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Dumme Fliegen überleben länger
Experiment zur Evolution der Lernfähigkeit von Fruchtfliegen
Intelligent zu sein ist nicht immer vorteilhaft für die Evolution. Wer besonders clever ist, muss nämliche bestimmte Kosten auf sich nehmen. Zu diesen Erkenntnissen kam Tadeusz Kawecki von der Universität Freiburg.
Von ILONA STÄMPFLI
Die Evolutionsbiologen beschäftigen sich mit der Frage, wie sich Lebewesen über Generationen entwickeln und verändern. Dabei bestimmen die Gesetze der Natur und der Umwelt, welche Formen des Lebens aussterben und welche überleben, um ihre Merkmale an die Nachkommen weiterzugeben.
Auch die Intelligenz ist ein Merkmal, das sich in der Evolution entwickelt und verändert hat. Manchmal ist es jedoch für den evolutiven Erfolg einer bestimmten Art von Vorteil, wenn sie nicht zu intelligent ist. Dies ist auf jeden Fall bei den Taufliegen (auch Fruchtfliegen genannt) so.
Potential nicht ausgeschöpft
Zum ersten Mal konnte experimentell nachgewiesen werden, dass lernfähigere und somit intelligentere Fliegen weniger lang überleben als ihre dümmeren Artgenossen. So entsteht die Vermutung, dass bestimmte Tierarten ihr Potential an Intelligenz nicht ausschöpfen, weil sie im «dummen» Zustand besser überleben und mehr Nachkommen hinterlassen.
Fliegen sind lernfähig
Das Lernen wird in der Biologie als die Fähigkeit definiert, sich an eine Erfahrung erinnern zu können und aufgrund dieser Erfahrung das eigene Verhalten zu ändern. Die Biologen Tadeusz Kawecki und Frederic Mery führten ein Experiment durch, bei dem zuerst die Lernfähigkeit von Taufliegen durch Selektion erhöht wurde. Sie haben eine grosse Anzahl von Fliegen eingefangen, unter denen es vermutlich sowohl dumme als auch intelligente gab. «Innerhalb einer Art gibt es Unterschiede bezüglich fast allen Merkmalen, auch der Intelligenz. Und diese Unterschiede sind teilweise vererbbar», erklärt Tadeusz Kawecki.
Die Fliegen wurden in einen Behälter gegeben, in dem zwei verschiedene Schalen mit Nahrung bereit standen – Orangengelee in der einen und Ananasgelee in der anderen. Nun wurde in eine der Schalen Chinin gegeben, ein bitterer und leicht giftiger Stoff. «Die allermeisten Fliegen haben sofort gemerkt, dass diese Nahrung ihnen nicht gut tut. Sie mieden ab sofort den Ananasgelee mit dem Chinin und legten ihre Eier auf die bessere Nahrung», beschreibt Kawecki das Verhalten der Fliegen.
In einer zweiten Phase wurden den Fliegen beide Gelees ohne Chinin gegeben. Die dummen Fliegen vergassen sofort, dass in einer der Schalen schlechte Nahrung war, und legten ihre Eier wieder in beide Schalen. Die cleveren Fliegen allerdings erinnerten sich an ihre schlechte Erfahrung mit dem Ananasgelee und mieden diese Nahrung weiterhin.
Nun stammte die neue Generation der Fliegen nur von den Eiern ab, die sich im Orangengelee befanden. Die Fliegen, die aus den Eiern schlüpften, waren also die Nachkommen der intelligenteren Fliegen. Diese neuen Fliegen mussten nun denselben Prozess noch einmal durchmachen. Das Chinin wurde diesmal in den Orangengelee getan. Dieser Wechsel musste vorgenommen werden, weil sich sonst bei den Fliegen eine geschmackliche Präferenz für die eine oder andere Frucht entwickeln würde. Wiederum wurden die Eier der pfiffigeren Fliegen aussortiert.
Erinnerungsvermögen steigerte sich
Derselbe Vorgang wurde bei jeder Generation immer wieder durchgeführt. Insgesamt wurden bisher 90 Generationen gezüchtet. «Am Anfang hatten die Fliegen kaum ein Erinnerungsvermögen. Aber dann haben sich die Lernfähigkeit und das Gedächtnis der Fliegen merklich gesteigert. Bis zu 80 Prozent der Eier lagen nach 20 Generationen auf der Nahrung, die den Fliegen als
Ein grosses Gehirn braucht Energie
Dieses Experiment liess den Schluss zu, dass die Lernfähigkeit von Fliegen gesteigert werden kann und somit die Intelligenz genetisch veränderbar ist. Aber warum hatten die Fliegen dieses evolutive Potential an Intelligenz nicht schon vorher ausgeschöpft? War in der Evolution der Aufwand für die Intelligenz zu hoch? «Ein grösseres Gehirn braucht mehr Energie», erklärt Kawecki weiter. «Diese Energie fehlt dem Tier schliesslich für das Wachstum, die Fortpflanzung und die Nahrungssuche. Es ist also eine Investition, intelligent zu sein.»
Bei den Fliegen zeigt sich dieser Nachteil ziemlich deutlich. Wie ein weiteres Experiment zeigte, konnten sich die Larven der selektionierten, intelligenten Fliegen bei knapper Nahrung nur schlecht gegen die dummen Larven durchsetzen.
Bei den Larven der cleveren Fliegen war die Wahrscheinlichkeit um 20 Prozent höher, dass sie diesen Stress nicht überlebten. «Unsere Beobachtungen weisen darauf hin, dass die intelligenteren Larven langsamer fressen und vielleicht deshalb im Wettbewerb um knappe Nahrung mit den dummen, aber schnell fressenden Konkurrenten verlieren», sagt Kawecki.
Wird der Mensch noch intelligenter?
Hat der Mensch sein evolutives Potential an Intelligenz schon ausgeschöpft, oder werden zukünftige Generationen noch intelligenter? «Die Wissenschaft kann diese Frage nicht beantworten», behauptet Kawecki. «Heute gibt es aber wohl keinen Zusammenhang zwischen der Intelligenz eines Menschen und dem Überleben oder der Anzahl Nachkommen mehr», vermutet er.
Aus den Experimenten der Freiburger Forscher kann jedoch geschlossen werden, dass der Mensch seine Intelligenz wahrscheinlich auf Kosten anderer Fähigkeiten erworben hat. «Unsere physischen Eigenschaften sind viel schwächer als die der Tiere. Wir können nicht so schnell rennen, nicht gut riechen und hören… Ohne die Intelligenz hätte unser schwacher Körper in den Anfängen der Evolution unserer Spezies nicht überlebt», sagt Tadeusz Kawecki zum Schluss.