Evolution aus der Vogelperspektive

Die weise Taube

Von Joachim Müller-Jung
14.12.2008
, 11:13
Eine weiße Taube wird auf den kognitiven Test in der „Problembox” vorbereitet
Aus der Vogelperspektive ist die Evolution anders verlaufen. Die kleinen Gehirne der Federtiere sind zu viel größeren Leistungen fähig, als Darwin annahm. Eine Gruppe von Forschern der Bochumer Ruhr-Universität will nun die Gedanken der Tauben lesen.

„Nicht eintreten. Versuch läuft“. Die hell leuchtenden Warnschilder neben den schon leicht verschrammten Türen sind nicht zu übersehen. Es ist leer hier im Zwischenflur, dunkel und totenstill. Jedenfalls solange die Türen mit der Aufschrift „Skinner Box Room“ geschlossen bleiben. Wer schon einmal das ferne Forscherdorf Seewiesen genießen durfte, das sich Konrad Lorenz, der „Vater der Graugänse“, vor fünfzig Jahren am grünen Ufer des Eßsees in Südbayern errichten ließ und wo bis heute große Vogelforschergruppen logieren, der muss sich hier im untersten Geschoss des Südflügels in der Bochumer Ruhr-Universität zwangsläufig eingesperrt fühlen.

Die Gedanken der Tauben lesen

Es ist längst Mittagszeit. An eine geregelte Pause denkt hier trotzdem niemand. Draußen vor der Betonburg rubbeln Stadtreiniger wie wild das bisschen Moos, das sich auf der Zufahrt angesiedelt hat, mit einer Schaumlösung vom Pflaster. Und drinnen, hinter den Tunnelgängen mit den vielen Zwischenfluren, in denen die „Biopsychologie“ zu Hause ist, schaut man in abgedunkelten Räumen den Haustauben ins Gehirn. Buchstäblich.

Evolution aus der Vogelperspektive
Die weise Taube
© FAZ.NET-Andreas Brand, FAZ.NET-Andreas Brand

„How to read a pigeon's mind“ - wie man die Gedanken der Taube liest. So hat Lars Dittrich sein gerade erst fertiggestelltes wissenschaftliches Plakat betitelt, das an der Wand einer der Versuchskammern hängt. Ein gewagter Satz. Hohe Ansprüche für einen Nachwuchsforscher.

Wissenschaftler sind normalerweise nicht mit forschen Sprüchen zu überzeugen. Doch das hier ist kein hohler Spruch, wie sich bald zeigen wird. Denn hier, wo man zwar die Vögel liebt und ihre Fähigkeiten schätzt, wo aber Naturparadiese, wie sie Lorenz für seine Vogelforschung brauchte, auf ein Süßwasseraquarium im Flur und auf bunte Wandbilder in den Büros begrenzt bleiben, hier wurden wirklich schon Sensationen des Denkens erzeugt. Viele davon sind in den wichtigsten Wissenschaftsjournalen der Welt nachzulesen.

Der große Wurf des Darwin

Das Wichtigste aber ist auch nach Jahren harter, sorgfältiger Experimentalarbeit draußen nicht angekommen. „Die Vögel sind unsere Brüder und Schwestern. Sie sind in ihren kognitiven Leistungen ähnlich erfolgreich wie wir Primaten, auch wenn sie das mit einem völlig anders entwickelten Gehirn erreichen.“

Onur Güntürkün, von dem diese Sätze stammen, ist der Leiter der Bochumer Biopsychologie. Fünzig Jahre alt, Rollstuhlfahrer, geboren in Izmir, aufgewachsen in Süddeutschland und der Türkei, später Psychologie-Student in Bochum, danach glänzende Wissenschaftlerkarriere mit Auslandsaufenthalten und ausgestattet mit einem Formulierungstalent, wie man es bei Naturforschern seines Schlages heute meistens vermisst. Rhetorisch geschickt wie Konrad Lorenz, den Güntürkün als „historische Figur“ bezeichnet. Nicht mehr und nicht weniger.

