Aufrechter Gang Affen sind Energie-Verschwender

Der Mensch ist ein Energiewunder - zumindest beim Gehen. Im Vergleich zum Schimpansen spart er bis zu 75 Prozent der Fortbewegungsenergie ein - egal ob Affen auf allen Vieren oder nur auf den Hinterpfoten unterwegs sind. Die Effizienz hat allerdings ihren Preis: gelegentliche Rückenschmerzen.


Charles Darwin hingegen hielt den Gang auf zwei Beinen geradezu für essentiell in der Evolution. Er war womöglich auch ein Vorteil beim eher kühlen, trockenen Klima der damaligen Erdzeit. Andererseits ist er schlecht beleumundet, führt doch die fortgesetzte widernatürliche Körperhaltung des ehemals rund gebogenen Rückgrats zu allerlei Rückenschmerzen.

Doch auf den zweiten Blick könnten Vierbeiner durchaus neidisch auf Zweibeiner sein. Denn im Experiment von Michael Sockol von der University of California zeigte sich jetzt: Ein Mensch benötigt für die Fortbewegung nur ein Viertel der Energie, die ein Schimpanse aufwenden muss. Und diesen evolutionären Vorteil brachte uns wohl einzig und allein der aufrechte Gang ein.

Fünf Schimpansen im Alter von 6 bis 33 Jahren mussten in Davis gegen vier erwachsene Homo sapiens antreten - auf dem Laufband. Vorher waren die Affen vier Monate lang auf dem Fitnessgerät trainiert worden, denn im Gegensatz zum Menschen mussten sie zwei sehr unterschiedliche Fitnessübungen verrichten: den zweibeinigen Gang und die Fortbewegung auf allen Vieren.

Die Forscher bestimmten dabei die Muskelaktivität, den Sauerstoffverbrauch, die auf den Boden wirkende Kraft und die Zeitspanne, während der die Füße der Tiere den Boden berührten. Die Mittelwerte wurden mit jenen der menschlichen Probanden verglichen. In der Wissenschaftszeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten Sockol und seine Kollegen nun: Menschen verbrauchen beim Laufen 75 Prozent weniger Energie als Schimpansen - egal, ob diese auf zwei oder auf vier Beinen gehen.

Energie-Überschlag aus Schrittlänge und Muskelmasse

Allerdings gab es große individuelle Unterschiede zwischen den Tieren: Zwei von ihnen benötigten mehr Energie für das Gehen auf zwei Beinen als auf vieren, bei zwei waren die Werte in etwa gleich und einer verbrauchte zweibeinig weniger. "Diese Ergebnisse zeigen, wie leichte kinematische Veränderungen zu einer großen Variation der Bewegungskosten führen", folgern die Wissenschaftler.

Zwei Hauptfaktoren bestimmen den Energieverbrauch, fanden sie heraus: die Schrittlänge und die aktive Muskelmasse. Je kürzer die Schritte und je mehr Muskelmasse für das Gehen benötigt wurde, desto energieaufwendiger war es. Dem Menschen kommen vor allem seine langen Beine und sein günstiger Schwerpunkt zugute: Er liegt genau über Hüfte und Knie, so dass hauptsächlich die kurzen Muskeln an den Knöcheln für das Gehen benötigt werden. Der Schimpanse mit seinem vor der Hüfte liegenden Schwerpunkt muss hingegen die großen Oberschenkelmuskeln aktivieren und verbraucht so mehr Energie.

Im Hinblick auf die Evolution des aufrechten Ganges seien besonders die individuellen Unterschiede zwischen den Schimpansen interessant, schreiben die Forscher: Sie zeigten, dass schon kleine Veränderungen einen großen Effekt haben können. So machte der Schimpanse mit dem günstigen Energieverbrauch auf zwei Beinen lediglich längere Schritte als seine Artgenossen. Möglicherweise gab es solche Abweichungen auch bei den letzten gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Menschenaffen, spekulieren die Forscher. "Unsere Ergebnisse stützen die Hypothese, dass die Energetik eine wichtige Rolle in der Evolution zum aufrechten Gang gespielt hat."

Wer damals etwa bei der Nahrungssuche weniger Energie verbrauchte, hatte Vorteile den anderen gegenüber, so dass sich diese Eigenart mit der Zeit durchgesetzt haben könnte. Die Wissenschaftler wollen nun anhand von Fossilien früher Menschen prüfen, ob deren Körperbau bereits entsprechende Veränderungen aufwies - die letztlich wohl zu gelegentlichen Rückenschmerzen als auch zu Energiesparen führte.

stx/ddp



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