haben Architektur, Religion
Wissenschaft, Sprache, Schrift, Kunst, Kultur und Visionen.
Diese Errungenschaften verdanken wir einem größeren Gehirn.
Seit Charles Darwin glauben wir:
Diese Entwicklung sei linear verlaufen.
Ich ging immer davon aus:
Es war unausweichlich,
dass es den modernen Menschen geben wird.
Durch Weiterentwicklung von Homo habilis und Homo erectus.
Doch ist dem wirklich so?
Neue Forschungsergebnisse aus Dresden legen einen anderen Schluss nahe.
Demnach wäre die Evolution des menschlichen Gehirns
weniger eine Frage langsamer, schrittweiser Weiterentwicklung.
Sie wäre vielmehr eine Folge eines banalen Zufalls.
Es wäre zurückzuführen auf die plötzliche Veränderung eines Gens.
Wenn es wirklich so sein sollte,
dass diese Punkt-Mutation kausal wichtig ist, damit es uns gibt ...
Dann fragt man sich,
ob diese Annahme, dass es uns hat geben müssen, wirklich stimmt.
* Musik *
Knapp 99% seiner Erbmasse
hat der Homo sapiens mit anderen Hominiden gemeinsam.
Neben genetischen Details
unterscheidet uns vor allem die Größe des Gehirns.
* Musik *
Wenn man sich auf menschliche Teamleistungen kapriziert,
ist für mich die Mondlandung vor 50 Jahren etwas, wo ich sage "wow".
Das hätten andere Hominiden nicht geschafft.
Prof. Dr. Wieland Huttner ist Leiter einer Forschungsgruppe
am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden.
2001 wurde er hier zum Direktor ernannt.
Schon als Kind wollte Wieland Huttner
die vielen Rätsel des menschlichen Gehirns lösen.
Als ich 17 war, stritt ich mich mit einem Klassenkameraden darüber,
ob man jemals verstehen würde, wie das menschliche Gehirn funktioniert.
Er war der Meinung: nein. Ich war der Meinung: ja.
Ich überlegte, wie komme ich an dieses Themengebiet heran?
Ich wollte erst Psychologie studieren
oder Chemie, nach dem Motto: Eins von beiden wird schon passen.
Dann sagte mein Vater:
"Mach Medizin. Das liegt in der Mitte."
Seither sucht Wieland Huttner Antworten auf diese Fragen:
Wie kam es in der Evolution zum Anwachsen des menschlichen Gehirns?
Welche zellbiologischen Vorgänge haben dies einst bewirkt?
Unser Gehirn ist 3-mal so groß wie das von Menschenaffen.
Welche Veränderungen in unserem Genom führten zu diesem Wachstum?
Es gibt sicher Wissenschaftler, die aufgeben.
Ich glaube, ich gehöre nicht dazu.
In den 25 Jahren konnten wir viele Schritte vorwärts machen
und konnten auf diesen Schritten aufbauen.
Das liegt daran, dass ich mich glücklich schätze,
hervorragende Mitarbeiter zu haben.
In der Huttner Forschungsgruppe und den angeschlossenen Laboratorien
arbeiten zur Zeit 13 Wissenschaftler und Assistenten aus aller Welt.
Die eindrucksvollste Leistung des menschlichen Gehirns
ist Einsteins Relativitätstheorie.
Es ist beeindruckend, wie man etwas Unfassbares wie Zeit und Raum,
Gravitation in einer Formel zusammenfassen kann.
Es war bisher so, dass er immer recht hatte.
Der Neurobiologe Dr. Michael Heide ist wissenschaftlicher Assistent
in der Forschungsgruppe von Wieland Huttner.
Seit Jahren sucht er
nach den genetischen Auslösern des menschlichen Gehirnwachstums.
Wir stellten uns folgende Frage:
Welche Gene sind in den Stamm- oder Vorläuferzellen des Gehirns aktiv?
Wir kamen auf eine Liste von ca. 3.000 Genen.
Uns interessierte: Wann sind die entstanden?
In welchen Säugetieren findet man sie?
Wir konnten es eingrenzen auf 50 Gene, die nur in Primaten vorkommen.
Von diesen 50 waren 15 im Menschen und in keinem anderen Säugetier.
Unter diesen 15 war auch das ARHGAP11B.
ARHGAP11B.
Dieses Gen, kurz 11B,
zog die besondere Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf sich.
Es kommt ausschließlich im Menschen vor.
Konnte dieses Gen möglicherweise die Vorläuferzellen vermehren?
Die entscheidenden Zellen,
die in der embryonalen Phase zu einem größeren Gehirn führen?
2015 machten sich die Forscher daran, ARHGAP11B näher zu untersuchen.
Sie pflanzten das menschenspezifische Gen
in das embryonale Gehirn einer Maus.
Diese Mausgehirne hatten dann mehr Vorläuferzellen.
Das ist die Voraussetzung für mehr Hirnwachstum.
In der Hälfte der Fälle hatten sie,
was bei der Maus nie vorkommt, ein vergrößertes, gefaltetes Gehirn.