Charles Darwin dagegen, und damit ist Güntürkün bei einem seiner Lieblingsthemen, sei einer der wenigen in der Biologie, dem ein ganz großer Wurf gelungen ist. „Seine Evolutionstheorie hat Myriaden von Tests überstanden.“ In einem entscheidenden Punkt freilich musste Darwins Werk korrigiert werden. Oder jedenfalls das, was daraus gemacht wurde.

Falsche Interpretation hielt sich hartnäckig

Inspiriert von den Ausführungen Dawins in „Über die Entstehung der Arten“, hatte der deutsche Neuroanatom Ludwig Edinger im ausgehenden neunzehnten Jahrhundert eines der einflussreichsten Evolutionsmodelle überhaupt entwickelt. Ein Konzept, das noch entscheidend von der Vorstellung Aristoteles' geprägt war, dass die Lebewesen nach dem Grad ihrer vermeintlichen Perfektion in einer Stufenleiter geordnet werden müssten.

Aus dieser „Scala Naturae“, gepaart mit Darwins Evolutionstheorie, entwickelte Edinger die Idee, dass die Evolution des Gehirns quasi linear und progressiv in einer Stufenleiter verläuft: vom Fisch zu Amphibien, Reptilien, Vögeln, einfacheren Säugetieren und Primaten bis schließlich zum Menschen.

Mehr als hundert Jahre hat sich dieser, so Güntürkün, „falsch verstandene“ Darwinismus gehalten. Bis in unsere Tage. „Ich bin entsetzt, wenn ich daran denke, dass dieses Bild noch heute in Lehrbüchern und Schulbüchern verbreitet wird, wenn Kollegen etwa aus der Medizin immer noch davon ausgehen, der Vogel besitze eine Art prototypisches, primitives Gehirn.“

Die Taubenflüsterer

Eine neue Versuchsreihe mit den Tauben beginnt. Güntürkün nimmt die Tiere inzwischen selten selbst aus den Käfigen. Handzahm sind sie bei aller Klugheit und Genügsamkeit keineswegs. Das Zupacken der Hände mögen sie so wenig wie jeder andere Wildvogel. Zwölf junge Mitarbeiter wie die Psychologie-Studentin Katja Brodmann, eine Taubenflüsterin mit offensichtlich besonders viel Fingerspitzengefühl, erledigen das für ihn. Und sie sind es auch, die die Tiere betreuen und systematisch Daten sammeln.

Die Tauben werden in mittelgroßen Metallkäfigen gehalten, sie hocken auf Zeitungspapier, meistens einzeln, ein paar allerdings - in doppelt so großen Boxen - zu zweit und ausgestattet mit einer Art Nistmulde aus abwaschbaren Metallschüsseln. Sie gurren und trippeln hektisch herum wie alle Haustauben, die wir von den Häuserschluchten und den Bahnhofsvorplätzen kennen. Und wie diese sind auch sie kaum satt zu kriegen.

Heute dürfte der Heißhunger allerdings besonders groß sein. „Kein Futter“, steht auf jedem der übereinandergestapelten Käfigboxen. Die Tiere werden so in Versuchsbereitschaft versetzt. Hungrige Tauben arbeiten besser.

Erstaunliche Unterschiede

Auch für Charles Darwin waren Tauben ideale Arbeitstiere. In seinem Hauptwerk über die Entstehung der Arten notierte er: „Von der Ansicht ausgehend, dass es am zweckmäßigsten ist, irgend eine besondere Tiergruppe zum Gegenstande der Forschung zu machen, habe ich mir nach einiger Erwägung die Haustauben dazu ausersehen.“ Darwin holte sich alle Taubenrassen, die er bekommen konnte, er züchtete sie und sammelte Bälge.

Und weil er eine Zeitlang gar nicht genug davon bekommen konnte, hat er sich mit Taubenliebhabern angefreundet und ist in zwei Londoner Tauben-Clubs eingetreten. „Die Verschiedenheit der Rassen ist erstaunlich groß“, schwärmte er, „man vergleiche zum Beispiel die Englische Botentaube und den kurzstirnigen Purzler und betrachte die wunderbare Verschiedenheit in ihren Schnäbeln, welche entsprechende Verschiedenheiten in ihren Schädeln bedingt.“

Vollkommen unterschätzte Tiere

Was Darwin nicht entdeckte, was er mit seinen Methoden auch nicht zu entdecken vermochte, was er aber wegen der innigen Beschäftigung mit den Vögeln hätte vielleicht vermuten können, sind die bemerkenswerten Denkleistungen, die sich hinter den kleinen Köpfen abspielen.

