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MOBILITÄT ZUM LAUFEN GEBOREN


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Spektrum der Wissenschaft Spezial Biologie, Medizin, Hirnforschung - epaper ⋅ Ausgabe 4/2022 vom 21.10.2022
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STETS MOBIL Laufen wir permanent deutlich weniger als 10 000 Schritte pro Tag, steigt unser Risiko, schwer zu erkranken. Unter den Menschenaffen sind wir damit eine Ausnahme.

AUF EINEN BLICK DAUERND AUF DEN BEINEN

1 Die eng mit uns verwandten Menschenaffen sind körperlich wenig aktiv, aber dennoch kaum von Übergewicht, Diabetes, Bluthochdruck oder Arteriosklerose betroffen.

2 Bei den heutigen Menschen hingegen kommt es infolge ihres bewegungsarmen Lebensstils zu einer Häufung von Zivilisationskrankheiten.

3 Studien zufolge ist das ein Erbe unserer Vorfahren, die sich offenbar an die exzessive körperliche Aktivität des Jagens und Sammelns angepasst hatten.

An einem diesigen Morgen vor etwa 20 Jahren in Uganda erblickte ich in den üppigen Baumkronen über mir plötzlich eine Gruppe schlafender Schimpansen. Unser Team – drei Forscher und zwei Feldassistenten – war schon seit einer Stunde auf den Beinen. Schlaftrunken, in Gummistiefeln, mit hastig geschnürten Rucksäcken und ausgerüstet mit Stirnlampen, hatten wir uns über schlammige Pfade gequält. Nun, am Ziel angekommen, ...

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... schalteten wir unsere Lampen aus und bemühten uns, keinerlei Geräusch zu machen, damit die Menschenaffen über uns nicht aufwachten. Sie schnauften und wälzten sich in ihren Laubnestern in 30 Meter Höhe, während uns der dunkle Ozean aus Bäumen einhüllte.

Als junger Doktorand, der über die Evolution der Menschenaffen forschte, war ich in jenem Sommer im Kibale-Nationalpark unterwegs, um zu untersuchen, wie viel Schimpansen täglich klettern. Ich vermutete damals, dass die Energie, die die Tiere dafür aufzuwenden haben, ein wichtiges Selektionskriterium sein müsse und die Evolution sicherlich darauf hingewirkt habe, den Körperbau der Schimpansen in Richtung effizienteren Kletterns zu verändern. Das – so glaubte ich jedenfalls – würde den Kalorienumsatz senken, der für Körperbewegungen erforderlich ist, und somit mehr Ressourcen für die Fortpflanzung und andere lebenswichtige Aufgaben bereitstellen. An meinem Schreibtisch an der Harvard University hatte ich mir Affen vorgestellt, die permanent ums Überleben kämpfen und sich dabei täglich aufs Härteste abmühen.

In besagtem Sommer jedoch, als ich Schimpansen intensiv beobachtete und ihnen von früh bis spät folgte, kam ich zu einem anderen Schluss. Ich stellte fest, dass die Tiere jede Menge Zeit mit Faulenzen verbringen. Und es sollten noch einmal viele Jahre vergehen, bis mir klar wurde, was dies über die Evolution des Menschen aussagt.

Der Affe in uns

Wir sind von Menschenaffen fasziniert, weil wir in ihnen vieles wiederzufinden meinen, was wir von uns selbst kennen. Nicht nur, dass 97 Prozent unserer DNA mit der von Orang-Utans, Gorillas, Schimpansen und Bonobos übereinstimmen. Die Tiere sind auch schlau, wissen Werkzeuge einzusetzen, bekämpfen sich, schließen wieder Frieden miteinander und haben heimlich Sex. Einige töten ihre Nachbarn im Streit und jagen Vertreter anderer Spezies, um sie zu fressen. Die Kleinen lernen von den Müttern, ringen und spielen miteinander und zeigen Trotzanfälle.

Je weiter wir in der Entwicklungsgeschichte zurückgehen, umso mehr ähneln die Fossilien unserer Vorfahren denjenigen von Affen. Alle Arten sind in ständigem Wandel begriffen; dennoch verrät ein Blick auf die heute lebenden Menschenaffenspezies etwas darüber, woher wir kommen und welche unserer Merkmale im Lauf der Stammesgeschichte weitgehend unverändert geblieben sind.