Dieses Ergebnis der Dresdner war eine Sensation.
ARHGAP11B bewirkte,
dass sich deutlich mehr basale Hirnstammzellen in der Maus bildeten.
Und sogar Faltungen der sonst glatten Großhirnrinde.
Genauso, wie sie beim Menschen besonders ausgeprägt sind.
Also wagten die Forscher einen weiteren Schritt.
Es gibt andere Tiermodelle, die viel geeigneter sind,
Hirnentwicklung zu untersuchen.
Zum Beispiel das Frettchen. Das ist eine Art Wiesel.
Dort haben wir auch 11B zur Expression gebracht.
Interessant ist:
In der Maus vermehrt 11B bestimmte Stammzellen im wachsenden Großhirn.
Das sind aber nicht die richtigen Stammzellen.
Beim Frettchen vermehren sich die exakt richtigen Stammzellen-Typen.
Sie vermehren sich 6-fach.
Eine weitere Sensation.
Das Frettchen hat von Natur aus ein gefaltetes Gehirn.
Auch hier führte Gen 11B zur deutlichen Vergrößerung des Gehirns.
Die Faltung wurde stärker, die Hirnrinde dicker.
Konnte ARHGAP11B das Puzzleteil sein, wonach man immer suchte?
Was unser Gehirn wachsen ließ?
Was uns zum Beherrscher der Erde machte?
* Musik *
Die größte Leistung des Menschen ist, das Feuer zu beherrschen.
Dr. Franca Parianen ist Neurowissenschaftlerin,
Buchautorin und Science-Slammerin.
Ihr Motto: besser Falten im Gehirn als im Kleid.
Mit beidem kennt sie sich bestens aus.
So auch mit den Arealen des Gehirns, die gemeint sind,
wenn man von evolutionärem Hirn-Wachstum spricht.
In unserer Geschichte ist vor allen Dingen dieser Neo-Cortex gewachsen.
Unser gesamtes Gehirn hat sich entwickelt in unserer Entwicklung.
Aber dieser Neo-Cortex ist überproportional größer geworden.
Da sind viele Fähigkeiten drin,
an die wir sowieso denken, wenn wir an Intelligenz denken.
Fähigkeiten wie Ursache-Wirkung- Zusammenhänge zu verstehen,
die Zukunft vorherzusagen usw.
Bei Matheaufgaben sollte der Vorder- Bereich des Gehirns aktiv sein.
Komplex denken, sprechen, träumen:
Das alles passiert im Neo-Cortex, im jüngsten Teil der Großhirnrinde.
Je mehr Furchen sie hat, je stärker die Faltung ist,
umso mehr graue Zellen haben dort Platz.
Doch Größe bedeutet nicht gleich Intelligenz.
Wenn wir betrachten würden:
Dieser Mensch hat ein besonders großes Gehirn, jener ein kleineres.
Vom Gewicht können wir nicht auf die Intelligenz schließen.
Wenn wir aber die Vernetzung betrachten:
Bei einem gut vernetzten Gehirn können wir Intelligenz vermuten.
Wichtig ist auch der Arbeitsspeicher.
Die Größe des Arbeitsspeichers
hat eine wichtige Bedeutung für unsere Intelligenz.
Die Forscher des Max-Planck-Instituts in Dresden
hatten ein menschliches Gen gefunden, das Nervenzellen vermehrt.
Es lässt somit die Hirnrinde wachsen, zumindest bei Maus und Frettchen.
Aber auch bei höher entwickelten Wesen?
Die Maus ist relativ weit weg von uns Menschen.
Auch die Struktur des Maus-Gehirns ist ganz anders als beim Menschen.
Unsere Idee war:
Ist ARHGAP11B wichtig für Human- Evolution und Gehirnentwicklung,
müssen wir ein Modell verwenden, das näher am Menschen ist.
Michael Heide bekam den Forschungsauftrag:
Das Menschen-Gen ARHGAP11B sollte erstmals
in das embryonale Gehirn eines Primaten eingebracht werden.
Wir beschlossen, die ersten Versuche in Weißbüschelaffen zu machen.
Das sind relativ kleine Affen.
Deren Gehirn ist im Unterschied zu Menschen
und z.B. zu Schimpansen und anderen höheren Affen glatt.
Sie haben Stammzell-Populationen, die wir auch im Menschen finden.
So ist dieser Affe der ideale Kandidat für unsere Experimente.
Versuche an ungeborenen Tieren
unterliegen weltweit gültigen, strengen, ethischen Richtlinien.
Sie sind für die Grundlagenforschung
der Dresdner Molekularbiologen unumgänglich.
Wir untersuchten, wie ein menschliches Gehirn größer wird
in der Evolution, auch in der Fötal-Entwicklung.
Und wie das mit den sog. Stammzellen zusammenhängt,
die im Gehirn diese Zellen produzieren.
Das kann man nur an intakten Tieren machen, nicht in der Petrischale.
