Schritte verfolgen: Wie die Untersuchung der Fußknochen die Bewegungen menschlicher Vorfahren entschlüsseln kann
Im Laufe der menschlichen Evolution gingen unsere Vorfahren vom Leben auf Bäumen dazu über, sich an das Leben am Boden anzupassen. Wann und wie genau dieser Wandel stattfand, ist nach wie vor unklar, und es ist wahrscheinlich, dass mehrere Homininenarten, nämlich die fossilen Verwandten des Menschen, verschiedene Methoden ausprobierten, um sich sowohl in den Bäumen als auch auf dem Boden fortzubewegen. Daher wurde im Rahmen des Projekts FOOTSTEP(öffnet in neuem Fenster) mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) die Fußmorphologie von lebenden Menschenaffen und Menschen aus verschiedenen Populationen untersucht. Mithilfe modernster Methoden für die Gesamtknochen sollte erforscht werden, wie die innere Struktur des Fußskeletts Signale für das Bewegungsverhalten in der Vergangenheit liefern kann. „Durch diese Forschung erhalten wir nicht nur ein besseres Verständnis unseres evolutionären Erbes, sondern sie hat auch Auswirkungen auf die moderne menschliche Skelettanatomie und die klinische Forschung“, kommentiert Zewdi Tsegai, Projektkoordinatorin von FOOTSTEP. „Die innere Knochenstruktur des Skeletts wird mit zunehmendem Alter oft schwächer, vor allem bei Frauen, was zu Osteoporose führt, die das Risiko von Knochenbrüchen erhöht. Die in unserem Projekt genutzten methodischen Ansätze können in einem solchen klinischen Kontext angewandt werden, um das Frakturrisiko besser nachzuvollziehen, das in Regionen wie dem proximalen Femur und dem distalen Radius häufig ist.“
Das Bewegungsverhalten von Homininen erkunden
Um die innere Knochenstruktur zu analysieren, wird bei herkömmlichen Methoden in der Regel nur ein kleiner Bereich des Knochens untersucht. In diesem Fall wurde im Rahmen des Projekts FOOTSTEP ein hochauflösendes Mikro-CT-Verfahren eingesetzt, das ein ganzes Gelenk oder einen ganzen Knochen abbildet, um die Knochenstruktur ganzheitlicher zu analysieren. Bei der Forschung wurde außerdem ein neuartiger Ansatz verwendet, um die Knochenverteilung in den Gelenken der verschiedenen Gruppen statistisch zu vergleichen. So konnte nachvollzogen werden, inwiefern sich Homininen von modernen Menschen und Menschenaffen unterscheiden, was wahrscheinlich auf ihre gemeinsame Belastungsgeschichte und ihr Bewegungsverhalten zurückzuführen ist. Zu den überprüften Homininenarten gehören die Füße von Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, Australopithecus sedica, Homo naledi, Homo floresiensis und Homo habilis. Mit diesen Methoden ermittelte das Projektteam Signale des Bewegungsverhaltens in mehreren Skelettelementen des Fußes, der mit seinen 26 Knochen verschiedene Haltungen einnehmen kann. Dies liegt daran, dass sich die innere Knochenstruktur des Skeletts, die aus einer äußeren Schicht aus Kortikalis und einem inneren Netz aus trabekulären Knochen besteht, im Laufe des Lebens als Reaktion auf mechanische Belastungen umbauen kann. „Dementsprechend spiegelt die innere Knochenstruktur des Skeletts wider, wie sich eine Person während ihres Lebens verhalten hat. Projektintern wurden Anzeichen für das Greifen mit den Füßen bei Menschenaffen gefunden, die ihre Füße beim Klettern zum Festhalten von Ästen benutzen – Merkmale, die beim modernen Menschen nicht vorhanden sind“, so Tsegai. „In der laufenden Forschung wird dieser Ansatz auf das Fußskelett verschiedener Homininenarten angewandt, um die Variabilität des Bewegungsverhaltens unserer ausgestorbenen Verwandten besser zu verstehen.“
Weitere Forschung für mehr Erkenntnisse
Diese Forschung wird fortgesetzt und baut auf den bisherigen Arbeiten und Ergebnissen auf. An der Universität Chicago(öffnet in neuem Fenster) erforscht Tsegai weiterhin die Funktion des Fußes, die Beziehung zwischen der inneren Knochenstruktur und dem Verhalten und analysiert mithilfe der Biomechanik, wie sich die Füße beim Menschen und beim Affen bei unterschiedlichen Bewegungsabläufen bewegen. FOOTSTEP ist außerdem mit dem Projekt NewHuman verbunden, das die Ursprünge der menschlichen Abstammung zurückverfolgt.
Schlüsselbegriffe
FOOTSTEP, Affen, menschliche Vorfahren, Homininen, Fußskelett, menschliche Evolution