Allerdings sind es nicht so sehr die Ähnlichkeiten, sondern vor allem die Unterschiede zwischen uns und den tierischen Verwandten, die unseren Organismus in einem neuen Licht erscheinen lassen. Fossilienanalysen ebenso wie Untersuchungen in Zoos und Forschungslaboren belegen immer deutlicher, wie radikal sich der menschliche Körper während der zurückliegenden zwei Millionen Jahre gewandelt hat. Experten wissen seit Jahrzehnten, dass dieses jüngste Kapitel unserer Evolution von wichtigen anatomischen und ökologischen Veränderungen gekennzeichnet war. Hierzu zählen die rasante Größenzunahme des Gehirns, das zunehmend effektive Jagen und Sammeln von Nahrung, das Herstellen immer komplexerer Steinwerkzeuge und eine steigende Körpergröße. Die Forscher gingen jedoch im Allgemeinen davon aus, es habe sich hier um Modifikationen der Körperform und des Verhaltens gehandelt und nicht um grundlegende funktionelle Umgestaltungen auf zellulärer Ebene. Neuere Erkenntnisse belegen jedoch, dass sich unsere Vorfahren auch physiologisch verändert haben. Im Gegensatz zu unseren Menschenaffenverwandten hängen wir von körperlicher Aktivität ab: Wir müssen uns bewegen, um zu überleben.

Der typische Tagesablauf eines wilden Schimpansen ähnelt dem eines lethargischen Kreuzfahrtpassagiers, ist allerdings längst nicht so organisiert wie dieser. Er lässt sich wie folgt beschreiben: Wache bei Tagesanbruch auf und frühstücke Obst, bis du satt bist. Dann suche dir einen netten Platz für ein Nickerchen und eventuell für eine leichte Fellpflege. Nach einer Stunde oder so begib dich zu einem sonnenbeschienenen Feigenbaum und labe dich an den Früchten. Vielleicht triffst du anschließend ein paar Freunde, betreibst noch ein bisschen Fellpflege und machst ein weiteres Nickerchen. Gegen 5 Uhr nachmittags nimm ein Dinner zu dir mit noch mehr Früchten und nach Belieben einigen Blättern. Dann ist es Zeit, sich einen schönen Schlafplatz in einem Baum zu suchen. Baue dir dort ein Laubnest und lass es Nacht werden.

Schimpansen verbringen den Tag wie lethargische Kreuzfahrtpassagiere

Natürlich gibt es an einem solchen Tag auch die eine oder andere Aufregung. Zum Beispiel frenetisches Gejohle, wenn die Früchte wirklich köstlich sind, oder gelegentliches Raufen und Sich-gegenseitig-Jagen. Hin und wieder legt das Alphamännchen einen Auftritt hin, verdrischt ein paar Opfer oder stellt auf andere Art seine Macht zur Schau. Im Allgemeinen jedoch führen Schimpansen ein recht unbeschwertes Leben.

Das gilt ebenso für Orang-Utans, Gorillas und Bonobos. Alle Menschenaffen frönen dieser Art von Müßiggang. Die Tiere verbringen acht bis zehn Stunden am Tag mit Ruhen, Fellpflege und Essen, bevor sie sich am Abend für neun bis zehn Stunden zum Nachtschlaf niederlegen. Schimpansen und Bonobos laufen etwa drei Kilometer täglich, Gorillas und Orang-Utans nicht einmal das. Und was ist mit Klettern? Wie ich in jenem Sommer in Uganda festgestellte, legen Schimpansen pro Tag eine Strecke von rund 100 Metern klimmend zurück, was dem Kalorienumsatz von weite- ren anderthalb Kilometern Laufstrecke entspricht. Orang-Utans verhalten sich ähnlich, und Gorillas dürften noch weniger an Bäumen emporsteigen, auch wenn dies bei ihnen bisher nicht gemessen worden ist.

Eine derart bescheidene körperliche Aktivität würde uns in kurzer Zeit ernste gesundheitliche Probleme bescheren. Wenn wir weniger als 10 000 Schritte pro Tag gehen, steigt unser Risiko für Herz-Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen. In den USA bringen es Erwachsene in der Regel auf zirka 5000 Schritte pro Tag – was zu den alarmierend hohen Raten an Diabetes Typ 2 beiträgt, von dem jeder zehnte US-Bürger betroffen ist, sowie zu den vielen Herzerkrankungen, die jeden vierten Todesfall in den Vereinigten Staaten verursachen. So gesehen, müsste es wilden Menschenaffen eigentlich ziemlich schlecht gehen. Wir können ihr Bewegungspensum in Schritte pro Tag umrechnen, um es direkt mit unserem zu vergleichen. Wenn wir das tun, stellen wir fest, dass sie kaum je über das Aktivitätsniveau bewegungsfauler Menschen hinauskommen – und niemals den für uns geltenden Richtwert von 10 000 Schritten pro Tag erreichen.

