Aufrechter Gang

Veränderungen der Umweltbedingungen

Vor ca. 6 Mio Jahren begann allmählich eine globale Veränderung des Klimas. Dies wurde u.a. durch Oszillationen in der Erdumlaufbahn hervorgerufen (sog. Milankovic-Zyklen). Das globale Klima wurde allmählich kühler, aber auch zunehmend unstabiler. Kühl-trockene und feucht-warme Phasen wechselten sich ab.

Hebungen im Ostafrikanischen Grabenbruch führten außerdem dazu, dass sich das Klima und die Landschaft in Ost-Afrika besonders stark veränderten. Es entstand eine mosaikartige Landschaft aus Seen, Bergen, Tälern und Baumsavannen.

Bildquelle: Climate.gov, verändert nach Smithsonian Institution

Veränderungen des Klimas in der Vergangenheit können Forscher mithilfe von Meeressedimenten untersuchen.

Im linken Diagramm zeigen hohe Werte eine wärmere Erdtemperatur und niedrige Wert eine kühlere Erdtemperatur an.

Die Veränderung des Klimas führte zu Veränderungen der Landschaft. Dichter Regenwald verwandelte sich allmählich zu einer Baum- und Strauchsavanne.

Wenn sich die biotischen und abiotischen Umweltbedingungen ändern, ändern sich auch die Vor- und Nachteile, die bestimmte Verhaltensweisen und andere Merkmale für das Überleben von Organismen haben. Man spricht von der Funktion oder Auswirkung von Merkmalen: Welche Funktionen oder Auswirkungen hat ein Merkmal unter gegebenen Umweltbedingungen für das Überleben und die Fortpflanzung eines Organismus?

Je nach Umweltbedingungen sind zum Beispiel bestimmte Ernährungsweisen vorteilhafter als andere. Je nach Umweltbedingungen sind auch bestimmte Fortbewegungsarten vorteilhafter als andere. Viele Lebewesen können ihr Verhalten zwar schnell ändern und sind mehr oder weniger flexibel. Lebewesen können jedoch im Laufe ihres Lebens nicht ihren Körperbau oder andere morphologische und physiologische Merkmale verändern. Die Veränderung dieser Merkmale geschieht nur auf der Ebene einer Population - diejenigen, deren Merkmale bewirken, dass sie besser überleben und sich fortpflanzen können als andere, werden mehr Nachkommen haben, und das Merkmal wird so vermehrt in der Population auftreten.

Das Zusammenspiel zwischen Umweltbedingungen, Verhalten, körperlichen Merkmalen, und deren Vor-/Nachteile für das Überleben und die Fortpflanzung, kann über viele Generationen dazu führen, dass sich bestimmte Fortbewegungsarten in einer Population ausbreiten.

Schimpansen können mehr oder weniger gut aufrecht gehen, um z.B. Nahrung über eine kurze Entfernung zu tragen. Doch sie lebten bisher nicht unter Umweltbedingungen, unter denen dieses Verhalten bedeutende Auswirkungen auf ihren Überlebens- und Fortpflanzungserfolg hat. Schimpansen, die nicht aufrecht gehen, können etwa genauso gut überleben und sich fortpflanzen. So gab es bisher keine natürliche Selektion des Merkmals" Aufrechter Gang" unter Schimpansen-Populationen.

Ursache-Wirkungs-Diagramm zur natürlichen Selektion des Merkmals "Aufrechter Gang"

Vor ca. 6 Mio Jahren begannen die Umweltbedingungen, unter denen unsere Vorfahren lebten, sich zu verändern. Die Landschaft, Tier- und Pflanzenwelt veränderten sich allmählich und über viele Generationen, von einem tropischen Regenwald, hin zu einer Baum- und Strauchsavanne.

Die Umweltbedingungen der Savanne bewirkten, dass ein aufrechter Gang viele Vorteile für das Überleben und den Fortpflanzungserfolg (Fitnessvorteil) hatte.

So wirkten diese Bedingungen als Selektionsdruck für den aufrechten Gang. Hominide, die aufrecht gingen (unabhängig davon, ob sie sich der Vorteile "bewusst" waren oder dieses Verhalten "mit Absicht" ausführten), würden einen Fitnessvorteil gegenüber denjenigen in ihrer Population haben, welche dieses Verhalten nicht ausführten. Unter denen, die vermehrt aufrecht gingen, hatten wiederum diejenigen einen Fitnessvorteil, deren Körper dieses Verhalten ermöglichte, erleichterte, oder effizienter machte. Unter denen, die die besten körperlichen Voraussetzungen für den aufrechten Gang hatten, hatten diejenigen wiederum einen Fitnessvorteil, deren unterschiedliche genetische Veranlagung diesen Vorteil ermöglichte. Ihre Merkmale würden an ihre Nachkommen vererbt werden, welche ebenfalls einen Fitnessvorteil aufgrund der verbesserten Fähigkeit für den aufrechten Gang erfahren würden.

All dies bewirkte die natürliche Selektion des Verhaltens "aufrechter Gang", der Körperstrukturen, die den aufrechten Gang ermöglichen, und der Gene, die an der Ausbildung dieser Körperstrukturen beteiligt sind, in den Populationen unserer Vorfahren. Wir haben diese Merkmale von ihnen geerbt.

Wenn wir ein Merkmal in einer Population vorfinden, weil es den Überlebens- und Fortpflanzungserfolg erhöht und durch natürliche Selektion entstanden ist, spricht man von einer Anpassung. Das Merkmal trägt dazu bei, dass ein Lebewesen oder eine Population an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst ist.

Die Rolle der sozialen Umwelt in der Entwicklung des Merkmals "aufrechter Gang"

Das aufrechte Gehen lernen wir erst im Laufe unseres ersten Lebensjahres. Unsere soziale Umwelt hilft uns hierbei - Eltern und andere Menschen, die uns Halt geben und uns anspornen.

Würden wir als Baby genauso gut und schnell aufrecht laufen lernen, wenn nicht alle anderen Menschen in unserem sozialen Umwelt aufrecht liefen und uns beim Lernen dieses Verhaltens unterstützten?

Wie könnte das oben dargestellte Ursache-Wirkungs-Diagramm erweitert werden, um auch die Rolle der sozialen Umwelt in der Entwicklung des Merkmals "aufrechter Gang" abzubilden?

Ursache-Wirkungs-Diagramm, welches die zusätzliche Rolle der sozialen Umwelt in der Entwicklung des Merkmals "aufrechter Gang" abbildet.

Literaturangaben

  • Carvalho, S., Biro, D., Cunha, E., Hockings, K., McGrew, W. C., Richmond, B. G., & Matsuzawa, T. (2012). Chimpanzee carrying behaviour and the origins of human bipedality. Current Biology, 22(6), R180–R181. https://doi.org/10.1016/j.cub.2012.01.052