Das Ohr gilt als Wunderwerk. Wie sich bei Säugetieren die eng miteinander verbundenen Teile des Ohrs im Laufe der Evolution unabhängig voneinander an die unterschiedlichen Bedingungen in den verschiedenen Lebensräumen anpassen konnten, ist noch ein Rätsel. Wiener Evolutionsbiologen gehen davon aus, dass evolutionäre Veränderungen des Kiefergelenks diese Anpassung ermöglichten.

Eingekapselt in den dichtesten Knochen des Skeletts, umfasst das Ohr von Wirbeltieren mit den Gehörknöchelchen die kleinsten Knochen des Skeletts und ist Sitz es Gehör- und Gleichgewichtssinns. Zudem ist es an der Kopf- und Körperhaltung sowie der Blickstabilisierung bei Kopfbewegungen beteiligt. Nirgendwo sonst im Wirbeltierskelett sind so verschiedene funktionelle Einheiten derart eng aneinandergereiht, erklärte Philipp Mitteröcker vom Department für Evolutionsbiologie der Universität Wien in einer Aussendung.

Innen- und Mittelohr erreicht früh endgültige Größe

All dies erschwert eine unabhängige Evolution der einzelnen Komponenten des Ohrs. Das gilt auch für die Tatsache, dass bei Säugetieren inklusive dem Menschen das Innen- und Mittelohr bereits vor oder sehr früh nach der Geburt ihre endgültige Größe erreichen.

Entsprechend rätselhaft ist es, wie Säugetiere in der Lage waren, als vorwiegend nachtaktive und auf das Hören angewiesene Gruppe eine so große Vielfalt von ökologischen Nischen im Wasser, an Land, unter der Erde und in der Luft zu besiedeln. Schließlich erfordern diese verschiedenen Lebensweisen nicht nur eine Anpassungen der Hörfähigkeiten, sondern auch eine Vielfalt bei der Fortbewegung und Körperhaltung.

Im Lauf der Evolution haben sich die drei Gehörknöchelchen der Säugetiere (Hammer, Amboss und Steigbügel) aus den Knochen des primären Kiefergelenks entwickelt, wie Mitteröcker gegenüber der APA erklärte. Bei Vögeln und Reptilien besteht der Unterkiefer und dessen Gelenk noch aus mehreren Knochen und lediglich ein einziges Gehörknöchelchen überträgt den Schall. Im Gegensatz dazu sind die Gehörknöchelchen und der knöcherne Trommelfellring (Ectotympanon) der Säugetiere vom Kiefer getrennt. "Diese evolutionäre Transformation des ursprünglichen Kiefergelenks in die Gehörknöchelchen von Säugetieren ist einer der herausragendsten Schritte der Wirbeltierevolution", so der Evolutionsbiologe.

Mitteröcker und sein Team von der Universität Wien und dem Konrad-Lorenz-Institut für Evolutions- und Kognitionsforschung gingen in der im Fachjournal "Evolutionary Biology" veröffentlichten Arbeit den Fragen nach, warum diese komplexe Veränderung stattgefunden hat und wie sich die verschiedenen Teile des Ohrs unabhängig voneinander an die unterschiedlichen Funktions- und Umweltbedingungen in den diversen Lebensräumen, die Säugetiere besiedeln, anpassen konnten.

Größere evolutionäre Freiheit

Die Wissenschafter gehen davon aus, dass die Integration der Kiefergelenks-Knochen in das Ohr der Säugetiere nicht nur das Kauen und Hören verbesserte. Es erhöhte auch die Fähigkeit zur evolutionären Anpassung des Ohrs, also die sogenannte "Evolvierbarkeit". Beim einfacher gebauten Ohr der Reptilien und Vögel sind auch entsprechend weniger Gene bzw. genregulatorische Elemente und entwicklungsbiologische Prozesse involviert. Beim komplexeren Säugetier-Ohr gibt es dagegen mehr genetische und entwicklungsbedingte "Knöpfe", an denen die natürliche Selektion "drehen" kann. Entsprechend größer ist auch die evolutionäre Freiheit für eine unabhängige Anpassung der verschiedenen Komponenten des Ohrs.

"Wir glauben, dass die evolutionäre Integration der primären Kiefergelenksknochen in das Ohr der Säugetiere, die übrigens mindestens drei mal unabhängig voneinander stattgefunden hat, den Säugetieren einen langfristigen Vorteil verschafft hat", sagte Mitteröcker. Sie konnten sich dadurch erfolgreich an die zahlreichen ökologischen Nischen anpassen. Das Ohr der Vögel funktioniere durchaus gut, seine Strukturen konnten sich aber möglicherweise nicht noch spezifischer anpassen. Die Säugetiere konnten dagegen eine viel größere morphologische und funktionelle Vielfalt und sogar evolutionäre Neuheiten entwickeln - und das, obwohl es viel mehr Vogel- als Säugetierarten gibt.