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Bewegungskünstler mit „Rüsselspitzengefühl“

Ein Wissenschaftsteam der Humboldt-Universität zu Berlin und des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat die Gesichtsmotorik von Elefanten entschlüsselt
Alternativtext

Nervenzellen im Gesichtskern eines afrikanischen Elefanten (links).
Der Gesichtskern ist die Hirnstruktur, die die Gesichtsmuskulatur
kontrolliert. Rüsselspitze mit Rüsselfingern eines afrikanischen
Elefanten (rechts). Die Repräsentation des Rüsselfingers ist deutlich
sichtbar im Hirn des Tieres. Quelle: siehe Science Advances

Elefanten verfügen über ein erstaunliches Arsenal der Bewegung in Gesicht, Ohren und Rüssel. Der Rüssel besteht aus weit mehr Muskeln als der gesamte menschliche Körper und kann sowohl kräftige als auch sehr filigrane Bewegungen ausführen. Tatsächlich erinnert die Art und Weise, wie Elefanten ihren Rüssel nutzen, an die menschliche Hand.

Ein Wissenschaftsteam der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz- IZW) untersuchte nun den Gesichtskern (facial nucleus) Afrikanischer und Asiatischer Elefanten, jener Hirnstruktur, welche, die für die Steuerung und Kontrolle der Gesichtsmuskulatur der Elefanten, von den Ohren bis zur Rüsselspitze, verantwortlich ist. Die Ergebnisse ihrer Studie sind nun in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.

„Der Gesichtskern der Elefanten ist einzigartig und enthält mehr Nervenzellen als in allen anderen auf dem Land lebenden Säugetieren“, sagt Erstautorin Lena Kaufmann von der HU. Die Berliner Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zählten circa 54.000 Nervenzellen im Gesichtskern von Asiatischen Elefanten (Elephas maximus), bei ihren afrikanischen Verwandten (Loxodonta africana) sind es sogar rund 63.000. Das Team führte die noch höhere Zahl der sogenannten „facial nucleus neurons“ bei Afrikanischen Elefanten auf deren größere Ohren und ausgefeiltere Rüsselspitze zurück. „Afrikanische Elefanten ergreifen Objekte mit den sogenannten Rüsselfingern an der Spitze des Rüssels“, sagt Thomas Hildebrandt vom Leibniz-IZW. „Diese Art des Zangengriffs erfordert viel Fingerspitzengefühl. Passend dazu gibt es im Hirn afrikanischer Elefanten markante Nervenzellhaufen für die Fingerspitzenkontrolle.“ Asiatische Elefanten haben dagegen nur einen Rüsselfinger und umwickeln Objekte mit dem Rüssel; bei den asiatischen Elefanten ist auch die neuronale Fingerspitzenkontrolle durch das Gehirn weniger markant.

„Der Gesichtskern der Elefanten ist eine höchst ungewöhnliche Hirnstruktur“, sagt Michael Brecht. „Es ist nicht nur die große Zahl von Nervenzellen. Wir sehen Größenunterschiede von Nervenzellen entlang der Rüsselrepräsentation, die wir in anderen Säugern nicht beobachten. Wahrscheinlich ergibt sich die Notwendigkeit von Riesennervenzellen in Elefanten wegen der meterlangen Rüsselverkabelung.“

Publikation

Kaufmann LV, Schneeweiß U, Maier E, Hildebrandt TB, Brecht M (2022): Elephant facial motor control. Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.abq278

Kontakte

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Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin

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michael.brecht@bccn-berlin.de

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