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In der Biologie und insbesondere in der Zoologie ist die Kephalisation ein evolutionärer Prozess, der dazu neigt, den größten Teil des Nervensystems, des Mundes und der Sinnesorgane eines Tieres mit bilateraler Symmetrie an einem Ende des Körpers zu konzentrieren .
Einfacher gesagt bezieht es sich auf das evolutionäre Erscheinungsbild eines Kopfes, in dem der größte Teil des Nervensystems in Form eines Gehirns konzentriert und zentralisiert ist und der auch Mund, Augen, Nase und andere wichtige Sinnesorgane zum Überleben enthält.
Die meisten Organismen mit bilateraler Symmetrie haben ein vorderes und ein hinteres Ende. Der erste zeichnet sich gerade durch das Vorhandensein des Kopfes aus und weil er in die bevorzugte Bewegungs- oder Fortbewegungsrichtung weist.
Die Cephalisierung bietet eine Reihe von evolutionären Vorteilen, die besonders wichtig für Tiere sind, die sich einer guten Mobilität erfreuen, die jedoch für einige Arten, die sich nicht bewegen, oder für solche, die sich undeutlich in jede Richtung bewegen können, nicht so wichtig sind.
Diese Vorteile haben die Kephalisierung zu einem der ausgeprägtesten und am weitesten verbreiteten evolutionären Trends in einer großen Vielfalt von Tierarten gemacht.
Vorteile der Kephalisation
Entwicklung eines Gehirns
Einer der wichtigsten Vorteile der Kephalisation ist, dass sie zu einer Konzentration des Nervensystems in einem einzigen Organ, nämlich dem Gehirn, führt. Durch die Konzentration des gesamten Nervensystems an einem Ort müssen die Nervenimpulse weniger Entfernung zurücklegen, was die Verarbeitung von Reizen der Sinnesorgane und die Erzeugung von Reaktionen viel schneller und effizienter macht.
Es werden auch viel komplexere neuronale Netze geschaffen, die die für Wirbeltiere und andere Tiere charakteristische Intelligenz hervorbringen.
Höhere Effizienz bei der Nahrungsbeschaffung
Die Konzentration von Gehirn, Sinnesorganen und Mund an einem Ort hilft den Tieren, ihre Umgebung effizienter und effektiver auf Nahrung zu analysieren, was einen klaren evolutionären Vorteil darstellt. Schnurrhaare oder Vibrissen von Katzen helfen ihnen zum Beispiel, Beute im Dunkeln zu erkennen, wenn sie sehr nahe sind und sie nicht sehen können.
Verbessert das Targeting und das Richtungsscrollen
Eine der Eigenschaften von Tieren mit bilateraler Symmetrie ist, dass sie sich „vorwärts“ in Richtung der Symmetrieebene bewegen. Das Vorhandensein eines Kopfes mit den meisten Sinnesorganen im vorderen Bereich gibt den Tieren eine klarere Vorstellung davon, wohin sie gehen.
Kephalisation während der Schwangerschaft
Die Cephalisierung ist ein Prozess, der so in unserem Genom verankert ist, dass der Prozess der Bildung des zentralen Nervensystems während der Schwangerschaft sehr früh beginnt, nur zwei Wochen nach der Empfängnis. Es ist einer der frühesten Entwicklungstrends und einer der am leichtesten im sich entwickelnden Embryo zu erkennen.
Beispiele für Kephalisation
Es gibt unzählige Beispiele von Tierarten, die über Tausende und Abertausende von Jahren der Evolution Köpfe entwickelt haben, und sie gehören sehr unterschiedlichen Abstammungslinien an, wie unten dargestellt:
Cephalisierung von Arthropoden
Bei Arthropoden handelt es sich um wirbellose Tiere, zu denen Insekten, Spinnentiere, Myriapoden und Krebstiere gehören. Die Kephalisation bei diesen Tieren erfolgte durch den fortschreitenden Einbau von Rumpfsegmenten in Richtung Kopfregion, was die Entwicklung effektiverer Mäuler bei der Nahrungsaufnahme implizierte. Unter den Arthropoden haben Insekten einen hohen Grad an Kephalisation und einen gut markierten Kopf mit einem Gehirn, das aus der Fusion von drei Ganglien besteht.
Cephalisierung von Kopffüßern
Kopffüßer-Weichtiere sind ein weiteres Beispiel für Wirbellose mit einem hohen Grad an Kephalisation. Sie umfassen Oktopusse und Tintenfische und haben das komplexeste und am weitesten entwickelte Nervensystem aller Wirbellosen, mit einem Masseverhältnis von Gehirn zu Körper, das mit dem von endothermen Wirbeltieren vergleichbar ist. Daher gehören diese Meerestiere zu den intelligentesten im Ozean.
Kephalisierung von Wirbeltieren
Wirbeltiere sind die Gruppe von Tieren, zu denen diejenigen mit dem höchsten Grad an Kephalisierung und den komplexesten und spezialisiertesten Nerven- und Sinnessystemen gehören. Neben Menschen und anderen Säugetieren gehören dazu Vögel, Reptilien, Amphibien und Fische. Die Kephalisation bei diesen Tieren ist durch die Entwicklung großer Lappengehirne mit einer immensen Anzahl von Nervenverbindungen gekennzeichnet, die sie in die Lage versetzen, eine große Menge an Informationen sehr schnell zu verarbeiten.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass nicht alle Wirbeltiere den gleichen Grad an Kephalisierung haben. Tatsächlich gibt es eine Fischart namens Amphioxus oder Lanzettenfisch ( Branchiostoma lanceolatum ), natürlich ein Wirbeltier, aber mit sehr geringer Kopfbildung und einem „Kopf“, der fast nicht vom Schwanz zu unterscheiden ist. Dies ist jedoch eher die Ausnahme als die Regel.