Am Horizont stehen da auch medizinische Aspekte.
Denn man muss sich klarmachen:
Neuro-Degenerative Erkrankungen werden immer mehr werden.
Wenn man jemals an Zellersatz denkt,
muss man diese Stamm- und Vorläuferzellen kennen.
Die wir sehr intensiv untersucht haben.
Das kann ich nicht an der Maus machen.
Denn die Maus hat jene Stamm- und Vorläuferzellen nicht,
die unser menschliches Gehirn bilden.
Ich habe keine Alternative, als das an den uns nahestehenden
nichtmenschlichen Primaten zu machen an denen man experimentieren darf.
In einem, auf solche Versuche spezialisierten Partner-Labor
in Japan wird ARHGAP11B in die Eizellen der Affen eingebracht.
Man entnimmt Eizellen.
Man befruchtet sie dann in vitro, so ähnlich wie beim Menschen.
Dann injiziert man ein Virus, das das ARHGAP11B-Gen trägt.
Diese Viren infizieren dann die befruchteten Eizellen
und integrieren sich in das Erbgut des Weißbüschelaffen.
Diese Eizellen werden zurücktransferiert in das Tier.
Wir stoppen den Prozess an Tag 101-102.
Wir sind im 2. Schwangerschaftsdrittel.
Die Tiere werden nicht geboren. Wir bleiben im fötalen Bereich.
Das war ein Punkt, der uns sehr wichtig war.
Es dauert Monate,
bis aus Japan die ersten genetisch veränderten Affenhirne eintreffen.
Zuerst überprüfen wir, ob der Transport schön gekühlt erfolgte.
Wenn die Sachen nicht richtig gekühlt sind,
bauen sich zum Beispiel RNA-Moleküle ab.
Wir können bestimmte Sachen dann nicht mehr detektieren.
Dann messen wir Standardparameter, wie z.B. die Größe.
Und dann geht es schon an die Verarbeitung.
Wir trennen die beiden Hirn-Hemisphären.
Weil wir dann zwei unterschiedliche Sachen damit machen können.
Was werden diese Experimente zutage fördern?
Zunächst werden die Hirne der Affenföten in einem Gel fixiert,
um sie in 90 Mikrometer hauchdünne Scheiben schneiden zu können.
Wir sind an den Stammzellen des Gehirns interessiert.
Bei einem ganzen Gehirn würde ich die Stammzellen nicht sehen.
Die Stammzellen befinden sich innen im Gehirn.
Das war ein Schnitt, wie er im Lehrbuch steht.
Rund 1.000 dieser Schnitte
wird Michael Heide in den folgenden Monaten auswerten.
Im nächsten Schritt färben wir diese Stammzellen an.
Es gibt unterschiedliche Populationen von Stammzellen.
Im ungefärbten Schnitt würden wir nur Zellen sehen.
Wir können die nicht unterscheiden.
Stammzellen im Gehirn sichtbar zu machen, ist aufwändig.
Diese Methode haben die Dresdner für ihre Forschung optimiert.
Wir können verschiedene Neurone oder Stammzellen erkennbar machen.
Für uns interessant ist die Anzahl der Stammzellen.
Aber auch die Anzahl der verschiedenen Neurone.
Ob durch ARHGAP11B sich die Stammzellen vermehren
und dadurch dann auch die Neurone.
Dann der spannende Moment:
Das Ergebnis jahrelanger Arbeit liegt schließlich vor.
Es belegt im Detail, was die Forscher bislang nur vermutet hatten.
Ein wissenschaftlicher Durchbruch.
Und die Falten?
Sie falten frontal, und dann wird das mehr Richtung parietal.
Klasse!
Deutlich wird die Faltung:
Hier nicht so stark, und da wird sie dann stärker.
In dem Stadium wäre es normalerweise ungefaltet.
Komplett glatt. Toll!
Und das ist in einem oder in mehreren?
Das ist nur von einem als Beispiel, aber ich sehe es in allen.
In verschiedenen Ausprägungs- Graden, aber es ist immer da.
Toll!
Die Ergebnisse beim Weißbüschelaffen sind beeindruckend.
Wir bekommen diese Faltung, obwohl die Gehirne eigentlich glatt sind.
Wir sehen auch, dass das Gehirn vergrößert ist.
Die relevanten Stammzell- Populationen sind expandiert.
Wir sehen alle diese Punkte, die wir sehen wollten.
Das Gen ARHGAP11B vermehrte genau die Nervenzellen,
die auch beim Menschen in hoher Zahl vorhanden sind.
11B ließ das Hirn wachsen:
Bei Mäuse-, Frettchen- und Weißbüschelaffen-Embryos.
* Musik *
Planen, handeln, Zahlenverständnis,
Wahrnehmung von Umwelt und Mitmenschen, Ich-Bewusstsein:
Ist allein das große Gehirn
die Ursache für diese dem Menschen gegebenen Fähigkeiten?
Wo genau verläuft die Grenze zwischen Mensch und Affe?