»Abhängen« vor dem Fernseher verschwendet nicht nur Lebenszeit, sondern verkürzt sie auch

Menschen, die viele Stunden am Schreibtisch oder vor dem Fernseher verbringen, werden eher krank und leben weniger lang, selbst wenn sie zu anderen Zeiten Sport treiben. Weltweit gilt körperliche Inaktivität als ebenso gesundheitsschädigend wie Rauchen: Schätzungsweise mehr als fünf Millionen Menschen sterben jährlich auf Grund bewegungsarmer Lebensweise. Untersuchungen zufolge nimmt bei Menschen, die mehrere Stunden pro Tag fernsehen, die Häufigkeit von Herzinfarkten und Schlaganfällen deutlich zu. Forscher um Michelle McDonnell von der University of South Australia beispielsweise stellten ein 1,4-mal so hohes Risiko für Schlaganfälle bei täglich mehr als vier Stunden TV-Konsum fest. Eine andere australische Studie ergab sogar, dass die Lebenserwartung mit jeder Stunde vor dem TV-Gerät um 22 Minuten sinkt. Falls das stimmt, würde es bedeuten, dass jeder, der die insgesamt 63,5 Stunden der Serie »Game of Thrones« anschaut, einen Tag auf diesem Planeten verliert.

Schimpansen und andere Menschenaffen dagegen sind trotz ihres geringen Bewegungspensums bemerkenswert gesund. Selbst in Gefangenschaft erkranken sie nur selten an Diabetes, und ihr Blutdruck nimmt mit dem Alter nicht zu. Obwohl ihre Cholesterinwerte von Natur aus hoch sind, leiden sie nicht unter Arteriosklerose. Folglich sind diese Tiere weder von Herzinfarkten noch von anderen Komplikationen betroffen, die von verschlossenen Herzkranzgefäßen herrühren. Und sie bleiben schlank. 2016 untersuchte ich gemeinsam mit Stephen Ross vom Lincoln Park Zoo und einem Mitarbeiterteam den Stoffwechselumsatz und die Zusammensetzung des Körpergewebes von Menschenaffen in US-amerikanischen Zoos. Die Ergebnisse waren verblüffend: Obwohl sie in Gefangenschaft lebten, wiesen die Gorillas und Orang-Utans nur 14 bis 23 Prozent Körperfett auf. Bei Schimpansen waren es sogar weniger als zehn Prozent – ähnlich wie bei olympischen Athleten.

Unter unseren Primatenverwandten sind wir Menschen also eindeutig die Ausnahme. Aus irgendwelchen Gründen benötigt unser Körper viel mehr körperliche Aktivität, um normal zu funktionieren. Stundenlang herumzusitzen, das Fell zu pflegen und alle fünfe gerade sein zu lassen, hat sich von einem Standardverhalten zu einem Gesundheitsrisiko gewandelt. Aber warum? Fossilien helfen uns, dieses Rätsel Stück für Stück zu lösen.

Vor etwa sechs oder sieben Millionen Jahren, am Ende des Miozäns, haben sich die Hominini (Gattungsgruppe Mensch) von der Linie der Schimpansen und Bonobos abgespalten. Bis vor rund 25 Jahren kannten Forscher nur wenige Fossilien aus dieser Gruppe, die in die Zeit kurz nach der Abspaltung datieren. Um die Wende vom 20. zum 21. Jahrhundert jedoch entdeckten Paläoanthropologen im Tschad, in Kenia und Äthiopien kurz hintereinander die Überreste dreier homininer Gattungen aus jener Periode: Sahelanthropus, Orrorin und Ardipithecus.

Jeder dieser frühen Homininen unterschied sich hinsichtlich anatomischer Details des Schädels, der Zähne und des Skeletts von heute lebenden Menschenaffen. Ihr Lebenswandel allerdings ähnelte offenbar demjenigen heutiger Arten, sieht man einmal von der Fortbewegung auf zwei Beinen ab. Ihre Mahlzähne glichen in Größe und Schärfe denjenigen von Schimpansen; ihr etwas dickerer Zahnschmelz lässt auf eine gemischte Diät aus Früchten und anderen Pflanzenteilen schließen.

Ardipithecus, gefunden in 4,4 Millionen Jahre alten Ablagerungen in Äthiopien und der bei Weitem am besten bekannte frühe Hominine, besaß lange Arme, lange gekrümmte Finger und Greiffüße. Demnach hielt er sich oft im Geäst auf. Neueren biomechanischen Analysen zufolge, die meine Mitarbeiterin Elaine Kozma an der City University of New York durchgeführt hat, war das Becken von Ardipithecus anatomisch so verändert, dass er sich voll aufrichten und mit geringem Energieaufwand laufen konnte – ohne freilich seine Kletterfähigkeit einzubüßen. Vermutlich war er, der unseren Vorfahren verwandtschaftlich zumindest nahestand, in zwei Welten zu Hause: auf dem Boden und in den Wipfeln der Bäume (siehe auch den Artikel ab S. 32).

