Mensch oder Affe? Medizintechnik – einmal anders

Der Unterschied liegt in der Hand

| Redakteur: Jürgen Sprenzinger

Spezielle Computeralgorithmen für die Auswertung von Computertomographie-Aufnahmen von Knochen zeigen: Schon vor Millionen Jahren verwendeten unsere Vorfahren ihre Hände ganz ähnlich wie wir
Spezielle Computeralgorithmen für die Auswertung von Computertomographie-Aufnahmen von Knochen zeigen: Schon vor Millionen Jahren verwendeten unsere Vorfahren ihre Hände ganz ähnlich wie wir (Bild: Archiv)

Bereits vor Millionen Jahren dürfte Australopithecus africanus Werkzeuge verwendet haben. Das konnte nun mit Hilfe von Computertomographie und Software der TU Wien herausgefunden werden. In vielen Punkten sind wir unseren affenartigen Vorfahren recht ähnlich – aber unsere Hände benutzen wir auf ganz andere Weise als sie.

In vielen Punkten sind wir unseren affenartigen Vorfahren recht ähnlich – aber unsere Hände benutzen wir auf ganz andere Weise als sie. Wenn sich Affen von Ast zu Ast schwingen oder wenn sie gestützt auf die Fingerknöchel auf allen Vieren laufen, dann werden die Handknochen dabei ganz anders beansprucht als beim Werkzeuggebrauch. Das lässt sich auch nach Millionen Jahren noch an Knochenfossilien feststellen.

Computeralgorithmen werten Computertomographie aus

Ein Forschungsprojekt, geleitet von der Universität Kent in Großbritannien, konnte nun zeigen, dass der Australopithecus africanus vor zwei bis drei Millionen Jahren seine Hände schon ganz ähnlich benutzte wie wir und die Fähigkeit zur Benutzung von Werkzeugen hatte. Einen wesentlichen Beitrag zu dem Ergebnis leistete die TU Wien, wo spezielle Computeralgorithmen für die Auswertung von Computertomographie-Aufnahmen von Knochen entwickelt wurden. Ebenfalls am Projekt beteiligt waren das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und das University College London. Die Forschungsergebnisse wurden nun im Journal „Science“ veröffentlicht.

Der Knochen passt sich der Belastung an

Wir Menschen verwenden unsere Hände für kraftvolles Greifen und Präzisionsbewegungen, etwa wenn wir einen Schlüssel benutzen. Solche Belastungen beeinflussen den ständigen Knochenumbau und hinterlassen somit ihre Spuren in den sogenannten Trabekeln, feinen Strukturen im schwammartig aufgebauten Innenbereich des Knochens, welche Millionen von Jahren überdauern. „Diese Strukturen richten sich im Lauf der Zeit so aus, dass sie die täglich auftretenden Belastungen möglichst gut aufnehmen können“, sagt Prof. Dieter Pahr vom Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik der TU Wien. Neben anderen Einflussfaktoren ist die mechanische Belastung hauptsächlich für die Veränderung des Knochens beim einzelnen Individuum verantwortlich.

3D-Bild des Knocheninneren

Mit Computertomographen lässt sich ein dreidimensionales Bild des Knocheninneren herstellen – und mit der Software, die an der TU Wien entwickelt wurde, kann man daraus berechnen, wie dicht der schwammartige Knochen ist und in welcher Richtung der Knochen bevorzugt belastet wurde. Somit lässt sich das Geheimnis lüften was eine Spezies vor Jahrmillionen mit den Händen gemacht hat. Das Softwarepaket „medtool“ wird mittlerweile von einem Spin-Off der TU Wien vertrieben und in der Medizintechnik und klinischen Forschung eingesetzt.

Hatten unsere Vorfahren eher Menschenhände oder Affenhände?

Zwischen Mittelhand- und Daumenknochen von Menschen und von Schimpansen ist ein sehr deutlicher Unterschied festzustellen. Dadurch ist es auch möglich, Aussagen über das Verhalten unserer älteren Verwandten zu machen: Neandertaler verwendeten bereits Steinwerkzeuge – daher zeigen ihre Knochen erwartungsgemäß die typisch menschlichen Belastungsmuster. Unklar war bisher allerdings, ob dasselbe auch für den viel älteren Australopithecus africanus gilt.

Tatsächlich konnte nun gezeigt werden, dass fossile Knochen des Australopithecus dem menschlichen Knochenbelastungsmuster entsprechen und sich von denen des Zwergschimpansen deutlich unterscheiden. Australopithecus africanus dürfte seine Zeit also weniger mit dem Klettern auf Bäumen, sondern eher mit der Verwendung von Werkzeugen verbracht haben. Diese Ergebnisse stärken nun die in letzter Zeit aufgekommene Vermutung, dass die Verwendung von Steinwerkzeugen menschheitsgeschichtlich deutlich weiter zurückreicht als man früher dachte. Schon vor Millionen Jahren verwendeten unsere Vorfahren ihre Hände ganz ähnlich wie wir.

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