Das Becken spielt eine Schlüsselrolle in der Evolution des aufrechten Gangs des Menschen. Über Millionen von Jahren hat sich seine Anatomie radikal verändert und letztlich zum Gang auf zwei Beinen geführt. Eine neue internationale Studie unter Leitung von Wissenschaftler:innen der Harvard University – mit wesentlichen Beiträgen des Museums für Naturkunde Berlin – konnte nun die Schritte entschlüsseln, die das menschliche Becken im Laufe von Millionen von Jahren so veränderten, dass zweibeiniges Gehen möglich wurde. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Während unsere nächsten Verwandten, Menschenaffen wie Schimpansen und Gorillas, ein hohes, schmales Becken besitzen, das perfekt zum Klettern geeignet ist, hat der Mensch ein schüsselförmiges Becken. Es bietet Ansatzstellen für die Muskeln, die es Menschen erlauben, beim Gehen und Laufen auf zwei Beinen das Gewicht gleichmäßig von einem Bein aufs andere zu verlagern und das Gleichgewicht zu halten.
Die Studie zeigt nun, dass die Veränderungen in der Anatomie des Beckens maßgeblich in zwei Schritten erfolgten. Zum einen durch die Rotation einer Wachstumsfuge um 90 Grad, die dazu führte, dass das menschliche Illium (Darmbein, ein Knochen des Beckens) eine breite, statt eine hohe Form hat. Anschließend kam es zu einer Veränderung in der zeitlichen Abfolge der Knochenformation während der Embryonalentwicklung, bei der die vollständige Verknöcherung des Beckens um ganze 16 Wochen verzögert wurde. Dies führte dazu, dass die Form des Beckens im Wachstum beibehalten werden konnte und die finale Geometrie fundamental verändert wurde.
Die integrative Studie identifizierte nicht nur über 300 Gene, die diese Veränderungen auf molekularer Ebene steuern, sondern analysierte sie auch im Kontext menschlicher Gendefekte, die die Beckenform beeinflussen. Außerdem spielte die Analyse von mehr als 120 embryonalen Gewebeproben von Menschen und anderen Primatenarten – darunter auch wertvolles historisches Material von pränatalen Schimpansen aus der embryologischen Sammlung des Museums für Naturkunde Berlin eine Schlüsselrolle für die Studie, die mit histologischen und bildgebenden Verfahren untersucht wurden. Mit Hilfe von CT-Scans konnten die Forschenden diese historischen Proben neu auswerten und in die Studie integrieren.
„Die Studie zeigt eindrucksvoll, wie wertvoll naturkundliche Sammlungen sind und wie selbst historisches Material neue Antworten auf grundlegende Fragen zur Evolution liefern können“, betont Dr. Vivien Bothe, Wissenschaftlerin am Museum für Naturkunde und Mitautorin der Studie.
Die Ergebnisse legen nahe, dass der erste Schritt - die Rotation der Wachstumsfuge im Becken - bereits vor fünf bis acht Millionen Jahren stattfand, zu der Zeit, als sich die menschliche Linie von den der Linie der afrikanischen Menschenaffen abspaltete. Mit der folgenden evolutiven Zunahme der Gehirngröße in der menschlichen Linie kam dann noch ein weiterer wichtiger Faktor hinzu und machte einen evolutiven Kompromiss notwendig: zwischen einem schmalen Becken geeignet für effizientes Laufen und einem breiten Becken für die Geburt von großköpfigem Nachwuchs. Die Studie legt nahe, dass die zweite Veränderung, die Verzögerung der Verknöcherung des Beckens, in den letzten zwei Millionen Jahren der menschlichen Evolution auftrat.
„Unsere Arbeit integriert genetische, entwicklungsbiologische und paläontologische Ansätze und erzählt so eine umfassende Geschichte, wie der Mensch zum Zweibeiner wurde“, erklärt Hauptautorin Dr. Gayani Senevirathne von der Harvard University.
Die Studie zeigt, wie die Integration verschiedener Datensätze und methodischer Ansätze und internationale Zusammenarbeit zu einem Verständnis großer evolutiver Veränderungen beitragen und belegt die wichtige Rolle, die naturkundliche Sammlungen für diese Forschung spielen.
Publiziert in: Nature DOI10.1038/s41586-025-09399-9
@ Nadia Fröbisch, MfN