In der Zeit von etwa vier bis zwei Millionen Jahren vor heute dominiert die Gattung Australopithecus den homininen Stammbaum. Forscher kennen mindestens fünf Arten, darunter die berühmte »Lucy« und ihre Verwandten. Anatomische Veränderungen der unteren Gliedmaßen deuten auf ein verbessertes Gehvermögen hin, weshalb diese Menschenaffen mehr Zeit am Boden verbracht haben dürften als frühere Arten. Australopithecus besaß keine Greiffüße mehr; die große Zehe stand in einer Linie mit den übrigen Zehen; die Beine waren verlängert und zeigten bereits dasselbe Verhältnis von Beinlänge zu Körpermasse wie beim modernen Menschen. Analysen der Hüfte durch Kozma sowie jüngere Untersuchungen fossiler Fußabdrücke aus Laetoli (Tansania) sprechen dafür, dass diese Homininen eine ziemlich moderne Gangart pflegten. Ihren langen Armen und Fingern zufolge kletterten sie allerdings immer noch regelmäßig in Bäume und schliefen dort möglicherweise auch. Abriebmuster an ihren Zähnen lassen vermuten, dass sich die Australopithecus-Spezies hauptsächlich pflanzlich ernährten. Auf Grund ihrer großen, mit dickem Zahnschmelz ummantelten Mahlzähne dürften sie oft harte und faserreiche Nahrung zerkaut haben.

Das Entstehen eines aufrecht schreitenden Gangs auf zwei Beinen ist bei diesen frühen Homininen von besonderer Bedeutung, denn er geht mit einer neuen Art der Orientierung im Raum einher. Weil sich damit größere Distanzen bei geringem Kalorienumsatz überwinden ließen, waren diese Arten in der Lage, ihren Aktionsradius zu erweitern und in diverse Habitate vorzudringen, die zuvor schwer erreichbar gewesen waren. Weitere wichtige Veränderungen gesellten sich hinzu, etwa der Verlust der großen, scharfen Eckzähne bei den Männchen, dem offenbar Veränderungen im Sozialverhalten zu Grunde lagen. Doch die primär pflanzliche Ernährung und das Beibehalten der Kletterfähigkeit sprechen dafür, dass diese Spezies bezüglich der Nahrungssuche und des alltäglichen Lebenswandels affenähnlich blieben. Die Entfernungen, die sie täglich zurücklegten, waren wahrscheinlich immer noch relativ bescheiden und unterbrochen von vielen Ruhepausen zum Verdauen der faserigen Pflanzenkost.

Tiere jagen und mit Werkzeugen zerlegen: Seit mindestens zwei Millionen Jahren üblich

Für die Zeit vor etwa zwei Millionen Jahren häufen sich Indizien für die Existenz erfindungsreicher Homininen. Schon 3,3 Millionen Jahre alte Sedimente vom Westufer des Turkana-Sees (Kenia) enthalten große unhandliche Steinwerkzeuge, von denen einige rund 15 Kilogramm wiegen, wie Sonia Harmand von der Stony Brook University und ihr Team 2015 entdeckten. In 2,6 Millionen Jahre alten Ausgrabungsstätten in Äthiopien und Kenia fanden Forscher diverse Steinwerkzeuge zusammen mit versteinerten Tierknochen – wobei die Letzteren Rillen und Kratzer aufweisen, die zweifelsfrei von Schlachtungen herrühren. An Fundstätten von vor 1,8 Millionen Jahren sind Knochen mit Schnittspuren und Steinwerkzeuge bereits die Norm, und es waren offensichtlich nicht nur kranke und verletzte Individuen, die den damaligen Jägern zum Opfer fielen: Überreste von geschlachteten Tieren aus der Olduvai-Schlucht in Tansania belegen, dass zur Beute vor allem Huftiere im besten Alter gehörten. Ebenso bedeutsam ist die Erkenntnis, dass Homininen vor 1,8 Millionen Jahren erstmals von Afrika nach Eurasien wanderten und ihre Siedlungsgebiete dramatisch ausdehnten – bis zu den Ausläufern des Kaukasus und den Regenwäldern Indonesiens. Unsere Vorfahren hatten kontinentale Grenzen überwunden.

Der Gebrauch von Steinwerkzeugen, die Einführung einer Diät mit fleischlicher Kost und die Entwicklung von Jäger-und-Sammler-Gemeinschaften sorgten dafür, dass sich die Entwicklungslinie des Menschen von derjenigen der Affen abkoppelte, und zwar unumkehrbar. Diese gravierenden Veränderungen markieren den evolutionären Beginn der Gattung Homo, der wir angehören.

