Tierisch klug: Intelligenz im Vergleich

Die vergleichende kognitive Neurowissenschaft beschäftigt sich mit den Gemeinsamkeiten und Unterschieden im Aufbau und in der Funktion von Nervensystemen verschiedener Tierarten. Ziel ist es, zu verstehen, wie komplexe kognitive Fähigkeiten – wie Problemlösen, Planung oder Bewusstsein – in unterschiedlichen evolutionären Linien entstehen konnten. Dabei stellt sich die Frage: Was braucht ein Gehirn, um „intelligent“ zu sein?

Was macht ein Lebewesen intelligent?

Immer wieder werden zwei Merkmale der Intelligenz betont: ein großes Gehirn (relativ zur Körpergröße) und eine gut entwickelte Großhirnrinde bei Säugetieren. Die Großhirnrinde (auch Cortex genannt) ist die äußere, stark gefaltete Schicht des Gehirns, in der viele höhere kognitive Prozesse stattfinden. 

Besonders bedeutsam ist darin der sogenannte Isocortex: ein sechsschichtiger Bereich, der bei Primaten und insbesondere beim Menschen besonders stark ausgebildet ist. Sechsschichtig bedeutet hierbei, dass er aus Schichten unterschiedlicher Zellen zusammengesetzt ist, die alle verschiedene Funktionen haben. Er gilt als zentrale Struktur für flexible Informationsverarbeitung, Integration verschiedener Sinneseindrücke und bewusstes Denken. Doch spannende Ausnahmen wie Rabenvögel oder Papageien zeigen, dass Intelligenz auch ohne Isocortex entstehen kann.

Wichtige Merkmale höherer Kognition sind hierbei zum Beispiel das Benutzen und Herstellen von Werkzeug, Selbsterkennung (im Spiegel), sprachähnliches Verhalten, Planung, Imitation, Gedächtnisleistung, Problemlösefähigkeit und das Anpassen von Lösungen auf andere Probleme.

Schlaue Schnäbel: Papageien und Rabenvögel

Kleines Hirn, große Leistung

Auf den ersten Blick wirken Vogelgehirne unspektakulär: klein, glatt und ohne die markanten Faltungen, die Säugetiergehirne auszeichnen. Doch der Schein trügt. Rabenvögel und Papageien zeigen kognitive Fähigkeiten, die mit denen von Menschenaffen vergleichbar sind – obwohl ihre Gehirne oft nur 1 bis 25 Gramm wiegen. Der Schlüssel liegt im inneren Aufbau. Vögel besitzen deutlich mehr Nervenzellen pro Volumeneinheit als Primaten und besonders viele im sogenannten Pallium, einem Bereich, der an komplexen Denkprozessen beteiligt ist. Außerdem arbeiten ihre Nervenzellen energieeffizienter. Nervenzellen von Tauben verbrauchen etwa dreimal weniger Energie als vergleichbare Nervenzellen bei Säugetieren. So gelingt es ihnen, auf kleinstem Raum eine erstaunliche kognitive Rechenleistung zu entfalten.

Ohne Cortex aber mit System 

Wie bereits erwähnt, gilt der Isocortex als ein Grund für die Intelligenz bei Säugetieren. Obwohl Vögel keinen Isocortex besitzen, verfügen sie über funktionell analoge Strukturen, die vergleichbare Aufgaben übernehmen. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Nidopallium caudolaterale (NCL) – eine Region, deren Verschaltung und Funktion stark an den präfrontalen Cortex der Säugetiere erinnert. In beiden Strukturen werden Entscheidungen getroffen, Handlungen geplant und Informationen im Arbeitsgedächtnis verarbeitet. 

Das Nidopallium caudolaterale ist ein gutes Beispiel für konvergente Evolution, also den Prozess, bei dem unabhängig voneinander entwickelte Strukturen unterschiedlicher Tiergruppen eine ähnliche Funktion aufweisen. Obwohl diese Strukturen keinen gemeinsamen Ursprung haben, führen vergleichbare Selektionsdrücke zu ähnlichen Lösungen.

Auch wenn das NCL nicht wie der Isocortex aus Schichten aufgebaut ist, zeigt es erstaunlich ähnliche neuronale Aktivitätsmuster. Zudem wird es stark durch dopaminerge Signale beeinflusst – es wird also viel Dopamin freigesetzt. Dies ist ein weiteres typisches Merkmal komplexer kognitiver Kontrolle, da dieser Botenstoff viele höhere Denkprozesse moduliert und steuert.

