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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

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