Seit 2001 steht im Leipziger Zoo
das Wolfgang-Köhler-Primaten- Forschungszentrum "Pongoland".
4 große Menschenaffenarten leben hier.
Das Zentrum dient Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts
zur Erforschung von Verhalten und Kognition der Hominiden.
Eine der bedeutendsten Errungenschaften des Menschen ist,
dass wir Bildung besitzen.
Wir geben Wissen weiter.
Nicht nur von einer Person an eine andere, z.B. von Eltern zum Kind.
Sondern wir geben das Wissen der ganzen Generation
in systematischer Art und Weise an die nächste Generation weiter.
Dr. Katja Liebal
ist Professorin für Vergleichende Entwicklungspsychologie.
Sie untersucht seit vielen Jahren
Unterschiede in der Kommunikation von Mensch und Affe.
* Grunzlaute *
Wir hörten gerade einen sogenannten Long-Call.
Es ist ein Revier-Ruf, den sie auch im Freiland benutzen.
Er bedeutet, dass das Männchen ein bestimmtes Territorium beansprucht.
Hier im Zoo passiert das manchmal bei Zoo-Besuchern,
die er gut kennt oder gut leiden mag.
Er schmeißt manchmal auch Sachen um sich, zum Glück nicht gut gezielt.
Katja Liebal forschte für ihre Doktorarbeit lange Zeit im Pongoland.
Auch an Orang-Utans.
Auch mit Bimbo, der sich daran offensichtlich gut erinnern kann.
Ich untersuchte, ob sich Menschenaffen gegenseitig helfen.
Und ob sie mehr helfen, wenn einem anderen Tier etwas passiert ist.
Wenn es durch einen Menschen geärgert wurde.
Die Frage ist:
Wie ärgert man Affen, ohne ethische Grenzen zu überschreiten
und sie zu sehr zu reizen.
Wir hielten ihnen Futter hin, zogen es dann weg und aßen es selber.
Das reicht aus,
dass er mich nach 10 Jahren immer noch nicht leiden kann.
Bimbos Ärger ist anhand seiner Gesten und Mimik gut erkennbar.
Doch nicht alles ist 1:1 übersetzbar.
Wir wissen:
Die Augen z.B. sind nicht so ein starkes kommunikatives Signal
wie beim Menschen, weil die weiße Sclera fehlt.
Sie nutzen die Augen nicht dazu, um festzustellen, wohin jemand guckt.
Man merkt das oft, dass sie selber den direkten Blickkontakt vermeiden.
Im Gegensatz zu Affen kommunizieren Menschen viel mit den Augen.
Der dunkle Kreis der Pupille auf dem weißen Augen-Hintergrund
ermöglichte schon dem frühen Menschen Informationen wortlos zu übermitteln.
Vermutlich lange, bevor gesprochene Sprache entstand.
Dazu kamen Gesten mit den Händen sowie unsere Mimik.
Wichtige Werkzeuge für die Kommunikation in einer Gruppe.
Typische Schimpansen-Gesten wären zum Beispiel Futterbettel-Gesten:
Den Arm ausstrecken, um zum Beispiel Futter anzubieten.
Aber auch, um zu betteln, wenn jemand Futter besitzt.
Noch ist oft unklar,
was die Gesten und auch die Mimik der Menschenaffen motiviert.
Unsere Tendenz, diese Körpersprache zu vermenschlichen,
erschwert objektive Forschung.
Ein wesentlicher Unterschied in der gestischen Kommunikation steht fest.
Menschenaffen zeigen nicht mit ausgestrecktem Zeigefinger.
Alles, was Menschenaffen gestisch machen,
bezieht sich auf "Ich will irgendetwas jetzt".
Ich will dein Futter. Ich will spielen.
Ich will, dass du weggehst. Ich will mich paaren.
Aber sie benutzen Gesten nicht, um z.B. zu kommunizieren:
"Guck mal, da oben, hast du den Vogel gesehen?
Draußen regnet es. Willst du mit rausgehen?"
Affen sind wesentlich schlechter darin,
diesen kooperativen Zweck der Zeige-Geste zu verstehen.
Das liegt nicht in ihrer Natur: dieses Teilen von Informationen.
Die eigene Welt mit anderen teilen: Niemand kann das besser als wir.
Die neue Qualität unserer Kommunikation
war ein wichtiger Schlüssel für unsere Entwicklung.
Was uns zum Menschen macht,
ist zu großen Teilen unsere Fähigkeit zu kooperieren.
Wenn wir uns die großen Primaten angucken und uns fragen:
"Was können die besser als kleine Kinder?"
Alles hinsichtlich menschlicher Ursache-Wirkung-Zusammenhänge
oder komplexer Zukunftsprognosen sind die beiden ziemlich gleich.
Sie waren besser in jedem Task, der mehr als eine Person verlangt.
Sie konnten besser zusammenarbeiten.
Das ist ein Wahnsinns-Vorsprung.
Menschenkinder können sehr gut die Arbeit aufteilen.
Sie verstehen auch, dass sie danach den Profit aufteilen müssen.
Menschen sind gut in allem, wofür es mehr als 2 Personen braucht.
Nur dadurch konnte der moderne Mensch das errichten,
was wir als menschliche Zivilisation bezeichnen.
Wenn wir allein klarkommen müssten, hätten wir keine Zeit für Kunst,
keine Möglichkeiten, Städte zu bauen oder Paläste.
Oder was Menschen den ganzen Tag tun.
Wir sind die ganze Zeit damit beschäftigt, uns zu fragen:
Was esse ich heute Abend? Wo bringe ich mein Kind unter?
Wir können Dinge in andere Hände geben.
Wir verstehen das als Gesellschafts-Konzept.
Deshalb konnten wir so viel erreichen.
War all dies nur möglich,
weil ein Gen namens ARHGAP11B einst unser großes Gehirnwachstum auslöste?
Um diese Frage beantworten zu können, mussten die Forscher
am Dresdner Max-Planck-Institut seine Funktion genauer kennenlernen.
Die Frage war nicht mehr nur ob,
sondern auch wie 11B für mehr Hirnzellen sorgte.
* Musik *
Bekannt war:
ARHGAP11B ist die partielle Duplikation eines Gens,
das auch in anderen Säugetieren vorkommt.
Dieses heißt ARHGAP11A.
Durch eine teilweise Verdopplung dieses Gens entstand ARHGAP11B.
Dieser Vorgang passierte nur im Menschen
und sonst in keinem anderen Säugetier.
Die partielle Genduplikation erfolgte vor 5 Millionen Jahren.
Vor 5 Millionen Jahren waren aber unsere Gehirne der Hominiden klein.
Das heißt, diese Genduplikation kann im Grunde genommen nicht erklären,
warum unser Gehirn so groß ist.
Es hätte viel früher größer werden müssen, wurde es aber nicht.
Das heißt, eine Verdopplung von 11A zu 11B bewirkte noch gar nichts.
Als vor 5 Millionen Jahren 11B entstand,
war an den modernen Menschen noch lange nicht zu denken.
Der Mensch ist besonders gut darin, sich in andere hineinzuversetzen.
Das heißt "Theory Of Mind".
Das können auch Tiere, aber der Mensch besonders gut.
Am Max-Planck Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig
erforscht man die Entwicklung der Hominiden.
Dr. Philipp Gunz ist Paläanthropologe.
Ein Experte für die Frage,
wie die menschliche Linie vor 5 Millionen Jahren aussah.
Vor 5 Mio Jahren leben die Vorfahren der Australopithecinen in Afrika.
Australopithecus ist vielleicht bekannt durch die berühmte Lucy.
Sie wurde in den 70er-Jahren gefunden.
Von Lucy und ihren KollegInnen weiß man, dass die aufrecht gingen.
Sie lebten in einer Savannen- Landschaft im Osten Afrikas.
Erst in der menschlichen Linie, also vor etwa 2 Millionen Jahren,
haben wir einen Beginn einer Zunahme an Gehirnvolumen.
11B löste Millionen Jahre lang kein Gehirnwachstum aus.
Wieso konnte es plötzlich menschliche Hirnstammzellen vermehren?
In dem bereits Millionen Jahre existierenden Gen
fanden die Dresdner eine winzig kleine Veränderung.
Die entscheidende Antwort:
Eine Punkt-Mutation, die 11B eine völlig neue Funktion gab.
Die Gen-Duplikation, wie sie vor 5 Millionen Jahren entstand,
haben wir nachgebaut und getestet.
Die macht überhaupt nichts.
Erst durch die Punkt-Mutation kommt diese Eigenschaft dieses Gens,
das Gehirn vergrößern zu können, im Wachstum, in der Fötal-Entwicklung.
Wir gehen fest davon aus, dass diese Punkt-Mutation
deutlich später erfolgte als vor 5 Millionen Jahren.
Irgendwann vor 1,5 Millionen Jahren,
als es diesen enormen Schub in der Hirngrößen-Entwicklung gab.
Bei der menschlichen Linie.
Die punktuelle Veränderung
von ARHGAP11B war so zufällig wie ein Sechser im Lotto.
Punkt-Mutationen verändern nur
eine einzige von mehreren Tausend Nuklein-Basen eines Gens.
In 11B führte dieser Zufall zu einer Veränderung
im Abschreibe-Vorgang der RNA und dadurch zu einer ganz neuen Wirkung.
Durch die Mutation bekam 11B das Signal,
vom Zellkern in das Kraftwerk der Zelle zu wandern:
In die Mitochondrien.
Erst dort sorgte es dafür, dass sich die Stammzellen viel häufiger teilen.
Kurzum, der Mensch bekam von nun an eine deutlich größere "Festplatte".
Die Dresdner Forscher
hatten sprichwörtlich eine "Nadel im Heuhaufen" gefunden.
Denn Mutationen wie diese finden in der Evolution millionenfach statt.
Allerdings ganz oft ohne Folgen.
Die meisten Mutationen machen keinen Unterschied.
