Ein Laufbandexperiment liefert den Anthropologen enttäuschende Beweise für die Evolution: Die frühen menschlichen Vorfahren sind möglicherweise aufrecht gegangen, weil der Prozess im Vergleich zum viergliedrigen Gehen von Schimpansen Energie spart.
Die Forscher haben darüber diskutiert, warum Hominiden vor etwa sechs Millionen Jahren mit zwei Beinen zu laufen begannen - als sich das Schlüsselmerkmal herausstellte, das sie von ihren Vorfahren der letzten Affen unterschied. Einige haben sich für die Energieeinsparungstheorie ausgesprochen - zum Teil, weil das kühle, trockene Klima während des Miozäns Speiseflecken über große Entfernungen hätte trennen können. Andere haben posturale Gründe für die Änderung angeführt, die darauf hindeuten, dass ein aufrechter Stand es den Vorfahren ermöglichte, über hohes Gras und Raubtiere zu sehen oder in Bäumen oder Büschen nach Früchten zu greifen.
Frühere Vergleiche zwischen zwei- und vierbeinigem Gehen haben zu nicht schlüssigen Ergebnissen geführt. Eine Studie mit jugendlichen Schimpansen ergab, dass die Affen beim Gehen mehr Energie verbrauchten als die Menschen. Viele Forscher waren jedoch der Ansicht, dass sich die Kosten bei erwachsenen Affen ändern würden. Eine kürzlich durchgeführte Untersuchung von Makaken ergab, dass beim Gehen mit zwei Beinen höhere Energiekosten anfallen, Affen jedoch - anders als Schimpansen - nicht gewohnheitsmäßig aufrecht herumlaufen.
In der neuen Analyse sammelte eine Gruppe von Forschern von drei Universitäten Daten über den Energieverbrauch von vier Personen und fünf erwachsenen Schimpansen, die auf einem Laufband liefen. Die Schimpansen gingen aufrecht und auf allen vieren. Die Forscher maßen Atmung, Bewegungswinkel, Positionen kritischer Gelenke und die Kraft, die jedes Glied auf den Boden ausübte.
Die Menschen verbrauchten etwa 25 Prozent weniger Energie als Schimpansen, unabhängig davon, auf welche Weise die Affen gingen, berichtet die Gruppe in den Proceedings der National Academy of Sciences vom 24. Juli. Darüber hinaus haben anatomische Modelle von Menschen und Menschenaffen in unterschiedlichen Gehhaltungen diesen Kostenunterschied genau vorhergesagt.
"Es sind zutiefst wichtige Daten über die Herkunft, warum wir angefangen haben [auf zwei Beinen zu laufen]", sagt der biologische Anthropologe Daniel E. Lieberman von der Harvard University, der nicht an der Studie beteiligt war. Um die Energiezahl ins rechte Licht zu rücken, verbrauchen die Menschen beim Laufen etwa 30 Prozent mehr Energie als beim Gehen.
Eine Gruppe von Forschern sammelte Daten über den Energieverbrauch von vier Personen und fünf erwachsenen Schimpansen, als sie auf einem Laufband liefen. Die Schimpansen gingen aufrecht und auf allen vieren. Die Menschen verbrauchten etwa 25 Prozent weniger Energie als Schimpansen, unabhängig davon, auf welche Weise die Affen gingen. (Cary Wolinsky) 
"Wenn wir wie ein Schimpanse laufen würden, würde es uns im Grunde das kosten, was es kostet, zu rennen", sagt Daniel Lieberman. (Cary Wolinsky) 
Der Schimpanse mit dem menschenähnlichsten Gang und Körpertyp ging effizienter aufrecht als mit dem Fingerknöchel - eine Feststellung, die Co-Autor Herman Pontzer als Momentaufnahme bezeichnete, wie diese Entwicklung stattgefunden haben könnte. (Dieses zusammengesetzte Foto ist eine Hommage an die ikonische Evolution des Menschen.) (Cary Wolinsky) "Wenn wir wie ein Schimpanse laufen würden, würde es uns im Grunde das kosten, was es kostet, laufen zu gehen", sagt er. "[Aufrechtes Gehen] spart dir viel Energie."
Bei der Gesamtheit der Schimpansen stellten die Forscher keinen Unterschied in den Energiekosten zwischen den Gehstilen fest. Aber es ist nicht verwunderlich, dass das Gehen mit zwei Beinen Schimpansen viel Energie kostet, sagt Studienmitautor Herman Pontzer von der Washington University in St. Louis, weil die Affen mit gebeugten Knien aufrecht gehen - stellen Sie sich vor, Sie laufen den ganzen Tag in einer Ski-Position. und kurze Hinterbeine haben. Diese beiden Eigenschaften erfordern viel Energie, um sie zu kompensieren.
Am wichtigsten ist vielleicht, dass der Schimpanse mit dem menschenähnlichsten Gang und Körpertyp effizienter aufrecht ging als mit dem Knöchel - eine Feststellung, die Pontzer als Momentaufnahme des möglichen Ablaufs dieser Entwicklung bezeichnet.
"Weil wir die Mechanik [des Gehens] verstehen, konnten wir sehen, woran die Evolution basteln könnte, um sie billiger zu machen", sagt Pontzer. Solche Veränderungen umfassen das Strecken der Knie und das Verlängern der Beine.
Das Auftreten dieser Merkmale bei einem Affen deutet auf eine ausreichende Variation in der Population hin, so dass die natürliche Selektion, falls erforderlich, greifen kann, sagt Lieberman. Wenn die Umwelt dazu geführt hätte, dass Affen viel weiter laufen, hätten die hohen energetischen Kosten des Knöchelgehens das Verhalten im Laufe der Zeit ändern können.
"So funktioniert Evolution", sagt Lieberman. "Ein [Schimpanse] erwies sich als besser als die anderen Schimpansen, weil er eine längere Haltung einnahm."
Obwohl der Fossilienbestand nicht bis zu dem Zeitpunkt zurückreicht, an dem Wissenschaftler glauben, dass die Spaltung von Mensch und Schimpanse stattgefunden hat, spiegeln mehrere Bein- und Hüftknochen aus späteren Zeiträumen - insbesondere ein drei Millionen Jahre alter Hüftknochen - die Veränderungen wider, die die Kosten für Zweibeiner senken Gehen.
"Vor mindestens drei Millionen Jahren", sagt Lieberman, "haben Hominiden herausgefunden, wie man diese [Energie-] Kosten nicht hat."
Smithsonian.coms Leserforum
Verfasst am 16. Juli 2007