Einzelne Tauben können, wie man heute weiß, mindestens 725 verschiedene visuelle Muster unterscheiden. Sie können bei einiger Übung optische Symbole zur Kommunikation einsetzen, sie lügen gelegentlich, und sie sind in der Lage, Kategorien wie „natürliche“ gegen „vom Menschen gemachte“ Figuren zu unterscheiden - ja, sie vermögen offensichtlich sogar Werke kubistischer von impressionistischer Malerei zu trennen. Was freilich nicht heißt, dass sie Kunst schätzen oder gar die Bildinhalte verstehen.

Der Mensch an der Spitze

In den fünfziger Jahren, als Konrad Lorenz begann, seine vielen Tiergeschichten zu veröffentlichen und das Tier und insbesondere den Vogel als hauptsächlich von Instinkten gesteuertes Wesen zu charakterisieren, begannen sich die Berichte über die erstaunlichen intellektuellen Fähigkeiten mancher Vögel zu mehren.

1973, Onur Güntürkün ging da gerade für zwei Jahre zurück in die höhere Schule nach Izmir, wurde Lorenz für seine Verdienste um die „Vergleichende Verhaltensforschung“ zusammen mit Karl von Frisch und Nikolaas Tinbergen der Nobelpreis zuerkannt. Es war das Jahr, in dem Lorenz außerdem in seinem Hauptwerk „Die Rückseite des Spiegels“ das evolutionär entwickelte Erkenntisvermögen des Menschen sezierte und als konkurrenzlos herausstellte.

Den Vögeln wurde herzlich wenig zugetraut

Der Mensch und sein Gehirn als die Krone der Schöpfung, das war durch die Neuroanatomen und Beobachtungen, wie sie Lorenz sammelte, fest zementiert. Natürlich ging er ebenso wie Darwin davon aus, dass es sich auch bei Verhaltensweisen um Merkmale handelt, die sich wie körperliche Eigenschaften durch einen evolutionären Prozess herausgebildet haben. Wie die Tiere balzen, wie sie gründeln, sich reinigen oder kommunizieren, das stellte man sich als das Ergebnis von langwierigen Anpassungsprozessen an die je eigenen Umweltbedingungen der Tiere vor.

Doch wenn es um die Rangfolge der Entwicklungssstufen geht, um die „Höherentwicklung“ der Arten, so war die von Edinger und seinen Nachfolgern etablierte Hierarchie quasi unantastbar. Der Vogel lag weit abgeschlagen selbst hinter den „niederen Säugetieren“. Als direkter Nachfahre von Reptilien und überdies gut hundert Millionen Jahre später in ihrer Abspaltung vom Reptilienstamm, wurde den Vögeln herzlich wenig zugetraut. Zumal schon die schiere Masse und Schlichtheit im Aufbau des Gehirns auf ein minimalistisches evolutionäres Resultat hindeuteten. Güntürkün und ein gutes Dutzend Hirnforscher haben dieses Bild inzwischen nicht nur korrigiert, sie haben es auf den Kopf gestellt.

Erkenne den Menschen

Im „Skinner Box Room“, in dem Lars Dittrich sich im Lesen der Taubengedanken versucht, ist mittlerweile Bewegung gekommen. Eine der Haustauben demonstriert, weshalb die Skinner Box ihren Zweitnamen Problembox gelegentlich mehr als verdient. Die Taube huscht in dem Kasten eine ganze Zeit hektisch hin und her, schlägt fahrig mit den Flügeln, kratzt am Monitor und aktiviert so immer wieder die Startleiste am unteren Rand des Computerbildschirms. Was dazu führt, dass das Experiment alle paar Minuten neu gestartet wird.

