Aufrechter Gang und Stammesentwicklung des Menschen
Im Neandertal bei Mettmann, nur wenige Kilometer von Düsseldorf entfernt, fanden Arbeiter 1856 in einem Steinbruch merkwürdige Knochen. Sie gehörten zu einem Menschen, der nicht wie wir aussah. Wer waren diese Menschen, und woher kommen wir selbst? Am Ende der Seite kannst du diese Fragen beantworten.
Bipedie: Was den aufrechten Gang ausmacht
Menschenaffen wie Schimpansen laufen meist auf allen vieren und klettern gut. Der Mensch geht dagegen auf zwei Beinen. Diese Fortbewegung heißt Bipedie (Zweibeinigkeit, aufrechter Gang).
Auch an einem Skelett erkennt man, ob ein Lebewesen aufrecht ging. Die Merkmale passen zu dem, was der Körper beim Gehen leisten muss:
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Wirbelsäule: Beim Menschen ist sie doppelt-S-förmig. Sie federt Stöße ab und trägt den Oberkörper senkrecht über dem Becken.
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Becken: Es ist kurz und breit wie eine Schale. Es stützt die Eingeweide und bietet den Rumpfmuskeln Halt.
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Hinterhauptsloch: Hier tritt das Rückenmark aus dem Schädel. Beim aufrechten Gang liegt es weit unten, nach vorn verlagert, damit der Kopf auf der Wirbelsäule balanciert. Beim Schimpansen liegt es weiter hinten.
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Beine und Füße: Die Beine sind lang. Der Fuß hat ein Gewölbe und eine große Zehe, die nach vorn zeigt (keine Greifzehe).
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Hände: Sie sind frei und können Gegenstände tragen und Werkzeuge benutzen.
Erkläre, was man unter Bipedie versteht, und nenne zwei körperliche Merkmale, an denen man den aufrechten Gang bei einem Skelett erkennen kann.
Erkläre, was man unter Bipedie versteht, und nenne zwei körperliche Merkmale, an denen man den aufrechten Gang bei einem Skelett erkennen kann.
Hypothesen zur Entstehung des aufrechten Gangs
Warum entstand der aufrechte Gang? Das weiß niemand sicher, denn niemand war dabei. Man hat nur Fossilien und Modellvorstellungen. Daraus entstehen Hypothesen, die mit dem Konzept der Selektion erklärt werden: Eine Eigenschaft setzt sich durch, wenn ihre Träger mehr Nachkommen haben (höhere Fitness).
| Hypothese | Möglicher Selektionsvorteil |
|---|---|
| Savanne: Überblick | Wer aufrecht steht, sieht Feinde und Nahrung über dem hohen Gras früher. |
| Energiesparen | Zweibeiniges Gehen kostet auf langen Strecken weniger Energie als Laufen auf vier Beinen. |
| Hitzeschutz | Aufrecht ist weniger Körperoberfläche der Mittagssonne ausgesetzt, mehr Körper steht im kühlenden Wind. |
| Freie Hände | Die Hände können Nahrung und Junge tragen. |
Solche Hypothesen sind naturwissenschaftliche Modellvorstellungen: Man kann sie mit Fossilfunden und Beobachtungen überprüfen und bei neuen Befunden ändern (Vorläufigkeit). Aussagen wie „Der Mensch wurde so geschaffen“ lassen sich dagegen nicht überprüfen und sind keine naturwissenschaftlichen Erklärungen.
Wahrscheinlich haben mehrere Vorteile zusammengewirkt. Warum lässt sich keine Hypothese endgültig beweisen? Man kann das Verhalten ausgestorbener Tiere nicht beobachten, und Fossilien zeigen nur den Körperbau, nicht die Gründe. Eine Hypothese gilt daher als gut gestützt oder als weniger gut gestützt, aber nicht als „bewiesen“.