In der Ökologie und in der Evolution dreht sich fast alles um die Ernährung. Die Art der Nahrung bestimmt nicht nur über die Form der Zähne und über die Beschaffenheit des Verdauungsapparats, sondern über die gesamte Physiologie und Lebensweise. Spezies, die reichlich vorhandene und unbewegliche Kost verzehren, müssen weder umständlich danach suchen noch intelligente Strategien anwenden, um an ihr Futter zu kommen – Gras versteckt sich nicht und rennt nicht weg. Beute jedoch, die schwierig aufzuspüren oder zu fangen ist, erfordert ausgedehnte Streifzüge und oft auch eine größere kognitive Leistungsfähigkeit. Früchte fressende Klammeraffen in Mittel- und Südamerika etwa besitzen ein größeres Gehirn und legen täglich fünfmal weitere Strecken zurück als Blätter verzehrende Brüllaffen, mit denen sie sich die Wälder teilen. Raubtiere in der afrikanischen Savanne bewältigen durchschnittlich dreimal so große Entfernungen am Tag wie die Pflanzenfresser, auf die sie Jagd machen.

Der Übergang vom reinen Sammlerleben der frühen Homininen zur Jäger-und-Sammler-Strategie der neuen Gattung Homo hatte weit reichende Konsequenzen. Zum einen stärkte er den Zusammenhalt dieser sozialen Primaten. Sich von Beutetieren zu ernähren, macht es erforderlich, zu kooperieren und zu teilen – schon deshalb, weil es für einen einzelnen Menschen mit einer Steinzeitausrüstung fast unmöglich ist, etwa ein Zebra zu töten und zu verzehren. Fleisch zu erbeuten, ist schwierig und nicht immer von Erfolg gekrönt, daher bietet eine verlässliche Grundversorgung mit pflanzlicher Kost überhaupt erst die Voraussetzung dafür, regelmäßig auf Jagd gehen zu können. Heutige Jäger-und-Sammler-Gemeinschaften beziehen ungefähr die Hälfte ihrer Kalorienzufuhr aus Pflanzen. Neuere Analysen von fossilem Zahnstein haben gezeigt, dass selbst die meisterhaft jagenden, wuchtig gebauten und reichlich Fleisch verzehrenden Neandertaler eine gemischte Diät mit einem hohen pflanzlichen Anteil einschließlich Körnern zu sich nahmen.

Jagen und Sammeln förderte auch die Entwicklung von Intelligenz. Technische Innovationen und kreative Jagdtaktiken brachten mehr Beute ein, was bedeutete, mehr Kalorien für die Reproduktion zur Verfügung zu haben. Soziale Intelligenz dürfte von unschätzbarem Wert gewesen sein, als unsere Vorfahren damit begannen, Kommunikation und Koordination zu festen Bestandteilen ihrer Überlebensstrategie zu machen. Das bestätigen Funde, die Allison Brooks von der George Washington University und Richard Potts vom Smithsonian National Museum of Natural History gemacht haben. Im kenianischen Olorgesailie-Becken entdeckten sie Indizien dafür, dass die kognitiven Leistungen der Homininen vor 320 000 Jahren ein Niveau erlangt hatten, das an jenes der heutigen Menschen heranreichte. Dafür sprechen der Gebrauch von schwarzen und roten Pigmenten für bildhafte Darstellungen sowie die offensichtliche Existenz großräumiger Handelsnetze, um Rohstoffe für Steinwerkzeuge einzutauschen. Das Alter dieser Funde stimmt gut mit dem der bisher ältesten Homo-sapiens-Fossilien überein (rund 300 000 Jahre), die 2017 an der Höhlenfundstelle Djebel Irhoud in Marokko zu Tage traten.

Auf der Suche nach Fleisch

Als Wildbeuter mussten sich die Homininen für den Nahrungserwerb zudem mehr anstrengen. Je weiter man in der Nahrungskette nach oben steigt, umso seltener wird die Beute und umso größer der Aufwand, sie zu finden: In den meisten Habitaten überwiegen die pflanzlichen Kalorien die tierischen bei Weitem. Jäger und Sammler sind bemerkenswert aktiv und legen typischerweise 9 bis 14 Kilometer täglich zu Fuß zurück – das entspricht zirka 12 000 bis 18 000 Schritten. Studien, die David Raichlen von der University of Southern California und ich bei den Wildbeutern der Hadza in Nordtansania durchgeführt haben (siehe »Spektrum« November 2017, S. 20), zeigen dies eindrücklich. Ihre Männer und Frauen leisten an einem Tag körperlich mehr als typische US-Amerikaner in einer Woche und legen täglich drei- bis fünfmal so große Distanzen zurück wie irgendeiner von unseren Menschenaffenverwandten. Frühe Vertreter unserer Gattung, die noch nicht über technische Innovationen wie Pfeil und Bogen verfügten, dürften sogar noch aktiver gewesen sein. Dennis Bramble von der University of Utah und Daniel Lieberman von der Harvard University schrieben 2004 in einem viel beachteten Aufsatz, unsere Vorfahren seien dahingehend evolviert, ihre Beute bis zur völligen Erschöpfung zu hetzen. Zur Untermauerung führten die Autoren mehrere Skelettmerkmale bei Homo erectus an, die für ausdauerndes Laufvermögen sprechen.