In der Skinner Box wird seit Jahrzehnten unter möglichst standardisierten Bedingungen das Verhalten von Tieren untersucht. Herzstück ist der Futterspender unterhalb des Bildschirms. Erkennen die Tiere auf den Touchscreen-Pickscheiben ein Symbol oder Bild, das sie identifizieren sollen, lösen sie also die ihnen gestellte Aufgabe richtig und picken auf das geforderte Bild, werden sie im Futterspender automatisch mit Körnern belohnt. Das System ist computergesteuert, aber nicht fehlerfrei.

Dittrich lässt das aufgeregte Herumflattern seines Schützlings in der bierkastengroßen Box erstaunlich kalt. Minutenlang geht es immer wieder von vorne los. Die Fotos lassen den Vogel kalt. Und offen gestanden würde man als Laie auch gar nichts anderes erwarten, denn die neun Farbfotos, die das Tier vorgesetzt bekommt, sehen auf den ersten Blick nicht so aus, als sollten sie ein gesteigertes Interesse bei Tauben wecken. Ein paar davon sind nette Urlaubsfotos, auf denen ein, zwei oder auch mal mehr Menschen in unterschiedlichen Posen und Situationen - mal die Hände beim Sprung gereckt, mal halb versteckt am Strand liegend - abgebildet sind. Auf den anderen sieht man unterschiedliche Tiere, mal klare Portraits, mal klein im Format in ihrer natürlichen Umgebung. Die Aufgabe des Testtieres lautet: Erkenne die Menschen.

Das Gesicht ist am wichtigsten

Minuten später, nachdem sich der Vogel von der Umquartierung einigermaßen erholt hat, scheint die Aussicht auf frisches Futter endlich verlockender als das Austoben an der Startleiste. Und siehe da: Als würde Dittrich seinem Vogel etwas einflüstern, pickt die Taube mit sagenhafter Zielsicherheit auf die Urlaubsfotos. Um auszuschließen, dass die Motive nicht etwa auswendig gelernt werden, wechseln die Fotos und die abgebildeten Menschen nach jedem Durchgang. Das ist der Moment, in dem man aus dem Staunen nicht mehr herauskommt.

Güntürkün und seine Leute haben den Vögeln schon retuschierte Fotos mit abgeschnittenen Armen gezeigt, solche ohne Korpus oder Köpfe, im Profil oder halb versteckt hinter Mauern - die Tiere waren damit kaum zu verwirren. Offenbar können sie die Kategorie Mensch anhand weniger Merkmale erkennen. Und wie für uns, so scheint auch für die Vögel das Gesicht besonders wichtig. Nimmt man den Motiven den Kopf, sinkt die Trefferquote messbar.

Vögel mit Heimwerkertalenten

Neben Tauben haben sich Rabenvögel - Krähen und Elstern etwa - sowie Papageien als die kognitiven Überflieger unter unseren gefiederten Mitdenkern herauskristallisiert. In einer Veröffentlichung in dem international bedeutenden Wissenschaftsmagazin „Nature“ hat die Gruppe um Güntürkün vor einigen Monaten faszinierende Spiegelexperimente mit acht Elstern präsentiert, in denen die grundlegende Fähigkeit der Vögel zur Selbsterkenntnis belegt wurde.

Mit Hilfe ihres Spiegelbildes haben die Elstern eine seitlich am Schnabel angebrachte Farbmarkierung lokalisiert und schließlich sogar selbständig entfernt. Neukaledonische Krähen sind lange schon für ihre geradezu menschlichen Werkzeugmachertalente berühmt. Sie lernen nicht nur, Blätter und Äste der Länge und Form nach so zurechtzuschneiden, dass sie in der jeweiligen Situation damit am effektivsten die Insekten aus ihren Baumlöchern stochern. Sie geben dieses Verhalten, das sie in ihrer Jugend von den ausgewachsenen Tiere lernen, auch an Artgenossen weiter. Tradierte Werkzeugkulturen.

Was ist so anders am Vogelhirn?