Für die Entstehung des aufrechten Gangs gibt es mehrere Hypothesen, z. B.: Hypothese A: Im Grasland der Savanne konnten aufrecht gehende Tiere weiter über das hohe Gras…
Für die Entstehung des aufrechten Gangs gibt es mehrere Hypothesen, z. B.:
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Hypothese A: Im Grasland der Savanne konnten aufrecht gehende Tiere weiter über das hohe Gras sehen.
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Hypothese B: Aufrechter Gang spart beim Fortbewegen Energie.
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Hypothese C: Aufrecht stehend wird weniger Körperoberfläche der Sonne ausgesetzt.
- a) Erläutere für zwei der Hypothesen, welchen Selektionsvorteil der aufrechte Gang bringen könnte.
- b) Erkläre, warum man eine solche Hypothese nicht endgültig beweisen kann.
Hominiden: Stammbusch statt Marsch des Fortschritts
Zu den Hominiden (Menschenartigen) zählt man alle Formen, die der Entwicklungslinie zum heutigen Menschen nahestehen. Wichtige Vertreter in zeitlicher Reihenfolge ihres ersten Auftretens:
| Vertreter | Alter (ungefähr) | Besonderheit |
|---|---|---|
| Australopithecus afarensis (z. B. „Lucy“, ca. 3,2 Mio. Jahre alt) | ab 3,9 Mio. Jahre | aufrechter Gang, Gehirn nur etwa 400 cm³ |
| Homo habilis | ab 2,4 Mio. Jahre | einfache Steinwerkzeuge, Gehirn etwa 600 cm³ |
| Homo erectus | ab 1,9 Mio. Jahre | Gehirn bis etwa 1.000 cm³, Feuernutzung, verbreitete sich aus Afrika |
| Homo neanderthalensis | ab etwa 400.000 Jahre | kräftiger Körper, Gehirn mindestens so groß wie unseres |
| Homo sapiens | ab etwa 300.000 Jahre | Gehirn etwa 1.350 cm³, kunstvolle Werkzeuge, Sprache und Kunst |
Wichtig: Der Mensch stammt nicht vom Schimpansen ab. Menschen und Schimpansen haben gemeinsame Vorfahren, die vor etwa 6 bis 7 Mio. Jahren lebten. Danach trennten sich die Linien, und beide entwickelten sich weiter. Der Schimpanse ist also kein „Vorfahr“, sondern ein Verwandter.
Oft sieht man die Menschwerdung als Reihe: gebückter Affe, dann aufrechter Urmensch, dann wir. Dieser „Marsch des Fortschritts“ ist falsch. Viele Formen lebten zur gleichen Zeit nebeneinander, viele Linien starben aus. Ein Stammbusch mit vielen Verzweigungen, von denen nur eine zu uns führt, gibt das besser wieder. Der moderne Mensch und der Neandertaler haben gemeinsame Vorfahren (etwa Homo heidelbergensis oder verwandte Formen), sind aber zwei getrennte Zweige.
Nenne drei Vertreter der Hominiden aus der Entwicklungslinie des Menschen (z. B. Gattungen oder Arten) und ordne sie grob der Reihenfolge ihres ersten Auftretens zu.
Nenne drei Vertreter der Hominiden aus der Entwicklungslinie des Menschen (z. B. Gattungen oder Arten) und ordne sie grob der Reihenfolge ihres ersten Auftretens zu.
Erkläre, warum man sagt, der Mensch stamme „nicht vom Schimpansen ab“, sondern beide hätten gemeinsame Vorfahren.
Erkläre, warum man sagt, der Mensch stamme „nicht vom Schimpansen ab“, sondern beide hätten gemeinsame Vorfahren.
Ein Schulbuch zeigt die Entwicklung des Menschen als gerade Linie vom Affen zum modernen Menschen („Marsch des Fortschritts“). a) Erkläre, warum diese Darstellung die…
Ein Schulbuch zeigt die Entwicklung des Menschen als gerade Linie vom Affen zum modernen Menschen („Marsch des Fortschritts“).