Die wenigsten Mutationen machen einen positiven Unterschied.
Positive Unterschiede werden selektiert.
Die können sich im Laufe der Evolution durchsetzen.
Die Genetik ist sehr ähnlich zwischen heute lebenden Menschen
und unseren nächsten Verwandten, den Bonobos und Schimpansen.
Das bedeutet,
dass sehr kleine Unterschiede einen substanziellen Effekt haben können.
Ein wachsendes Gehirn braucht mehr Platz.
Wie passte sich seine knöcherne Schale,
der Schädel unseres Vorfahren, dieser Gehirnzunahme an?
Da kann man eine ganz eindeutige Aussage treffen.
Das hier ein 3D-Ausdruck eines menschlichen Babys.
Da ist noch die Fontanelle offen.
Auch nach der Geburt sind diese Knochen noch nicht verschmolzen.
Das expandierende Gehirn treibt den Schädel vor sich her.
In dieser frühkindlichen Entwicklung ist die Volumen-Zunahme des Gehirns
die treibende Kraft für den knöchernen Schädel.
2011 gelang Forschern vom Max-Planck- Institut für evolut. Anthropologie
erstmals die Entschlüsselung des Neandertaler-Genoms.
Diese Daten belegen:
Auch der Neandertaler besaß das mutierte ARHGAP11B
und ein ähnlich großes Gehirn wie der Mensch.
Demnach musste die Punkt-Mutation auf 11B
mindestens vor der Entwicklung des Neandertalers stattgefunden haben.
Heute lebende Menschen und Neandertaler
hatten einen gemeinsamen Vorfahren.
Der hat vor mindestens 600.000 Jahren gelebt.
Das würde die Zeit einschränken auf älter als 600.000 Jahre, mindestens.
Dieser Vorfahr war Homo erectus.
Vermutlich hatte bei einem Individuum seiner Art
die Punkt-Mutation auf 11B stattgefunden.
Homo erectus ist die erste globale Spezies.
Die war in der gesamten Alten Welt verbreitet.
Homo erectus haben wir in Afrika, Europa und Asien.
Der Homo erectus war ein begabter Jäger und Sammler.
Deren Gehirngröße war schon mehr als doppelt so groß
als bei heute lebenden Menschenaffen.
Die haben vermutlich bereits mit Speeren gejagt
und Jagd auf Großwild gemacht.
Es sieht nicht so aus, als hätten sich die Folgen der Punkt-Mutation
wie ein Lauffeuer verbreitet.
Ist es dennoch möglich,
dass schon der erste Betroffene außergewöhnlich anders war?
Ohne die Funktionsweise dieses Gens zu kennen,
ist der Effekt zu Beginn vermutlich kein extrem dramatischer.
Weil gegen sehr dramatische Effekte auch negativ selektiert wird.
Man kann ja nicht über Nacht das Gehirnvolumen verdoppeln.
So ein Gehirn kostet Energie.
Und Energie ist quasi die Währung,
in der in der Natur abgerechnet wird.
Das muss man sich als Organismus leisten können,
so ein großes Gehirn zu finanzieren.
Wir glauben, dass sich Homo erectus das leisten konnte,
weil sie hochwertige Nahrung durch erfolgreiche Jagd zu sich nahmen.
Daher hatten sie einen Energieüberschuss.
Es ist davon auszugehen,
dass es eine sukzessive Veränderung der frühkindlichen Entwicklung ist.
Den Nachkommen eines unserer Vorfahren
standen nun also mehr Neuronen zur Verfügung.
Und damit beste Voraussetzungen
für den Ausbau ihrer kognitiven Fähigkeiten.
Es gibt Grundbedingungen, die wir dafür brauchen,
um aus diesem großen Gehirn Großes herauszuholen.
Man muss sich das Gehirn leisten können muss.
Wir brauchen Nahrung, Versorgung, damit dieses Gehirn durchkommt.
Dann brauchen wir die Vernetzung.
Wir müssen die ersten Lebensjahre nutzen,
um von anderen Leuten zu lernen und müssen das aufmerksam tun.
Denn es gibt viel, was wir verstehen müssen,
was wir tun können oder nicht.
Verstehen wir das nicht, riskieren wir, ausgeschlossen zu werden.
Und auf uns alleine gestellt, kommen wir nicht weit.
Der Zufall auf ARHGAP11B war evolutiv ein enormer Vorteil.
Und auch, dass das mutierte Gen seitdem an alle Nachkommen vererbt
und somit an die gesamte Menschheit weitergegeben wurde.
Wäre der Träger der Mutation in der afrikanischen Wildnis
ohne Nachkommen gestorben, gäbe es den modernen Menschen evtl. nicht.
Was machte die Gattung Homo aus diesem Zufall?
Was unterscheidet sie von ihren frühen Vorfahren?
Diese Dinge untersuchen die Primatologen
des Max-Planck-Instituts in Leipzig.
Das Alleinstellungsmerkmal des Menschen ist die Sprache,
die symbolische Kommunikation.
