Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Familie bestimmt die Form der Knochen

04.10.2011
Die Muskelansatzstellen am Oberschenkel sind bei Mensch und Schimpanse ähnlich ausgebildet, trotzdem bewegen sie sich unterschiedlich.

Zu dieser Erkenntnis gelangt ein Anthropologe der Universität Zürich, dessen Studie in der Fachzeitschrift «Anatomical Record» erschienen ist. Die Entdeckung hat weit reichende Konsequenzen für die Interpretation von Fossilfunden.


Primaten-Virtopsie: Virtuelle Präparation der Haut- und Muskelschichten eines jungen Schimpansen - UZH


Muskelansatzstellen am rechten Oberschenkel (Ansicht von seitlich-hinten): Bei Mensch und Schimpanse ist während der Evolution der wichtige Beinstrecker-Muskel Glutaeus maximus (GM) über einen Knochenkamm (schwarze Pfeilspitzen) von unten-seitlich nach oben-hinten «gewandert». Beim Gorilla befindet sich der GM-Muskel auf der Unterseite des Kamms, zusammen mit dem Vastus-lateralis-Muskel (VL) - UZH

Das Ergebnis der Analyse von Naoki Morimoto, Doktorand am Anthropologischen Institut der Universität Zürich, im Team um Christoph Zollikofer und Marcia Ponce de Leόn, überrascht:

Obwohl sich Mensch und Schimpanse unterschiedlich fortbewegen – einmal zwei-, einmal vierbeinig, – sind bei ihnen die Muskelansatzstellen am Oberschenkel ähnlich ausgebildet. Sehr verschieden ausgebildet sind sie hingegen bei Schimpanse und Gorilla, obwohl sich diese Menschenaffenarten ähnlich fortbewegen.

Allerdings bestätigt dieser morphologische Befund die Erkenntnisse der Genetik, wonach Mensch und Schimpanse evolutionäre Geschwister sind, Gorillas aber entferntere Verwandte des Menschen, sozusagen seine Cousins und Cousinen. Vor diesem Hintergrund lässt sich das neue Ergebnis auch schlüssig erklären, und pointiert erläutert Naoki Morimoto, weshalb es sich dabei nur scheinbar um ein Paradox handelt: «Offensichtlich gilt hier nicht ‹form follows function›, sondern ‹form follows family›».

Vorsicht vor Folgerungen zur Funktion

Dieser neue morphologische Befund hat weitreichende Konsequenzen für die Interpretation von Fossilfunden: Die für die Fortbewegung so entscheidenden Oberschenkelknochen sagen in erster Linie etwas über ihre evolutionäre Verwandtschaft aus, Folgerungen bezüglich ihrer Funktion müssen dagegen mit grösster Vorsicht gezogen werden. Der Anthropologe Christoph Zollikofer konkretisiert dies: «Eine Aussage etwa darüber, welche Veränderungen im Hüft- und Oberschenkelbereich beim evolutionären Übergang von der typisch vierbeinigen Fortbewegungsweise der afrikanischen Menschenaffen zur Zweibeinigkeit der Hominiden eine Rolle spielten, lässt sich allein aus Muskelansatzstellen am Knochen nicht ableiten.» Und er formuliert die nächste grosse Frage, die sich jetzt neu stellt: «Warum hat der letzte gemeinsame Vorfahr von Mensch und Schimpanse vor rund sieben bis acht Millionen Jahren eine neue Oberschenkelform evoluiert?»

Virtuell analysieren statt sezieren

Gewonnen hat das Forscherteam seine Erkenntnisse mittels modernsten Verfahren und auf Basis von hochauflösenden tomographischen Daten. Denn die sehr wertvollen Menschenaffenkörper werden heute nicht mehr mit Messer und Operationsbesteck seziert, sondern virtuell am Computerbildschirm präpariert und analysiert.

Das Verfahren der virtuellen Autopsie, genannt «Virtopsie», wurde von Michael Thali am Institut für Rechtsmedizin der Universität Zürich entwickelt. In der Gerichtsmedizin inzwischen bereits weltweit angewandt, eröffnet die Virtopsie nun auch in der Anthropologie ungeahnte neue Möglichkeiten. Vor allem kann mit diesem Verfahren ein und dasselbe Präparat sowohl von verschiedenen Forschenden als auch nach immer neuen Kriterien untersucht werden, ohne dass es dabei zerstört werden muss. War früher nicht nur die Zerstörung unumgänglich, die Forschenden mussten sich beim einzelnen Körper zudem auf eines der möglichen Untersuchungsobjekte beschränken. So wurden etwa die Erkenntnisse über die Muskulatur mittels Sektionen gewonnen, welche dann mit Befunden von bereits präparierten Skeletten verglichen wurden.

Dass die anatomische und funktionelle Beziehung zwischen Fortbewegungsmuskulatur und Skelett an einem einzelnen Menschenaffen-Individuum gleichzeitig und in allen Details studiert werden kann, ist neu und nur mittels virtueller Methode möglich. Das Erfassen von tomographischen Daten von verstorbenen Menschenaffen als solches ist allerdings ein komplexes Unterfangen. Das hierfür ins Leben gerufene «Visible Ape Consortium» illustriert beispielhaft die fachübergreifende Zusammenarbeit mehrerer Institute, welche hierfür Voraussetzung ist (siehe unten).

Literatur:

Naoki Morimoto, Marcia S. Ponce De Leόn, Takeshi Nishimura and Christoph P.E. Zollikofer: Femoral Morphology and Femoropelvic Musculoskeletal Anatomy of Humans and Great Apes: A Comparative Virtopsy Study, in: The Anatomical Record, 294:1433–1445 (2011), DOI 10.1002/ar.21424

Zum Visible Ape Consortium:
Das Visible Ape Consortium wurde von Dr. Marcia Ponce de León und Prof. Christoph Zollikofer vom Anthropologischen Institut der Universität Zürich mit dem Ziel initiiert, im Rahmen der fachübergreifenden Zusammenarbeit mehrerer Institute tomographische Daten von verstorbenen Menschenaffen zu generieren und zugänglich zu machen. Zur Zeit sind am Visible Ape Consortium beteiligt: die Abteilung Bildgebende Diagnostik der Vetsuisse-Fakultät (Prof. P. Kircher), das Institut für Rechtsmedizin (Prof. M. Thali), das Zentrum für Integrative Humanphysiologie (Prof. M. Gassmann) und der Zoo Zürich. Weiter besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem Kyoto University Primate Research Institute in Inuyama, Japan (Dr. T. Nishimura).
Naoki Morimoto
Anthropologisches Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 54 41
E-Mail: morimoto@aim.uzh.ch

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise