Wale sind die Meerestiere, die wir eher als Wale und Delfine kennen und lieben. Diese Tiere zeigen komplexe soziale Verhaltensweisen, die man sonst nur bei höheren Säugetieren wie den Primaten (zu denen wir Menschen gehören) sieht. Sie spielen, kümmern sich um ihre Jungen, kommunizieren miteinander.
Sie sind intelligente Tiere. Und wie wir sehen werden, sind auch ihre Brianen unglaublich fortschrittlich. (Diese Tatsache spielt in die anhaltenden Kontroversen um die Walfangpraktiken hinein. Siehe diesen Beitrag von Kate Whittington, Co-Bloggerin bei Scitable, zu den laufenden Debatten.)
Ein einfaches Maß für die Bewertung der relativen „Intelligenz“ ist der Enzephalisationsquotient (EQ), der (grob) das Verhältnis von Gehirnmasse zu Körpermasse eines Tieres darstellt. Die Logik dahinter ist einfach: Je größer ein Tier insgesamt ist, desto größer ist auch der Anteil der Gehirnfläche, der für die Bewältigung der größeren Körpergröße benötigt wird. Denken Sie daran, wie viel größer ein Elefant ist als wir, und wie viel mehr Haut er zu spüren hat und wie viel mehr Muskelmasse sein Gehirn kontrollieren muss. Bei einer bestimmten Körpergröße wissen wir also, dass eine bestimmte Menge an Gehirn allein für die grundlegenden Bewegungen und Empfindungen erforderlich ist. Wenn das Gehirn größer ist, als man angesichts der Körpergröße erwarten würde, kann das ein Hinweis auf eine höhere Intelligenz sein.
Zum Vergleich: Der Mensch hat einen EQ von etwa 7,5, andere Primaten liegen bei 2 bis 3 und Hunde und Katzen bei etwa 1,0.
Wale und Delfine haben einen EQ von etwa 3 bis 6, und ihre Gehirne sind hochkomplex (siehe diesen großartigen Artikel im Scientific American).
Aber eines der interessantesten Dinge an den Gehirnen von Walen und Delfinen ist für mich, wie groß einige ihrer Neuronen sein müssen, um Informationen von ihrem Körper zu ihrem Gehirn und zurück zu transportieren.
Vor einiger Zeit fragte mich jemand auf Quora, was das längste Axon ist. Für diejenigen unter euch, die es nicht wissen: Axone sind die „Kabel“, die Neuronen miteinander verbinden und Informationen zwischen ihnen transportieren (technisch gesehen sind die meisten Neuronen nicht wirklich miteinander verbunden, da sie durch kleine Lücken, die Synapsen, getrennt sind, aber für die Zwecke dieses Artikels kann man sie sich als verbunden vorstellen).
Nachdem ich ein wenig darüber nachgedacht hatte, war meine erste Vermutung, dass das Blauwal-Äquivalent des motorischen Axons, das Informationen entlang des Ischiasnervs transportiert, das längste sein würde, weil der Ischiasnerv beim Menschen der längste ist. Aber dann fiel mir ein, dass er nicht die längsten Axone hat.
Sehen Sie sich die Abbildung links an. Sehen Sie das zweite Neuron, das „unipolare Neuron“? Das lange Kabel, das sich im Bild vertikal bewegt, ist ein langes Axon.
Diese können wirklich lang werden.
Säugetiere haben eine Zelle, die Dorsalwurzelganglion (DRG) genannt wird. Das DRG leitet sensorische Informationen vom Körper an das Gehirn weiter. Es ist unipolar, hat also ein sehr langes Axon, dessen eines Ende Rezeptoren in der Haut hat und dessen anderes Ende in das Rückenmark eintritt, im Fasciculus gracilis aufsteigt und im Nucleus gracilis im Hirnstamm Synapsen bildet.
Das bedeutet, dass das DRG-Axon für die Empfindungen in den Zehen den ganzen Weg von der Zehe bis zum Hirnstamm zurücklegt, der sich ungefähr auf der Höhe des Mundes befindet. Das kann bei großen Menschen mehr als 2 Meter lang sein!
Überlegen Sie einmal, was das für einen Blauwal bedeutet. Blauwale sind mit ziemlicher Sicherheit die größten Säugetiere, die es je gegeben hat, was bedeutet, dass sie das größte Tier sind, das wir jetzt kennen, das ein sehr langes Axon wie ein DRG hat (wir wissen nicht viel über das Nervensystem der Dinosaurier).
Das längste Axon des Blauwals, der selbst das größte Säugetier ist, ist also wahrscheinlich das DRG.
Beim Versuch, meine Vermutung über das längste Axon zu bestätigen, habe ich jedoch eine Menge verrückter Dinge gelernt.
Zum Beispiel sind die größten Blauwale etwa 30 m lang. Das würde auf ein DRG-Axon von mindestens 25 m Länge hindeuten.
Hier wird es wirklich verrückt und die Dinge machen für mich keinen Sinn mehr…
Axone leiten Signale typischerweise in einem weiten Bereich von Geschwindigkeiten: 0,5 bis 100 m/s. Das bedeutet, wenn ich mit dem Schwanz eines Wals schnippe (wie es einer tun könnte), könnte es zwischen einer Drittelsekunde (eine lange Zeit in Gehirnzeit!) und mehr als SECHS SEKUNDEN dauern, bis es die „bewusste“ Wahrnehmung des Wals erreicht (vorausgesetzt, er hat ein Bewusstsein).
Noch wilder geht es in diesem Artikel von Douglas H. Smith zu, der 2009 in Progress in Neurobiology veröffentlicht wurde:
…Blauwal-Rückenmarksaxone, die mit 3 cm/Tag wachsen, stellen eine Volumenzunahme dar, die wahrscheinlich mehr als das Doppelte des Volumens des gesamten Neuronen-Zellkörpers beträgt – jeden Tag. Diese schnelle Volumenzunahme bei Neuronen ist vergleichbar mit der maximalen Zellwachstumsrate, die bei sich schnell teilenden Krebszellen beobachtet wird.
(Hervorhebung von mir)
Grundsätzlich wachsen diese Axone schneller als Krebszellen, und die Geschwindigkeit, mit der sie sich ausdehnen, sollte dazu führen, dass sie reißen oder brechen.
Was?
Mann, Walgehirne sind cool.
(Dieser Beitrag wurde von meinem persönlichen Blog, Oscillatory Thoughts, übernommen.)