- a) Erkläre, warum diese Darstellung die Stammesentwicklung falsch wiedergibt.
- b) Beschreibe, wie ein Stammbaum (Stammbusch) die Verwandtschaft der Hominiden besser darstellt.
Fossilien lesen: Lucy und die Reihenfolge der Merkmale
Fossilien der Hominiden sind selten und meist unvollständig: Knochen zerfallen, werden von Tieren verschleppt oder liegen an Orten, an denen keine Sedimente sie bedecken. Oft hat man nur Schädelstücke, Zähne oder einzelne Knochen. Das macht die Deutung schwierig: Gehören Knochen zu einer oder zu mehreren Arten? Ist ein Unterschied Variabilität innerhalb einer Art oder ein Artunterschied?
Der Neandertaler dagegen hatte ein Gehirn, das mindestens so groß war wie unseres.
Das Skelett „Lucy“ (Australopithecus afarensis*, ca. 3,2 Millionen Jahre alt) hat ein kurzes, breites Becken, ein nach vorn verlagertes Hinterhauptsloch und ein…
Das Skelett „Lucy“ (Australopithecus afarensis, ca. 3,2 Millionen Jahre alt) hat ein kurzes, breites Becken, ein nach vorn verlagertes Hinterhauptsloch und ein Gehirnvolumen von etwa 400 cm³. Das Gehirnvolumen des heutigen Menschen beträgt etwa 1.350 cm³.
- a) Berechne, wie viel Prozent des heutigen Gehirnvolumens Lucys Gehirn ausmachte.
- b) Begründe anhand der Merkmale, dass Australopithecus afarensis aufrecht ging.
- c) Erläutere, was der Befund über die zeitliche Abfolge von aufrechtem Gang und Gehirnvergrößerung aussagt.
Neue Fossilfunde führen manchmal dazu, dass Stammbäume der Hominiden verändert werden. a) Erkläre, warum Fossilfunde der Hominiden oft nur Bruchstücke von Skeletten sind…
Neue Fossilfunde führen manchmal dazu, dass Stammbäume der Hominiden verändert werden.
- a) Erkläre, warum Fossilfunde der Hominiden oft nur Bruchstücke von Skeletten sind und welche Schwierigkeiten sich daraus ergeben.
- b) Erläutere, wie sich Wissenschaftler bei widersprüchlichen Deutungen eines Fundes verhalten sollten.
- c) Nimm Stellung zu der Aussage: „Die Evolution des Menschen ist nur eine Theorie und deshalb unsicher.“ Berücksichtige den naturwissenschaftlichen Begriff „Theorie“.
Der Neandertaler und die Vorläufigkeit der Wissenschaft
Der Neandertaler (Homo neanderthalensis) lebte in Europa und Westasien und starb vor etwa 40.000 Jahren aus. Er hatte einen kräftigen Körperbau, ausgeprägte Überaugenwülste, eine fliehende Stirn und ein Gehirn, das so groß war wie unseres. Wie wir ging er aufrecht, nutzte Feuer, fertigte Werkzeuge und bestattete vermutlich Tote.
| Unterschiede zu Homo sapiens | Gemeinsamkeiten |
|---|---|
| Überaugenwülste, fliehende Stirn, kein ausgeprägtes Kinn | aufrechter Gang |
| kräftigere Knochen, gedrungener Körper | großes Gehirn |
| flacherer, längerer Schädel | Werkzeuge, Feuer |
Früher hielt man den Neandertaler für einen „Vorfahren“ oder für einen primitiven Menschen. Heute gilt er als eigene Menschenform: Er und der moderne Mensch haben gemeinsame Vorfahren, aber der Neandertaler ist kein direkter Vorfahr von uns, denn beide Linien haben sich schon früher von diesen gemeinsamen Vorfahren getrennt und lebten später zeitweise nebeneinander in Europa.
