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Mit modernsten dreidimensionalen Verfahren den Ursprüngen des zweibeinigen Laufens auf der Spur

Um beim Menschen die Entwicklung des aufrechten Gehens auf zwei Beinen rekonstruieren zu können, ist es wichtig, die Bewegungen unserer Vorfahren, der Menschenaffen, vor Jahrmillionen zu erforschen. Um die Bipedie zu verstehen, hat eine EU-Initiative die Anatomie der nächsten Verwandten des Menschen in Vergangenheit und Gegenwart untersucht. Wie bewegten sie sich von einem Ort zum anderen?

Grundlagenforschung

Bei der Erforschung der Zweibeinigkeit greift die Paläoanthropologie auf direkte Quellen zurück. Es wird die Anatomie der menschlichen Vorfahren untersucht, die zu jener Zeit lebten, als sich vor etwa zwei Millionen Jahren die menschenähnliche Bipedie entwickelte. „Leider fehlen hier bisher die Beweise, und es besteht immer eine gewisse Unsicherheit über die Position dieser Vorfahren innerhalb des Stammbaums“, sagt Julia Arias-Martorell, Koordinatorin des EU-finanzierten Projekts MOSAIC. Unterstützt wurde das Forschungsvorhaben im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen.

Die Herkunft der Menschen Schritt für Schritt enträtseln

Aufgrund dieser Tatsache muss die Wissenschaft auch andere entwicklungsgeschichtliche Quellen studieren, etwa die Anatomie und das Verhalten von Menschenaffen (Gorillas, Schimpansen, Orang-Utans, Gibbons, Siamangs) und Affen sowie ältere Fossilien aus der Abstammungslinie Mensch/Menschenaffe, die aus dem Miozän vor etwa 20 bis 5 Millionen Jahren stammen. Quellen dieser Art fördern das Verständnis des Ursprungs und des evolutionären Wegs der anatomischen Merkmale, aus denen sich später die Zweibeinigkeit entwickelte. Die Forschungsgruppe untersuchte die Auswirkungen der Fortbewegung, der körperlich aktiven Handlung des Wechselns von einem Ort zum anderen, auf die innere Struktur der Knochen der Vordergliedmaßen lebender Menschenaffen und unserer Menschenaffenvorfahren aus dem Miozän. „Wir verfolgten einen ganzheitlichen Ansatz und untersuchten erstmalig die Vordergliedmaßen als Ganzes und nicht nur einzelne Knochen“, erklärt Arias-Martorell. „Wir wollten damit einen Bezugsrahmen für die Bewegungssignale der Vordergliedmaßen bei lebenden Menschenaffen und Affen erschaffen, so dass wir später daraus auf das Bewegungsverhalten fossiler Menschenaffen schließen können.“ Die Ergebnisse zeigen, dass die im subchondralen Knochen des Ellenbogengelenks vorgefundenen Bewegungsbelastungen mit den für jeden Bewegungstyp bei lebenden Menschenaffen vorhergesagten Belastungen übereinstimmen. Es gibt unerwartete Unterschiede zwischen den Arten, die bei oberflächlicher Betrachtung über den gleichen Typ des Bewegungsapparates verfügen. Diese Verschiedenheiten betreffen das Belastungsverhalten bei Gorillas und Schimpansen, die eine Art der Fortbewegung anwenden, die als Knöchelgang bekannt ist und für die sie die Mittelphalangen (Knochen) ihrer Finger nutzen. Eine weiterer Erkenntnis lautet, dass ein bestimmter Knochen möglicherweise nicht an beiden Epiphysen bzw. Enden das gleiche Bewegungsverhalten widerspiegelt. Beim Humerus (Armknochen) beispielsweise sieht das untere Ende bei den Gorillas und Schimpansen eher nach Knöchelgang aus, während das obere Ende eher den akrobatischen Verhaltensweisen der Baumbewohner zuzuordnen ist.

Evolutionäre Szenarien der Fortbewegungsentwicklung

„Das Projekt bietet einen direkten Blick in die Vergangenheit der lokomotorischen Verhaltensweisen“, erläutert Arias-Martorell. Unter Einsatz neuartiger dreidimensionaler Verfahren wie etwa Mikrocomputertomografie-Aufnahmen und Bildgebungssoftware bekommt die Paläoanthropologie eine Vorstellung davon, wie sich die Fossilien zu ihren Lebenszeiten fortbewegten. Diese hochmodernen Verfahren klären die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht nur über die bei den Fossilien vorhandenen möglichen Kapazitäten in Bezug auf das Verhalten des Bewegungsapparats auf, wie es bei traditionellen anatomischen Untersuchungen der äußeren Knochenform der Fall ist. „MOSAIC konnte zum Wissen über die Beziehung zwischen Skelettform und -funktion sowie zum Verständnis dessen beitragen, wie sich unsere Vorfahren tatsächlich fortbewegt haben“, schließt Arias-Martorell ihre Ausführungen. „Es sind hier Auswirkungen hinsichtlich unzähliger weiterer Aspekte der Verhaltensrekonstruktion anhand von Fossilien aus grauer Vorzeit zu erwarten.“

Schlüsselbegriffe

MOSAIC, Menschenaffe, Bewegungsapparat, Knochen, Bipedie, Zweibeinigkeit, fossil, Gehen, Bewegung, Knöchelgang

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