Hormonabhängige Entwicklung und Bedeutung geschlechtsspezifischer Gehirnstrukturen

Es gibt bei Wirbeltieren geschlechtsspezifische Unterschiede in der Größe von Gehirnregionen und der Anzahl der darin enthaltenen Nervenzellen. Gemeinhin wird angenommen, dass diese strukturellen Unterschiede auch Grundlage sind für die geschlechtsspezifischen Verhaltensunterschiede. In zahlreichen Singvogelarten, wie zum Beispiel Zebrafinken und Kanarienvögel, geht der Sexualdimorphismus der Gesangsareale im Gehirn tatsächlich einher mit geschlechtsspezifischen Unterschieden im Gesang. Bei anderen Vogelarten, wie dem Waldweber (Ploceus bicolor) oder dem ostafrikanischen Buschwürger (Lanarius funebris), gibt es jedoch trotz geschlechtsspezifischer Unterschiede auf neuronaler Ebene keine entsprechenden Unterschiede im Verhalten – tatsächlich präsentieren Männchen und Weibchen trotz unterschiedlicher Gehirngröße den selben Gesang. Anhand elektrophysiologischer und genetischer Untersuchungen wollen wir daher herausfinden, wie die geschlechtsspezifische neuronale Differenzierung (Zahl der Neurone) mit den elektrophysiologischen Eigenschaften der neuronalen Schaltkreise und mit der genetischen Aktivität (dem Transkriptom) korreliert.

Auch wenn Geschlechtshormone maßgeblich auf das geschlechtsspezifische Gesangslernen und die Gesangsausbildung einwirken, so gibt es doch eine Reihe von Umweltfaktoren (Tageslänge, Stress, etc.), die das Gesangssystem über Geschlechtshormon-unabhängige Mechanismen beeinflussen. Wir konnten bereits zeigen, dass Melatonin, das nur in der Nacht produziert wird, das Gesangsmuster von Zebrafinken beeinflusst. Da es außerdem Hinweise gibt, dass auch Schlaf das Gesangslernen beeinflusst, liegt die Vermutung nahe, dass es einen Zusammenhang zwischen Schlaf und Melatonin gibt, was derzeit untersucht wird. Ebenso beeinflusst die Photoperiode (Langtag/Kurztag) das Verhalten einschließlich des Vogelgesangs. Volierenuntersuchungen in Seewiesen und Freilanduntersuchungen in Südafrika am Mahaliweber (Plocepasser mahali) sollen Aufschluss geben, in welchem Umfang Stresshormone das Gesangsverhalten beeinflussen – es konnte beobachtet werden, dass soziale Hierarchien beim Mahaliweber die geschlechtsspezfische Gesangsentwicklung beeinflussen.