Seit einigen Jahren kann man aus Knochen alte DNA gewinnen und mit unserer vergleichen. Das Ergebnis: Heutige Menschen außerhalb Afrikas tragen im Durchschnitt etwa $1$ bis $2\,\%$ Neandertaler-DNA. Menschen und Neandertaler müssen sich also vermischt haben. Die frühere Vorstellung, beide Gruppen seien völlig getrennt geblieben, musste angepasst werden.
Das zeigt, wie Wissenschaft arbeitet: Aussagen sind vorläufig. Neue Funde oder Methoden können sie bestätigen, ändern oder widerlegen. Im Alltag sagt man „Das ist nur eine Theorie“, wenn man eine bloße Vermutung meint. In der Naturwissenschaft ist eine Theorie dagegen ein gut begründetes Erklärungsgebäude, das viele Beobachtungen verbindet und oft überprüft wurde. Die Evolutionstheorie ist deshalb nicht „unsicher“, auch wenn Einzelheiten der Stammesentwicklung des Menschen noch überarbeitet werden.
Das Neandertal bei Mettmann in Nordrhein-Westfalen ist der Fundort, nach dem der Neandertaler benannt wurde. a) Beschreibe zwei Merkmale, in denen sich der Neandertaler…
Das Neandertal bei Mettmann in Nordrhein-Westfalen ist der Fundort, nach dem der Neandertaler benannt wurde.
- a) Beschreibe zwei Merkmale, in denen sich der Neandertaler vom heutigen Menschen (Homo sapiens) unterscheidet.
- b) Nenne zwei Merkmale, die beide gemeinsam haben.
- c) Erkläre, warum der Neandertaler als eigene Menschenform und nicht als direkter Vorfahre des heutigen Menschen angesehen wird.
Aus Knochenfunden des Neandertalers konnte DNA gewonnen werden. Der Vergleich ergab, dass heutige Menschen außerhalb Afrikas im Durchschnitt etwa 1 bis 2 %…
Aus Knochenfunden des Neandertalers konnte DNA gewonnen werden. Der Vergleich ergab, dass heutige Menschen außerhalb Afrikas im Durchschnitt etwa 1 bis 2 % Neandertaler-DNA im Erbgut tragen.
- a) Erkläre, was dieser Befund über die Beziehung zwischen Homo sapiens und Neandertaler aussagt.
- b) Erläutere, warum frühere Hypothesen zur Stellung des Neandertalers dadurch überarbeitet werden mussten.
- c) Beurteile, was dieses Beispiel über die Vorläufigkeit wissenschaftlicher Aussagen zeigt.
Zurück zum Anfang: Die Knochen aus dem Neandertal gehörten einer eigenen Menschenform, die mit unseren Vorfahren verwandt war, ohne unser direkter Vorfahr zu sein.
Auf einen Blick
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Bipedie erkennt man am Skelett an der doppelt-S-förmigen Wirbelsäule, am kurzen, breiten Becken, am nach vorn verlagerten Hinterhauptsloch und am Fußgewölbe.
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Für den aufrechten Gang gibt es Hypothesen (Überblick, Energiesparen, Hitzeschutz, freie Hände). Beweisen lässt sich keine endgültig.
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Mensch und Schimpanse haben gemeinsame Vorfahren; der Mensch stammt nicht vom Schimpansen ab.
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Die Stammesentwicklung ist ein Stammbusch, keine gerade Linie: Viele Hominiden lebten gleichzeitig, viele Linien starben aus.
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Der aufrechte Gang kam vor der Gehirnvergrößerung (Lucy: ca. 30 % des heutigen Gehirnvolumens).
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Der Neandertaler ist eine eigene Menschenform; wir tragen etwa 1 bis 2 % seiner DNA. Wissenschaftliche Aussagen sind vorläufig, eine Theorie ist aber gut begründet.