Ausdauer-Experten

Weil unsere Vorfahren anatomische Merkmale entwickelten, die den aufrechten Gang ermöglichten (Bildfolge), konnten sie größere Entfernungen bei geringerem Kalorienumsatz zurücklegen und somit in neue Lebensräume vorstoßen. Als sie dann noch anfingen, Tiere zu jagen, nahm ihre körperliche Aktivität weiter zu, einhergehend mit einem erhöhten Aktionsradius für die Nahrungssuche. Ihre Physiologie passte sich diesem bewegungsreichen Lebensstil an. Da wir ihr Erbgut in uns tragen, müssen wir unserer Gesundheit zuliebe Sport treiben.

Die stetige Größenzunahme des Gehirns und die wachsende technische Komplexität im Verlauf der vergangenen zwei Millionen Jahre scheinen sich auf den ersten Blick zwangsläufig und unaufhaltsam entwickelt zu haben, doch dieser Eindruck täuscht. Die Evolution folgt keinem Plan. 2015 stellten Lee Berger von der University of the Witwatersrand und sein Team ihre Entdeckung hunderter Fossilien von Homo naledi vor (siehe Artikel ab S. 52). Die Wissenschaftler hatten die Überreste dieser Menschenart aus tief gelegenen Ablagerungen eines Höhlensystems geborgen und auf ein Alter von 236 000 bis 335 000 Jahren datiert. Mit einem Gehirn, das nur zehn Prozent größer als jenes von Australopithecus war, und einer Körpergröße, wie man sie bei frühen Vertretern der Gattung Homo findet, repräsentiert dieser Hominine offenbar eine eigene Linie innerhalb unserer Gattung. Sie endete irgendwann im Pleistozän, nachdem Homo naledi sich mehr als eine Million Jahre lang ohne die Größenzunahme des Gehirns behauptet hatte, die für andere Homo-Arten typisch war. Er erinnert uns daran, dass die Evolution kein Ziel hat und demzufolge auch wir nicht ihr unvermeidliches Ergebnis waren.

Kein Körpermerkmal entsteht isoliert. Das Gehirn muss bequem im Schädel Platz finden, die Zähne müssen in die Kiefer passen, Muskeln, Nerven und Knochen müssen harmonisch aufeinander abgestimmt sein. Das gilt ebenso für Verhaltensmerkmale. Wenn eine Strategie wie das Jagen und Sammeln zur Norm wird, passt sich die Physiologie daran an und wird sogar davon abhängig.

Mehr Wissen auf

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Ein Beispiel ist das Vitamin C. In frühen Säugetieren entwickelte sich ein mehrstufiger Stoffwechselprozess, bei dem sich dieses wichtige Vitamin selbst bildete. Die Kaskade, an der mehrere Gene mitwirken, ist bei Nagetieren, Fleischfressern und vielen anderen Säugern bis heute intakt. Als unsere Primatenvorfahren vor zehn Millionen Jahren Vitamin-C-reiche Früchte zu ihrer bevorzugten Kost machten, stoppte die Eigenproduktion dieses Stoffs jedoch, weil sie nicht mehr darauf angewiesen waren. Ihre Physiologie passte sich ihrem Verhalten an, indem jenes Gen mutierte, das für den letzten Schritt der Vitamin-C-Synthese zuständig war. Infolgedessen können die heutigen Primaten – darunter die Affen und Menschenaffen – den Stoff nicht mehr selbst bilden. Wird er uns nicht von außen zugeführt, etwa als Nahrungsbestandteil, erkranken wir an Skorbut und sterben.

Die Evolution einer speziellen Atemtechnik bei manchen Hai-, Makrelen- und Tunfischarten liefert ein etwas entfernteres, aber dennoch treffendes Beispiel. Diese Spezies haben eine hochaktive Form der Nahrungssuche entwickelt, indem sie Tag und Nacht pausenlos schwimmen. Ihre Anatomie und Physiologie hat sich mittels einer »Staudruck-Atmung« daran angepasst: Wegen der ständigen Vorwärtsbewegung strömt Wasser über das Maul ein und an den Kiemen vorbei. Die Tiere müssen es deshalb nicht aktiv zu den Kiemen pumpen, weshalb sie keine Kiemenmuskulatur mehr ausbilden. Das spart Energie, bringt diese Fische aber in Erstickungsgefahr: Wenn sie aufhören zu schwimmen, sterben sie.

