Studie van oude "Elephant Bird" hersenen onthult aanwijzingen over het oude Madagaskar

Wat mensen niet weten over de enorme olifantsvogel kan een boek vullen. En zelfs wat we weten, kan een serieuze herziening nodig hebben.

Nieuwe informatie gepubliceerd in de Proceedings of the Royal Society B neemt het weinige dat we kennen en draait het op zijn kop. Het fossielenbestand heeft al vastgesteld dat deze uitgestorven schepsels 10 voet lang waren en naast de mens leefden. Nu weten we dat ze dat allemaal deden terwijl ze praktisch blind waren en in duisternis leefden.

Volgens een hersenreconstructie die dinsdag is gepubliceerd, is het redelijk om te zeggen dat de reusachtige olifantsvogel niet zo anders was dan de nog levende, 18-inch-hoge kiwivogel. De kiwi is de naaste levende verwant van de olifantsvogel, en het is ook flightless, bijna blind en nachtelijk. Dat is waar de overeenkomst eindigt - maar alleen al het kennen van de gelijkenis vult een cruciale lacune in kennis in.

"Het zijn echt gekke wezens"

Chris Torres, een Ph.D. kandidaat aan de Universiteit van Texas in Austin en hoofdauteur van deze studie, vertelt omgekeerde dat terwijl deze vogels in het afgelopen millennium alleen maar uitgestorven waren en meer dan 9000 jaar samen met mensen op Madagaskar leefden, hun biologie slecht begrepen werd.

"Het zijn echt gekke wezens," zegt Torres. "Het bestuderen van olifantenvogelbiologie is cruciaal om ons te helpen dingen te begrijpen zoals hoe het leven was voor gigantische vogels die er niet meer zijn, hoe het oude ecosysteem van Malagasy eruit zag en de evolutie van de grotere groep met olifanten en struisvogels, kiwi en verwanten."

Zelfs binnen de familie die bekend staat als olifanten, was er een grote verscheidenheid: drie geslachten van olifantenvogels, die uit vier verschillende soorten van de reuzenvogel bestaan. Door het gebruik van CT-beeldgegevens van schedels van olifantsvogels hebben de wetenschappers de hersenen van twee van deze soorten digitaal gereconstrueerd, Aepryonis maximus en Aepryonis hildebrandti. Daarna vergeleken ze deze reconstructies, endocasts genoemd, met anders endocasten op basis van de schedels van naaste familieleden van de olifantsvogel, zoals de kiwivogel.

Vogelschedels zijn een beetje anders dan die van mensen - hun knokige structuur is strak om de hersenen gewikkeld en elke bocht en draai komt overeen met een andere hersenstructuur. Vanwege deze eigenaardigheid van de natuur, waren Torres en zijn collega's in staat om te bepalen dat de optische lob van de olifantsvogel vrij klein was.

Dit was verbazingwekkend voor de onderzoekers, omdat de optische lob een van de belangrijkste gebieden van het brein van een vogel is voor de verwerking van visuele invoer. Niemand had ooit vermoed dat olifanten vogels nachtdieren waren, maar hier was een kleine ooglens; een indicator dat dit schepsel van 1000 pond iets was dat oude mensen zouden zijn tegengekomen in de duisternis van oerbossen.

"We hebben gemerkt dat bij levende vogels de ooglobben maar heel klein waren in soorten die zowel vliegend als nachtelijk zijn, zoals de kiwi en kakapo," zegt Torres. "We veronderstellen dus dat olifantsvogels, die duidelijk zonder lussen waren, ook nachtdieren waren."

Maar een kleine ooglens suggereert niet alleen dat deze vogels nachtdieren waren - het geeft ook aan dat ze misschien blind zijn geweest. De optische lob is een extern kenmerk van de hersenen dat een belangrijke rol speelt in de tectofugale visuele route, de dominant van de twee belangrijkste visuele routes bij vogels. Zoals Torres opmerkte, is de extreme vermindering van optische lobben iets dat alleen is waargenomen bij nachtelijke, loopvogels zoals de kiwi en kakapo. Nachtelijke vogels die vliegen, hebben intussen een zeer gevoelig visueel systeem dat hen in staat stelt te navigeren bij weinig licht.

