Die erste Muskelrekonstruktion eines Homininen zeigt, dass die 3,2 Millionen Jahre alte „Lucy“ genauso aufrecht stehen konnte wie wir

Ein Forscher der Universität Cambridge hat zum ersten Mal das fehlende Weichgewebe eines frühen menschlichen Vorfahren – oder Homininen – digital rekonstruiert und dabei die Fähigkeit offenbart, genauso aufrecht zu stehen wie wir heute.

Dr. Ashleigh Wiseman hat die Bein- und Beckenmuskulatur des Menschenmenschen Australopithecus afarensis mithilfe von Scans von „Lucy“, dem berühmten Fossil, das Mitte der 1970er Jahre in Äthiopien entdeckt wurde, 3D-modelliert.

Australopithecus afarensis war eine frühe menschliche Art, die vor über drei Millionen Jahren in Ostafrika lebte. Er war kleiner als wir, hatte ein affenähnliches Gesicht und ein kleineres Gehirn, war aber in der Lage, auf zwei Beinen zu gehen. Er passte sich sowohl an das Leben in Bäumen als auch in der Savanne an und half der Art, fast eine Million Jahre lang zu überleben.

Benannt nach dem Beatles-Klassiker „Lucy in the Sky with Diamonds“, ist Lucy eines der vollständigsten jemals ausgegrabenen Beispiele von Australopithecus – 40 % ihres Skeletts wurden geborgen.

Wiseman konnte kürzlich veröffentlichte Open-Source-Daten zum Lucy-Fossil nutzen, um ein digitales Modell der Muskelstruktur des Unterkörpers des 3,2 Millionen Jahre alten Homininen zu erstellen. Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Offene Wissenschaft der Royal Society.

Die Forschung stellte 36 Muskeln in jedem Bein nach, von denen die meisten bei Lucy viel größer waren und im Vergleich zu modernen Menschen mehr Platz in den Beinen einnahmen.

Beispielsweise waren die Hauptmuskeln in Lucys Waden und Oberschenkeln mehr als doppelt so groß wie die des modernen Menschen, da wir ein viel höheres Verhältnis von Fett zu Muskeln haben. Muskeln machten 74 % der Gesamtmasse in Lucys Oberschenkel aus, verglichen mit nur 50 % beim Menschen.

Paläoanthropologen sind sich einig, dass Lucy zweibeinig war, sind sich aber nicht einig darüber, wie sie ging. Einige argumentierten, dass sie sich in der Hocke fortbewegte, ähnlich wie Schimpansen – unser gemeinsamer Vorfahre –, wenn sie auf zwei Beinen gehen. Andere glauben, dass ihre Bewegung unserem eigenen aufrechten Zweibeiner näher kam.

Die Forschung der letzten 20 Jahre hat gezeigt, dass sich allmählich ein Konsens für das vollständig aufrechte Gehen herausbildet, und Wisemans Arbeit verleiht dieser Aussage noch mehr Gewicht. Lucys Kniestreckmuskeln und die Hebelwirkung, die sie ermöglichen würden, bestätigen die Fähigkeit, die Kniegelenke so weit zu strecken, wie es ein gesunder Mensch heute kann.

„Lucys Fähigkeit, aufrecht zu gehen, kann nur durch die Rekonstruktion des Weges und Raums ermittelt werden, den ein Muskel im Körper einnimmt“, sagte Wiseman vom McDonald Institute for Archaeological Research der Universität Cambridge.

„Wir sind jetzt das einzige Tier, das aufrecht mit gestreckten Knien stehen kann. Lucys Muskeln deuten darauf hin, dass sie die Zweibeinigkeit genauso gut beherrschte wie wir, sich aber möglicherweise auch in den Bäumen zu Hause fühlte. Lucy ging und bewegte sich wahrscheinlich auf eine Art und Weise wie wir.“ heute bei keiner lebenden Art zu sehen ist“, sagte Wiseman.

„Australopithecus afarensis hätte vor etwa 3 bis 4 Millionen Jahren offene bewaldete Graslandschaften sowie dichtere Wälder in Ostafrika durchstreift. Diese Rekonstruktionen von Lucys Muskeln legen nahe, dass sie beide Lebensräume effektiv hätte nutzen können.“

Lucy war eine junge Erwachsene, die knapp über einen Meter groß war und wahrscheinlich etwa 28 kg wog. Lucys Gehirn wäre etwa ein Drittel so groß wie unseres.

Um die Muskeln dieses Homininen nachzubilden, begann Wiseman mit einigen lebenden Menschen. Mithilfe von MRT- und CT-Scans der Muskel- und Knochenstrukturen einer modernen Frau und eines modernen Mannes konnte sie die „Muskelpfade“ kartieren und ein digitales Muskel-Skelett-Modell erstellen.

Wiseman nutzte dann vorhandene virtuelle Modelle von Lucys Skelett, um die Gelenke neu zu artikulieren – das heißt, das Skelett wieder zusammenzusetzen. Diese Arbeit definierte die Achse, von der aus sich jedes Gelenk bewegen und drehen konnte, und reproduzierte so, wie sie sich im Laufe des Lebens bewegten.

Schließlich wurden die Muskeln darüber geschichtet, basierend auf den Bahnen moderner menschlicher Muskelkarten, sowie den wenigen erkennbaren „Muskelnarben“ (die Spuren der Muskelverbindung, die auf den versteinerten Knochen erkennbar waren). „Ohne Open-Access-Wissenschaft wäre diese Forschung nicht möglich gewesen“, sagte Wiseman.

Diese Rekonstruktionen können Wissenschaftlern nun helfen, zu verstehen, wie dieser menschliche Vorfahre ging. „Muskelrekonstruktionen wurden bereits verwendet, um beispielsweise die Laufgeschwindigkeit eines T-Rex zu messen“, sagte Wiseman. „Indem wir ähnliche Techniken auf die Menschen unserer Vorfahren anwenden, wollen wir das Spektrum der körperlichen Bewegung offenbaren, das unsere Evolution vorangetrieben hat – einschließlich der Fähigkeiten, die wir verloren haben.“