Kluge Köpfe in Aktion

Rabenvögel und Papageien beeindrucken mit kognitiven Fähigkeiten, die denen von Menschenaffen sehr nahekommen. So können Raben beispielsweise zukünftige Ereignisse planen: Statt eine kleine Belohnung sofort anzunehmen, wählen sie lieber ein Werkzeug oder einen Token, den sie am nächsten Tag nutzen oder eintauschen, um eine größere Belohnung zu erhalten.

In Australien haben Kakadus gelernt, Mülltonnen zu öffnen, wobei individuelle Techniken und standortspezifische Unterschiede beobachtet wurden.

Zudem durchlaufen Rabenvögel kognitive Entwicklungsphasen, die denen von menschlichen Kindern ähneln, etwa beim Verstehen von Objektpermanenz. Auch Pinguine und Hühner zeigen überraschend komplexe kognitive Fähigkeiten, wenn auch langsamer und weniger ausgeprägt als Rabenvögel oder Papageien.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass Vögel mentale Strategien verwenden, die denen von Säugetieren auffallend ähnlich sind. Besonders Rabenvögel und Papageien erreichen dabei kognitive Leistungen, die zeigen, dass komplexes Denken keineswegs an große, stark geschichtete Gehirne gebunden ist.

Wale: Großes Gehirn = große Leistung? 

Wale, zu denen auch die Delfine gehören, besitzen im Vergleich zu den meisten anderen Tieren ein außergewöhnlich großes Gehirn im Verhältnis zu ihrer Körpermasse – das zweitgrößte nach dem Menschen. Diese beeindruckende Gehirngröße wird oft mit hohen kognitiven Fähigkeiten und komplexem Sozialverhalten in Verbindung gebracht.

Neuroanatomie der Wale

Wie bereits beschrieben, nimmt der Isocortex eine zentrale Rolle für Intelligenz bei Säugetieren ein. Im Gegensatz zu Vögeln, die ein nicht geschichtetes Pallium besitzen, haben Wale – wie alle Säugetiere – einen Isocortex. 

Ein Merkmal vieler Wale sind die Spindelzellen: spezialisierte Nervenzellen, die eine wichtige Rolle bei sozialen Interaktionen, Empathie und komplexer Entscheidungsfindung spielen sollen. Die Präsenz von Spindelzellen wird oft als Indikator für fortgeschrittene kognitive Fähigkeiten angesehen und findet sich auch bei Menschenaffen und Elefanten. 

Außerdem findet man in Walen, wie bei allen anderen Säugetieren, einen höheren Anteil von Gliazellen im Vergleich zu Nervenzellen. Gliazellen haben im zentralen Nervensystem viele Aufgaben: Sie dienen als Immunsystem, sie entfernen Zelltrümmer, versorgen Nervenzellen mit Nährstoffen und modulieren die Signalübertragung zwischen ihnen. 

Hier können Sie mehr über Gliazellen erfahren.

Verhalten und Kognition im Labor

Das Gehirn von Walen, insbesondere von Delfinen, zeichnet sich nicht nur durch seine große absolute und relative Größe aus, sondern auch durch eine komplexe Struktur, die anspruchsvolle Informationsverarbeitung ermöglicht. Zahlreiche Verhaltensstudien bestätigen, dass Delfine über bemerkenswerte kognitive Fähigkeiten verfügen.

Laboruntersuchungen an Großen Tümmlern haben verschiedene Dimensionen ihrer Intelligenz dokumentiert: Sie verstehen symbolische Darstellungen von Dingen und Ereignissen (deklaratives Wissen), wissen, wie Dinge funktionieren oder manipuliert werden können (prozedurales Wissen), erkennen soziale Verhaltensweisen und Identitäten anderer (soziales Wissen) und besitzen ein Bewusstsein für ihr eigenes Bild und Verhalten (Selbstwissen).

Delfine zeigen flexible Lernfähigkeiten und Innovationen, die im oft herausfordernden Lebensraum überlebenswichtig sind. Sie lernen abstrakte Regeln, verstehen und führen spontane Anweisungen aus und meistern sogar komplexe, künstliche Sprachen mit semantischer und syntaktischer Struktur. Dabei lösen sie schwierige Aufgaben häufig durch logische Schlussfolgerungen, nicht nur durch direktes Training.

Besonders beeindruckend ist die ausgeprägte Fähigkeit zur Nachahmung: Delfine imitieren nicht nur Verhaltensweisen, sondern auch Laute – eine Fähigkeit, die neben Menschen nur wenige andere Säugetiere besitzen. Aufgrund dieser hohen Form sozialen Lernens wurde festgestellt, dass Delfine „besser als Menschenaffen nachahmen“ (Hooper et al. 2006).