Dat is logisch - als u een uil bent die door het bos vliegt, moet u het kunnen zien. Vliegervogels op eilanden hoeven echter niet noodzakelijk te zien omdat omgevingselementen een alternatieve evolutie hebben aangestuurd waarbij andere zintuigen zijn geprioriteerd. In 2017 ontdekten wetenschappers dat sommige kiwivogels niet alleen gedeeltelijk blind zijn, dat zijn ze ook geheel blind, en ze lijken het prima te doen. Ze overleven door hun zintuigen van aanraking, geur en gehoor te gebruiken - iets wat de olifantenvogel ook had kunnen doen.

De vraag die overblijft is deze: welke milieu-elementen hebben de olifantsvogel gedwongen om blind en nachtelijk te zijn? Een nachtelijke levensstijl is normaal gesproken een evolutionaire reactie die plaatsvindt wanneer het te gevaarlijk is om overdag uit te komen of wanneer wat je wilt eten alleen 's nachts naar buiten komt. Maar vreemd genoeg waren de olifanten vogels herbivoren zonder natuurlijke roofdieren. Torres zegt dat wetenschappers het antwoord nog niet hebben vastgesteld, maar hij speculeert dat ten minste twee factoren een rol kunnen spelen.

"Ten eerste hebben olifanten vogels waarschijnlijk een zekere mate van nachtelijkheid geërfd van de voorouder die ze deelden met kiwi", legt hij uit. "Ten tweede kan competitie tussen soorten ertoe hebben geleid dat sommige soorten verder de nachtelijke evolutionaire weg volgen dan andere."

Olifantsvogels hebben mogelijk ook vertrouwd op hun nachtelijke levens om het vervelende probleem van mensen te vermijden. Torres zegt dat hoewel deze verklaring minder waarschijnlijk is dan de anderen, het nog steeds mogelijk is dat het nachtelijk zijn ze tenminste heeft geholpen om de jagers te vermijden voor een levensreddende spreuk.

Abstract:

De onlangs uitgestorven vogels van de Madagaskische olifant (Palaeognathae, Aepyornithiformes) omvatten de grootste vogels die ooit hebben geleefd. De neuroanatomie van olifantsnuitjes is niet bestudeerd, maar kan een licht werpen op de levensstijl van deze raadselachtige vogels. Paleoneurologische studies kunnen aanwijzingen geven voor de ecologieën en het gedrag van uitgestorven vogels omdat de vorm van de vogelhersenen correleert met de neurologische functie. We reconstrueren endocasten van twee olifantsvogelsoorten digitaal, Aepyornis maximus en een. hildebrandti, en vergelijk ze met vertegenwoordigers van alle belangrijke bestaande en recent uitgestorven paleostaatsgeslachten. Onder palaeognaths vinden we grote olfactorische bollen in taxa die over het algemeen beboste omgevingen bezetten waar visuele aanwijzingen die gebruikt worden bij het foerageren waarschijnlijk beperkt zijn. We hebben een variatie gevonden in de grootte van de bulbus olfactorius bij olifantensoorten, wat mogelijk wijst op interspecifieke variatie in habitat. Olifantsvogels vertoonden extreem verminderde optische lobben, een aandoening die ook wordt waargenomen in de nachtelijke kiwi. Kiwi, het zustertaxon van olifantsvogels, hebben hun visuele systemen effectief vervangen door hypo-ontwikkelde olfactorische, somatosensorische en auditieve systemen die nuttig zijn voor foerageren. We interpreteren deze resultaten als bewijs voor de nachtelijkheid bij olifanten. Visie was waarschijnlijk de nadruk gelegd op de voorouder van olifanten vogels en kiwi. Deze resultaten tonen een tot nu toe niet-gerapporteerde trend in de richting van een verminderde visuele capaciteit die blijkbaar exclusief is voor luciferloze, nachtelijke taxa die endemisch zijn voor predator-depauperate eilanden.