Kein anderes Lebewesen kann sich so über seine Gefühle und Gedanken,
seine Wünsche äußern, wie wir das jetzt können.
Dr. Roman Wittig ist Direktor des Schimpansen-Projekts
im "Tai Nationalpark" an der Elfenbeinküste.
Die Beobachtung wild lebender Schimpansen ermöglicht Forschern
einen Blick auf evolutive Wurzeln menschlichen Verhaltens.
Das Verhalten der Schimpansen entspricht viel mehr dem,
was unser gemeinsamer Vorfahre vor 7 bis 8 Millionen Jahren zeigte.
Unser Verhalten ist anders.
Deswegen macht es Sinn, diese Tiere zu beobachten,
damit wir verstehen, wo wir herkommen.
Diese Beobachtungen haben gezeigt,
dass wir viel mehr mit Schimpansen gemein haben, als wir denken.
Auch sie bilden soziale Einheiten, teilen Nahrung, zeigen Empathie,
pflegen Freundschaften, benutzen Werkzeuge, kommunizieren.
Vermutlich träumen sie auch.
Verschiedene Schimpansen-Gruppen besitzen sogar eigene Kulturen.
Man hat zum ersten Mal Schimpansen-Kulturen untersucht,
indem man sich Verhaltensvariationen anschaute.
Dann hat man z.B. festgestellt,
dass es Kula-Nüsse in ganz Westafrika gibt.
Und doch gibt es nur einen Teil dieser Schimpansen-Population,
die in diesem Gebiet diese Nüsse auch knacken.
Und warum ist das so?
Es gibt dafür keine ökologischen Gründe.
Es gibt dafür keine genetischen Gründe.
Was soll das sein?
Hier zeigen die Schimpansen,
zu welcher Gesellschaft, zu welcher Kultur sie gehören.
Genauso wie wir das auch tun,
wenn wir den Reis mit Stäbchen, Gabel oder mit den Händen essen.
Wir gehören zu den wenigen Wesen,
die Werkzeuge den ganzen Tag mit sich tragen, nicht nur unser Handy.
Früher war es ein Taschenmesser oder die Uhr.
Wir tragen Sachen mit uns rum. Die werden Teil von uns.
Das heißt, die Kultur ist ein Teil von uns selbst.
Aber während die kulturelle Evolution der Affen nahezu auf der Stelle trat,
entwickelt sich die des Menschen exponentiell, ja explosionsartig.
Wenn wir uns unsere Evolutionsstufe angucken würden, ginge die so.
Das können wir nicht mit Darwin erklären.
Dieses ständige: "Eine Generation muss aussterben.
Bevor wir einen kleinen Schritt vorwärtskommen.
Und dann muss die nächste Generation aussterben".
Damit würden wir nie so weit kommen,
wie wir in den letzten 40.000 Jahren kamen.
Wir verbinden mit Menschen
Religion, Kultur, Werkzeuge, verschluckbare Kleinteile.
Das sind alles Sachen,
die in dieser kurzen Zeitspanne kamen.
Wir kamen so weit, weil wir nicht alles neu erfinden müssen.
Nicht jeder Maschinenbaustudent muss die Dampfmaschine verstehen.
Wir können voneinander lernen und jedes Mal weiterkommen.
So ist kulturelle Evolution unsere Evolution.
Vom Ich zum Wir.
Nur dem Menschen ist es gelungen,
Hunderttausende seiner Art unter einer Idee zu vereinen.
Nur Menschen haben es geschafft, Millionen von Gruppenmitgliedern
an einem Ort zusammenzuführen und zu organisieren.
Unsere soziale Intelligenz war eine entscheidende Voraussetzung
für unsere bemerkenswerte Entwicklung.
Die Idee ist, dass die soziale Intelligenz eben nicht nur
ein Nebeneffekt unserer Evolution, des Wachstums unseres Lebens war.
Sondern dass sie eine treibende Kraft dahinter war.
Das Ganze wird durch die kulturelle Intelligenz-Hypothese erweitert:
"Wir haben diese Informationen, weitergegeben, das Feuer usw.
Und durch diese kulturellen Informationen
wurde unser Gehirnwachstum selbst erst möglich gemacht."
Was sind denn unsere evolutionären Fähigkeiten?
Wir haben nicht mal Fell.
Wir brauchen Klamotten, um zu überleben.
Wir haben keine Klauen oder beeindruckende Muskeln.
Wir gaben viel Muskelmasse auf, um dieses Gehirn durchzufüttern.
Das ist unsere Strategie.
Wir kommen evtl. alleine nicht weiter.
Dafür haben wir die Gemeinschaft, auf die wir vertrauen können.
In Gruppen zu leben, bietet Schutz, Orientierung und Nahrung.
Aber es entsteht auch Konkurrenz
um Nahrung und Territorien, um Fortpflanzungspartner.
Das führt zu Reibung und zu Aggressionen.
Diese Konkurrenz muss irgendwie geregelt werden.