Das Selbstwahrnehmung der Delfine zeigt sich unter anderem darin, dass sie sich im Spiegel erkennen – eine Fähigkeit, die nur wenige Tierarten besitzen.

Soziale Komplexität und Kultur bei Walen

Neben ihrem großen Gehirn zeichnen sich Wale durch ein komplexes Sozialleben aus. Delfine leben in großen Gruppen mit differenzierten Beziehungen, darunter langanhaltende Bindungen, Allianzen und kooperativen Netzwerken. All das hängt stark mit Lernen und Gedächtnis zusammen, wozu es höhere Kognition benötigt. Einige soziale Dynamiken ähneln sogar denen von Primaten, etwa das Wechseln von Bündnissen je nach Situation.

In den Delfingesellschaften fördern Rollenverständnisse Kooperation und Entscheidungsfindung. Zahlreiche Studien belegen kulturelles Lernen – etwa bei Dialekten, Jagdplätzen und -strategien. Kultur, also das Weitergeben von erlernten Verhaltensweisen, unterscheidet Wale deutlich von vielen anderen nicht-menschlichen Tieren.

Diese kulturellen Merkmale sind bei Großen Tümmlern, Schwertwalen, Pottwalen und Buckelwalen gut dokumentiert. Ein markantes Phänomen ist die Multikulturalität: Unterschiedliche Gruppen mit eigenen Verhaltensweisen teilen sich denselben Lebensraum.

Die komplexe soziale Struktur basiert auf einem flexiblen Kommunikationssystem aus Lauten, Körpersprache, Berührungen und akustischen Signalen wie Springen oder Schwanzschlagen. Zahnwale und Bartenwale unterscheiden sich dabei in ihrer Lauterzeugung.

Ein weiteres Zeichen für die Intelligenz von Delfinen ist der Werkzeuggebrauch: Sie nutzen Schwämme als Schutz beim Beutesuchen und geben diese Technik kulturell weiter.

Also, was macht ein Tier intelligent?

Intelligenz lässt sich nicht allein durch anatomische Merkmale wie die Größe des Gehirns oder das Vorhandensein eines Isocortex erklären.

Obwohl Vögel keinen Isocortex besitzen, zeigen sie dennoch komplexe kognitive Fähigkeiten. Intelligenz zeigt sich nämlich auch im Verhalten: durch flexibles Denken, Problemlösungsfähigkeit, Werkzeuggebrauch, soziale Interaktionen und sogar kulturelle Praktiken.

Auch neurochemische Prozesse, insbesondere die Rolle von Dopamin, sind entscheidend für kognitive Leistungen. Dopamin beeinflusst sowohl bei Vögeln als auch bei Säugetieren Motivation, Entscheidungsfindung und Lernprozesse. Diese Funktionen gelten als zentrale Bausteine kognitiver Kontrolle.

In dieser Doku findet ihr noch weitere kluge Tiere.

Quellen

Furutani, R. (2008). Laminar and cytoarchitectonic features of the cerebral cortex in the Risso’s dolphin (Grampus griseus), striped dolphin (Stenella coeruleoalba), and bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Journal of Anatomy, 213(3), 241–248. https://doi.org/10.1111/j.1469-7580.2008.00936.x

Gerussi, T., Graïc, J. M., Peruffo, A., Behroozi, M., Schlaffke, L., Huggenberger, S., Güntürkün, O., & Cozzi, B. (2023). The prefrontal cortex of the bottlenose dolphin (Tursiops truncatus Montagu, 1821): A tractography study and comparison with the human. Brain Structure and Function, 228(8), 1963–1976. https://doi.org/10.1007/s00429-023-02699-8

Güntürkün, O., Pusch, R., & Rose, J. (2024). Why birds are smart. Trends in Cognitive Sciences, 28(3), 197–209. https://doi.org/10.1016/j.tics.2023.11.002

Hooper, S., Reiss, D., Carter, M., & McCowan, B. (2006). Importance of contextual saliency on vocal imitation by bottlenose dolphins. International Journal of Comparative Psychology, 19, 116–128.

Marino, L., Connor, R. C., Fordyce, R. E., Herman, L. M., Hof, P. R., Lefebvre, L., Lusseau, D., McCowan, B., Nimchinsky, E. A., Pack, A. A., Rendell, L., Reidenberg, J. S., Reiss, D., Uhen, M. D., Van der Gucht, E., & Whitehead, H. (2007). Cetaceans have complex brains for complex cognition. PLoS Biology, 5(5), e139. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050139