Sieben Stunden Schlaf reichen uns – das ist vergleichsweise wenig

Wir wissen zwar schon seit Langem, dass uns körperliche Aktivität guttut. Doch auf welch vielfältige Weise sich unsere Physiologie an die bewegungsintensive Lebensweise des Jagens und Sammelns angepasst hat, beginnen wir gerade erst zu verstehen. Fast jedes Organ ist bis hinunter auf die zelluläre Ebene davon betroffen. Das gilt in besonders faszinierender Weise für das Gehirn. Es kann mit erstaunlich wenig Schlaf auskommen, selbst in Gemeinschaften, die kein künstliches Licht oder andere technische Ruhestörer nutzen. Rund um den Globus – egal ob bei den Hadza in der afrikanischen Savanne, bei den Tsimane im Amazonas-Regenwald oder bei den Stadtbewohnern von New York – brauchen Erwachsene rund sieben Stunden Schlaf pro Nacht und damit weitaus weniger als andere Menschenaffen.

Wie David Raichlen und seine Mitarbeiter belegen konnten, ist unser Gehirn so evolviert, dass es anhaltende körperliche Aktivität belohnt. Auf Dauerlauf beispielsweise reagiert es mit der Produktion von Endocannabinoiden, die den Läufer in eine Art Rausch versetzen. Raichlen und andere Forscher postulieren sogar, exzessive körperliche Aktivität habe zur massiven Größenzunahme unseres Gehirns beigetragen, und wir bräuchten viel Bewegung, damit sich unser Denkorgan normal entwickle. Sport führt zur Freisetzung neurotropher Substanzen, die das Nervenund Gehirnwachstum ankurbeln; zudem verbessert er die Gedächtnisleistung und verzögert den altersbedingten kognitiven Abbau.

Unser Stoffwechsel hat sich ebenfalls an einen bewegungsintensiven Lebenswandel angepasst. Die maximale Sauerstoffaufnahme als obere Grenze der Ausdauerleistung ist beim Menschen mindestens viermal so hoch wie bei Schimpansen. Dafür zeichnen vor allem unsere Beinmuskeln verantwortlich: Sie sind um 50 Prozent größer und haben einen viel höheren Anteil an langsamen, ausdauernd arbeitenden Fasern als die Beinmuskeln der anderen Menschenaffen. Unser Blut enthält außerdem mehr Erythrozyten (rote Blutzellen), die Sauerstoff in den Körper transportieren. Doch die Anpassungen gehen noch weiter: Anscheinend ist auch der Kalorienumsatz unserer Zellen erhöht. Wie Stephen Ross, Raichlen, ich und weitere Wissenschaftler zeigten, haben Menschen einen beschleunigten Stoffwechsel entwickelt, der den Treibstoff für erhöhte körperliche Aktivität und andere energetisch aufwändige Merkmale liefert, einschließlich des größeren Gehirns.

All diese Erkenntnisse sollten uns dazu anregen, die Bedeutung körperlicher Aktivität neu zu überdenken. Regelmäßige Bewegung wird oft als Mittel zum Abnehmen angepriesen oder als gesundheitsfördernde Maßnahme für einen bewussten Lebensstil. Aber sie ist keine Option, sondern ein Muss. Und die Minderung des Körpergewichts dürfte zu jenen Nutzeffekten zählen, die Sport am wenigsten erbringt. Unser Organismus ist auf tägliche körperliche Aktivität ausgelegt; gewähren wir sie ihm, arbeitet er nicht mehr, sondern besser. Wie ich und andere herausgefunden haben, wirkt sich physische Aktivität kaum auf den täglichen Gesamtenergieaufwand aus: Die Jäger und Sammler des Hadza-Volks setzen etwa genauso viel Kalorien pro Tag um wie westliche Stubenhocker (siehe »Spektrum« November 2017, S. 12). Darum ist es so unglaublich schwierig, Körpergewicht mittels sportlicher Betätigung abzubauen. Sport lässt nicht unbedingt die Pfunde purzeln, doch er reguliert, wofür der Organismus Energie bereitstellt und wie er seine lebenswichtigen Funktionen koordiniert.