Es kann ja nicht jeder die gleiche Frucht essen.
Wir haben gezeigt,
dass Schimpansen eine Art Entscheidungsprozess durchlaufen.
Da wird entschieden:
Akzeptiere ich,
dass der andere diese Frucht hat und ich die jetzt nicht haben kann?
Teile ich diese Frucht?
Oder haue ich den und nehme ihm die Frucht weg?
Schon unsere frühen Vorfahren hatten verschiedene Methoden,
aggressive Konflikte auszutragen.
Bei den Schimpansen sind diese bis heute zu beobachten.
Wenn Schimpansen in Grenzkonflikte kommen,
können verschiedene Sachen passieren.
Das Erste ist, sie detektieren die anderen.
Und es beginnt eine Schlacht mit großer Lautstärke.
Es wird auf den Brettwurzeln getrommelt.
Es werden sehr laute Rufe gegeben,
die über Kilometer hinweg zu hören sind.
*Der Schimpanse ruft.*
*Der Schimpanse schreit.*
Und meistens reicht diese Ruf-Schlacht schon aus.
Um eine Entscheidung zu treffen,
wer von den beiden Gruppen den Rückzug antreten muss.
Dann kann es dazukommen,
dass es nicht ausreicht und dass man sich trifft.
Dass man sich dann "gegenseitig zeigt",
wie viel, wie groß und wie stark man ist.
*Die Schimpansen schreien.*
Und dann kann es eben zu diesen direkten physischen,
kämpferischen Auseinandersetzungen kommen.
Die dann in Verletzungen oder Tötungen ausarten können.
Man hat bislang allerdings noch nicht beobachtet,
dass in diesen gewalttätigen Konflikten Waffen verwendet wurden.
Obwohl Schimpansen verstehen, wie man eine Nuss knackt,
wie man eine Nuss mit einem Stein aufschlägt.
Dennoch wurden diese Waffen
nie in einer Auseinandersetzung mit anderen beobachtet.
Im Gegensatz zum Menschen,
Konflikte gehören zum Leben, zum Alltag von Menschenaffengruppen.
Kriege mit mörderischen Waffen sind eine Erfindung des modernen Menschen.
Sie sind die andere Seite
der sozialen und kulturellen Kognition unserer Spezies.
*Schüsse*
*Knall*
Bleibt die Frage an die Dresdner Genforscher:
Können sich Menschenaffen mit dem Gen ARHGAP11B
auch in diese "menschliche" Richtung entwickeln?
Doch auf diese Frage
wird es unter Forschungsleiter Dr. Huttner keine Antwort geben.
(Huttner) Versuche an den Menschenaffen sind verboten.
Das ist auch richtig so. Die sind uns halt sehr nahe.
Ich halte es für korrekt, dass die als unantastbar gelten.
Das hielte ich wirklich für unverantwortlich,
an Orang-Utans, Gorillas oder Schimpansen zu manipulieren.
Wie alt ist der Toni jetzt?
Der Toni ist 28 Jahre alt. Der wurde am 13.12.1991 geboren.
Auch eine weiterführende Anwendung, nicht nur bei Affen,
sondern z.B. auch bei Menschen schließt Wieland Huttner aus.
Für mich als Mediziner scheiden absolut, wirklich absolut,
Versuche aus "Menschen verbessern zu wollen".
Ein zweites 11B-Gen oder ein stärker wirksames 11B-Gen einzuschleusen,
das hielte ich für absolut unverantwortlich.
Man muss sich eins klarmachen,
vergrößerte Gehirne sind nicht notwendigerweise gut.
Mir geht es darum zu erkennen, warum wir ein großes Gehirn haben.
Das ist eine fundamentale Frage.
Weil sie dazu beiträgt zu verstehen,
warum wir als Menschen so sind, wie wir sind.
Aber eine Anwendung über diese Erkenntnis hinaus, nein!
Arbeit für kommende Jahre, vielleicht für kommende Generationen.
Auch Michael Heide
braucht sich um zukünftige Forschungsaufträge nicht zu sorgen.
Wir haben nicht nur dieses eine Gen.
Michael Heide entdeckte 14 andere,
die auch menschenspezifisch und in den Stammzellen hochaktiv sind.
Da gibt es sicher ein Backup.
Eine andere Frage interessiert mich auch.
Es sind 15 Gene.
Gibt es natürliche Wechselwirkungen zwischen diesen Genen?
Gibt es Netzwerke, die überlappen? Wie wirken diese Gene aufeinander?
Das sind spannende Fragen, die man beantworten könnte.
Lassen sich die Forschungsergebnisse der Dresdner weiter untermauern,
könnte Wieland Huttner die Vollendung seines Lebenswerks noch erleben:
Eine umfassende Theorie
für das Anwachsen des menschlichen Gehirns gefunden zu haben.
Und damit eines der wichtigsten Puzzleteile der Humanevolution.
Einen folgenreichen Zufall, der vor vielen Hundertausenden von Jahren
das Wunder des Homo sapiens sapiens möglich machte.
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