Revolutionärer Fossilienfund enthüllt die Geheimnisse der frühen menschlichen Bewegung

Das 6 Millionen Jahre alte Innenohr eines versteinerten Affen gibt Aufschluss über die Entwicklung der menschlichen Fortbewegung.

Menschen und unsere nächsten lebenden Verwandten, die Affen, verfügen über eine außerordentliche Vielfalt an Fortbewegungsmöglichkeiten, die vom zweibeinigen Gehen auf zwei Beinen über das Klettern auf Bäume bis zum vierbeinigen Gehen auf allen Vieren reichen.

Während sich Wissenschaftler seit langem mit der Frage beschäftigen, wie sich die zweibeinige Haltung und Bewegung des Menschen aus einem vierbeinigen Vorfahren entwickelt hat, haben weder frühere Studien noch Fossilienfunde die Rekonstruktion einer klaren und endgültigen Geschichte der frühen Evolutionsstadien ermöglicht, die zum menschlichen Zweibeiner führten.

Eine neue Studie, die sich auf kürzlich entdeckte Beweise aus Schädeln eines 6 Millionen Jahre alten fossilen Affen konzentriert, Lufengpithecusliefert wichtige Hinweise auf die Ursprünge der zweibeinigen Fortbewegung dank einer neuartigen Methode: der Analyse seiner knöchernen Innenohrregion mittels dreidimensionaler CT-Untersuchung.

„Die halbkreisförmigen Kanäle, die sich im Schädel zwischen unserem Gehirn und dem äußeren Ohr befinden, sind entscheidend für unseren Gleichgewichts- und Positionssinn, wenn wir uns bewegen, und sie stellen einen grundlegenden Bestandteil unserer Fortbewegung dar, der den meisten Menschen wahrscheinlich nicht bewusst ist“, erklärt Yinan Zhang, Doktorandin am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IVPP) und Hauptautorin des Artikels, der in der Zeitschrift The erscheint Innovation. „Größe und Form der halbkreisförmigen Kanäle korrelieren damit, wie sich Säugetiere, einschließlich Affen und Menschen, in ihrer Umgebung bewegen. Mithilfe moderner Bildgebungstechnologien konnten wir die innere Struktur fossiler Schädel visualisieren und die anatomischen Details der halbkreisförmigen Kanäle untersuchen, um aufzudecken, wie sich ausgestorbene Säugetiere bewegten.“

Drei verschiedene Ansichten des rekonstruierten Innenohrs von Lufengpithecus. Bildnachweis: Bild mit freundlicher Genehmigung von Yinan Zhang, Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Evolutionäre Schritte zum Bipedalismus

„Unsere Studie weist auf eine dreistufige Entwicklung des menschlichen Bipedalismus hin“, fügt Terry Harrison hinzu New Yorker Universität Anthropologe und einer der Co-Autoren des Artikels. „Erstens bewegten sich die ersten Affen in den Bäumen auf eine Art und Weise, die der heutigen Art der Gibbons in Asien am ähnlichsten war. Zweitens war der letzte gemeinsame Vorfahre von Affen und Menschen in seinem Bewegungsrepertoire ähnlich Lufengpithecus, unter Verwendung einer Kombination aus Klettern und Kraxeln, Aufhängen der Vorderbeine, baumartigem Bipedalismus und terrestrischem Quadrupedalismus. Aus diesem breiten Bewegungsrepertoire der Vorfahren entwickelte sich der menschliche Bipedalismus.“

Die meisten Studien zur Evolution der Fortbewegung von Affen konzentrierten sich auf Vergleiche der Knochen der Gliedmaßen, Schultern, des Beckens und der Wirbelsäule und deren Zusammenhang mit den verschiedenen Arten von Bewegungsverhalten, die bei lebenden Affen und Menschen beobachtet werden. Allerdings haben die Vielfalt des Bewegungsverhaltens bei lebenden Affen und die Unvollständigkeit des Fossilienbestands die Entwicklung eines klaren Bildes über die Ursprünge des menschlichen Zweibeiners behindert.

Technologische Fortschritte bei der Fossilienuntersuchung

Die Schädel von Lufengpithecus– ursprünglich in den frühen 1980er Jahren in der chinesischen Provinz Yunnan entdeckt – haben Wissenschaftlern die Möglichkeit gegeben, unbeantwortete Fragen zur Evolution der Fortbewegung auf neue Weise zu beantworten. Die starke Kompression und Verformung der Schädel verdeckte jedoch die knöcherne Ohrregion und veranlasste frühere Forscher zu der Annahme, dass die empfindlichen halbkreisförmigen Kanäle nicht erhalten blieben.

Um diese Region besser zu erkunden, verwendeten Zhang, Ni und Harrison zusammen mit anderen Forschern am IVPP und am Yunnan Institute of Cultural Relics and Archaeology (YICRA) dreidimensionale Scantechnologien, um diese Teile der Schädel zu beleuchten und eine virtuelle Rekonstruktion zu erstellen der knöchernen Kanäle des Innenohrs. Anschließend verglichen sie diese Scans mit denen anderer lebender und fossiler Affen und Menschen aus Asien, Europa und Afrika.

„Unsere Analysen zeigen, dass die frühen Affen über ein Bewegungsrepertoire verfügten, das ursprünglich aus dem menschlichen Bipedalismus stammte“, erklärt IVPP-Professor Xijun Ni, der das Projekt leitete. „Es scheint, dass das Innenohr eine einzigartige Aufzeichnung der Evolutionsgeschichte der Fortbewegung von Affen liefert, die eine unschätzbare Alternative zur Untersuchung des postkraniellen Skeletts darstellt.“

„Die meisten fossilen Affen und ihre vermuteten Vorfahren liegen im Bewegungsmodus zwischen Gibbons und afrikanischen Affen“, fügt Ni hinzu. „Später trennte sich die Abstammungslinie des Menschen von der der Menschenaffen mit dem Erwerb der Zweibeinigkeit, wie man in sehen kann Australopithecus, ein früher menschlicher Verwandter aus Afrika.“

Durch die Untersuchung der Geschwindigkeit des evolutionären Wandels im knöchernen Labyrinth kam das internationale Team zu der Annahme, dass der Klimawandel ein wichtiger Umweltkatalysator bei der Förderung der Bewegungsdiversifizierung von Affen und Menschen gewesen sein könnte.

„Kühlere globale Temperaturen, die mit der Bildung von Gletschereisschichten auf der Nordhalbkugel vor etwa 3,2 Millionen Jahren einhergehen, gehen mit einem Anstieg der Veränderungsrate des knöchernen Labyrinths einher, und dies könnte ein Zeichen für eine rasche Beschleunigung der Geschwindigkeit der Menschenaffen sein.“ und die Evolution des menschlichen Bewegungsapparates“, erklärt Harrison.

Referenz: „Lufengpithecus Innenohr liefert Beweise für ein gemeinsames Bewegungsrepertoire, das Vorläufer des menschlichen Bipedalismus ist“ von Yinan Zhang, Xijun Ni, Qiang Li, Thomas Stidham, Dan Lu, Feng Gao, Chi Zhang und Terry Harrison, 14. Februar 2024, Die Innovation.
DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100580