Sport lässt unseren Organismus nicht mehr, sondern besser arbeiten

Laut neuen Erkenntnissen der Stoffwechselforschung setzt Muskeltraining hunderte Signalsubstanzen im Körper frei. Was diese physiologisch alles bewirken, haben wir bislang nur in Ansätzen verstanden. Sicher ist, dass Ausdauertraining chronische Entzündungen dämpft, einen bedeutenden Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Es senkt zudem die Ruhespiegel der Steroidhormone Testosteron, Östrogen und Progesteron. Infolgedessen erkranken Erwachsene, die regelmäßig ausdauernd trainieren, seltener an hormonabhängigen Tumoren der Geschlechtsorgane und -drüsen.

Körperliche Aktivität kann auch dem morgendlichen Anstieg des Stresshormons Kortisol entgegenwirken. Zudem macht sie Körperzellen empfindlicher gegenüber Insulin, senkt damit das Risiko eines Diabetes Typ 2 und bringt den Organismus dazu, Glukose vermehrt in muskuläres Glykogen umzuwandeln statt in Fett. Bei regelmäßigem Bewegungstraining wehrt unser Immunsystem infektiöse Krankheitserreger effektiver ab, besonders im Alter. Selbst leichte Aktivität, etwa Stehen statt Sitzen, veranlasst die Muskeln zum Bilden von Enzymen, die Blutfette abbauen.

Es ist daher wenig verwunderlich, dass Herzkomplikationen, Diabetes und andere typische Zivilisationskrankheiten bei Jägern und Sammlern wie den Hadza praktisch unbekannt sind. Wir müssen aber nicht deren Lebensweise übernehmen oder Marathon laufen, um von ähnlichen Effekten zu profitieren. Die Lektion, die wir von den Hadza, Tsimane und anderen lernen: Es kommt vor allem auf die Menge an und weniger auf die Intensität. Diese Menschen sind von früh bis spät auf den Beinen und täglich etliche Stunden körperlich aktiv, überwiegend in Form von Laufen. Wir können uns dem annähern, indem wir gehen oder radeln, statt Auto zu fahren, Treppen steigen, statt den Fahrstuhl zu nehmen, und generell bei jeder sich bietenden Gelegenheit unseren Allerwertesten bewegen. Eine 2017 publizierte Studie von Forschern um William Tigbe von der University of Warwick hat gezeigt, wie das aussehen kann. Sie ergab, dass Glasgower Postangestellte umso gesünder sind, je mehr sie sich körperlich betätigen, etwa beim Austragen der Post: Jene, die täglich 15 000 Schritte absolvierten oder sieben Stunden auf den Beinen waren (was dem Aktivitätsniveau der Hadza entspricht), wiesen die wenigsten Anzeichen für Herz-Kreislauf- und Stoffwechselerkrankungen auf.

Wenn wir schon dabei sind, sollten wir noch weitere Lehren aus dem Verhalten der Hadza und anderer Wildbeuter ziehen. Neben viel Bewegung und Vollwertkost ist der Alltag dieser Menschen von ausgiebigen Aufenthalten an der frischen Luft sowie von Freundschaften und familiärem Zusammensein geprägt. Es gibt keine ausgeprägten Hierarchien bei ihnen und auch keine großen Unterschiede in ihrem ökonomischen Status. Wir wissen zwar nicht genau, wie dies ihre Gesundheit beeinflusst, aber es ist bekannt, dass große sozioökonomische Unterschiede in den Industrieländern zu chronischem Stress beitragen, was wiederum Zivilisationskrankheiten fördert.

Freude an einer körperlich aktiveren Lebensweise zu finden, wäre einfacher, wenn wir nicht mit dem Gorilla in unserem Kopf ringen müssten: Wir hören zu viel auf den Menschenaffen in uns, was unsere Lebensgestaltung anbelangt. Wir schlagen uns den Bauch mit Schnellgerichten voll, sehen uns wandelnde Zombies an, statt selbst zu laufen, und pflegen Freundschaften im Sessel mit dem Smartphone in der Hand, statt unsere Bekannten zu besuchen. Wir sind fasziniert davon, uns in den großen Menschenaffen wiederzuerkennen, doch auf Grund unseres evolutionären Hintergrunds unterscheiden wir uns in Wirklichkeit ziemlich stark von ihnen.

QUELLEN

Pontzer, H.: The crown joules: energetics, ecology, and evolution in humans and other primates. Evolutionary Anthropology 26, 2017

Pontzer, H.: Economy and endurance in human evolution. Current Biology 27, 2017

Raichlen, D.A. et al.: Differential associations of engagement in physical activity and estimated cardiorespiratory fitness with brain volume in middle-aged to older adults. Brain Imaging and Behavior, 2019

Tigbe, W. et al.: Time spent in sedentary posture is associated with waist circumference and cardiovascular risk. International Journal of Obesity 41, 2017