Wie hat die Evolution so etwas nur möglich gemacht, bei Tieren, deren Gehirne kaum größer als eine Fingerkuppe sind? Bei den Bochumer Biopsychologen wird dem nicht nur mit Verhaltensexperimenten auf den Grund gegangen, sondern regelmäßig auch mit gezielten elektrophysiologischen Eingriffen oder gelegentlich sanfter - ohne Elektroden - mit Bildern aus dem Hirnscanner. Am Ende freilich landet jedes der Gehirne auf dem Präparationstisch und zur Auswertung unter dem Mikroskop. Was ist so anders am Vogelhirn, und warum sind die kognitiven Ergebnisse qualitativ dennoch so ähnlich zu den Säuger-, ja auch zu den Primatengehirnen?

„Evolution“, glaubt Güntürkün, „ist ein Prozess, in dem es offensichtlich wenige Freiheitsgrade gibt, wie man auf die kognitiven Anforderungen der Umwelt reagiert.“ Dabei ist die Spannbreite von Krähe zu Huhn mit ihren unterschiedlichen Lebensansprüchen ähnlich groß wie zwischen Schimpanse und Ratte.

Auf Augenhöhe mit hochentwickelten Wirbeltieren

In hundertfünfzig Millionen Jahren haben Vögel und Säuger offenkundig völlig verschiedene Lösungen für ähnliche Fragen gefunden. Vor einigen Jahren haben Güntürkün und elf Vogelhirnforscher aus vier Kontinenten den Umsturz der mehr als hundertjährigen Hirn-Nomenklatur Edingers gewagt.

Viereinhalb Tage haben sie über den Bauplänen gebrütet, Tag und Nacht. „Wir haben keine acht Stunden geschlafen“, erzählt er noch heute aufgeregt, „aber wir waren fest entschlossen, mit einer Sache aufzuräumen, die offensichtlich falsch war.“ Wissend, wie schwer ein Konsens zu erreichen war, denn jede Nomenklatur transportiert auch eine Theorie. Und die hatte sich mehr als ein Jahrhundert gehalten.

Schließlich, nach einer weiteren Videokonferenz waren Begriffe und Modelle geändert. Die Vögel, denen bis dahin kein eigenes, dem Säugerorgan vergleichbares Großhirn zugesprochen worden war, fanden sich plötzlich auf Augenhöhe mit den höchstentwickelten Wirbeltiergehirnen. Die sechslagige, wenige Millimeter dicke, aber reich gefaltete Großhirnrinde des Menschen - die „grauen Zellen“ -, die zum Inbegriff aller höheren Denkleistungen wurden, haben in dem zwar ungefalteten und völlig anders aussehenden kernartigen „Pallium“ des Vogels ihre funktionale Entsprechung. Sie sind unterschiedlich entstanden und nehmen dennoch relativ zur gesamten Großhirnmasse gesehen, den gleichen, nämlich überwiegenden Teil ein. Plötzlich war mit einer Veröffentlichung alles anders geworden.

Es lebe die Evolution

„Es ist, als hätten wir einen zweiten Mond entdeckt, der genauso groß ist wie unser Planet, der die ganze Zeit um uns herum kreist, und wir haben immer weggesehen“, sagt Güntürkün.

Wir gehen den langen Flur hinunter, vorbei an den unzähligen Kongresspostern, die seine Gruppe Woche für Woche, Monat für Monat produziert. Die Stunde null der Hirnrevolution, lässt der Biopsychologe wissen, sei noch nicht vorbei. Manche, vor allem unter den Säugetierexperten, müssten noch überzeugt werden. Dass etwa der Begriff „Neokortex“ als Ausweis der Modernität und Höherentwicklung - auch der Überlegenheit - der Primatengehirne, eigentlich veraltet sei.

Nur an Darwins Fundament muss deshalb nicht gerührt werden. Nein, der britische Taubenfreund ist und bleibt auch die Ikone der Biopsychologen. Lars Dittrich, der junge Mitarbeiter, der die Gedanken der Haustauben liest, dokumentiert das mit einem kleinen selbstgezeichneten Darwin-Portrait an der Wand. Drauf steht: „Viva Evolution“.

Quelle: F.A.Z.
Joachim Müller-Jung- Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Joachim Müller-Jung
Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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