Zur Evolution der menschlichen Becken- und Rumpfform H. Preuschoft, Bochum Zu den auffälligen und oft erörterten morphologischen Besonderheiten des Menschen gehört die Form seines Beckens. Eine funktionelle Erklärung ist von erheblicher Bedeutung für die sinn- volle operative Versorgung von Beckenfrakturen, aber auch für das Verständnis der Stammes- geschichte des Menschen. Zudem würde sie eine wesentliche Vervollständigung unserer Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen Form und Funktion der Skeletteile bedeuten. Das menschliche Becken unterscheidet sich (Abb. 1) von demjenigen unserer nächsten leben- den biologischen Verwandten, den Menschenaffen, durch seine Kürze, die Ausbildung einer In- cisura ischiadica (vgl. auch Abb. 7 b), die Stellung der Darmbeine und seine große Außenfläche, die z.T. durch die Breite des Sacrum bedingt ist. Das Becken ist fest verbunden mit der 5 Seg- mente langen Lendenwirbelsäule, die ihrerseits durch die bekannte Lordose gekennzeichnet ist. Diese Beckenform besteht seit mindestens 1.6 Millionen Jahren. Die Vorläufer der Menschen, die Australopithecinen, hatten ein Becken, das in vielen Merkmalen in der Mitte zwischen den Menschenaffen und den heutigen Menschen steht. Außerdem besaßen sie eine ausgeprägte Lordose der Lendenwirbelsäule. Für die Menschenaffen ist charakteristisch die Länge des Beckens, die geringe Breite des Sacrum, das Fehlen der Incisura ischiadica und die Stellung der sehr breiten Darmbeine fast in der Frontalebene. Die Lendenwirbelsäule ist um ein oder auch zwei Segmente kürzer als die des Menschen, der Rumpf infolgedessen nur wenig beweglich und die Lordose ist – wenn überhaupt – nur sehr schwach ausgebildet. Bei den übrigen Primaten, den Altwelt- Neuwelt- und Halbaffen, wie auch bei den meisten ande- ren kleineren Säugetieren ist das Becken lang, die Darmbeine stabförmig gestreckt und ohne Incisura ischiadica. Das ganze Becken ist ventralwärts gegen die sehr lange (5 - 9 Segmente) Lendenwirbelsäule gekippt (Abb. 2). Diese Beckenform findet sich - soweit bekannt - auch bei den fossilen Primaten, die als miozäne Vorläufer der Hominiden angesehen werden. Wie Witte et al. 1991 gezeigt haben288, ist die allgemeine Körperform des Menschen, insbeson- dere seine Längenproportionen und seine Massenverteilung aus den biomechanischen Notwen- digkeiten des Gehens vollständig erklärbar. Zur Verminderung der Massenträgheitsmomente des menschlichen Beines in der Vorschwungphase des Gehens ist die Verlagerung möglichst großer Muskelmassen in die Nähe des Hüftgelenkes vorteilhaft. Diese Verlagerung setzt große Ur- sprungflächen für fleischige Muskelursprünge an der Außenfläche des Beckens voraus. Tatsäch- lich bietet das menschliche Becken, u.a. wegen des breiten Kreuzbeins, größere Ursprungsflä- chen für Muskeln als das Becken etwa gleich großer Menschenaffen. Die Lendenwirbelsäule des Menschen hat mit 5 Segmenten nicht die Kürze wie bei den Men- schenaffen. Das führt beim Vorbeugen des Rumpfes zu großen Biegemomenten. In Verbindung mit der relativ schlanken Form des Rumpfes bedeutet das hohe Kräfte in den Rückenmuskeln und der Wirbelsäule. Die typisch menschliche Körperform erscheint deshalb unzweckmäßig. Tatsächlich ist sie aber nur nicht mit den Mitteln der Statik zu verstehen (Abb. 8), sondern es ist eine kinetische Bedingung zu berücksichtigen: Beim Vorschwingen der Beine im Gehen und beim Anhalten am Ende des Vorschwingens führen die erforderlichen und elektromyographisch beobachteten (Stern, 1988) Kontraktionen der Hüftbeuger und -Strecker zu Mitbewegungen des Rumpfes (Abb. 9). Diese sind nur dadurch auf geringe Amplituden zu begrenzen, daß der Rumpf ein hohes Massenträgheitsmoment bekommt. Das bedeutet, daß er lang sein muß, denn die Länge geht in der 2. Potenz in das Massenträgheitsmoment ein201,202,288. Teilweise noch unveröffentlichte Ergebnisse zeigen, daß auch rhythmische Torsionen des Rumpfes um seine Längsachse stattfinden, die einen Schwingungsmechanismus zum Energiesparen unterhal- ten286. Diese Bewegungen werden ebenfalls durch eine gewisse Länge des Lendenabschnittes und durch die Ausbildung einer Taille begünstigt. Die uns bekannten Vormenschen (Australopithecinen) besaßen ein Becken, das bereits die kur- zen Darmbeine und die große Außenfläche besaß, die für Menschen typisch sind. Die „Lordosie- rung“ des Iliumhalses und damit die Ausbildung der Incisura ischiadica war weniger deutlich ausgeprägt als beim Menschen und auch die oben beschriebene Schwenkung in die Sagittalebe- ne war weniger weit fortgeschritten. In diesen Merkmalen nehmen diese Lebewesen eine Zwi- schenstellung zwischen den Menschenaffen und den Menschen ein. Das gilt ebenfalls für die Rumpfform: eine lange (6 Segmente umfassende ) Lendenwirbelsäule mit deutlicher Lordose war verbunden mit einem nach unten erweiterten, faßförmigen Thorax, der auf große Quer- durchmesser des Rumpfes schließen läßt. Damit war er für bipede Körperhaltung statisch gün- stig gebaut. Bipedie wird wegen des Fußbaues und des Valgus- Kniegelenkes allgemein ange- nommen und ist durch die Laetolil- Fußspuren direkt belegt. Dennoch kann man wegen der überaus schweren, langen und massigen Arme, und wegen der kurzen, schwachen Beine mit relativ langen Zehen nicht von der Fähigkeit zu ausdauerndem Gehen oder Rennen über lange Strecken ausgehen, sondern muß sich eine ausgeprägte Tendenz zum Klettern auf Bäumen vor- stellen. Mit dieser Kombination aus zweifüßigem Gehen auf dem Boden und Klettern auf Bau- men entsprechen die Australopithecinen keinem lebenden Wesen, auch wenn ihre Lebenswei- se insgesamt vielleicht nicht viel anders war als die der heutigen Schimpansen in relativ offenen Baumsavannen. Der Mensch hat seit seinem Auftreten274 in der Form des H. erectus völlig neue Merkmale und Fähigkeiten201,202,287,288 entwickelt, die ihn unter die ausdauerndsten Läufer unter den Säuge- tieren einreihen. Es ist sehr bemerkenswert, daß es in der kurzen Frist von weniger als 2 Millio- nen Jahren möglich war, eine derart spezifische Evolution zu durchlaufen. zum Inhaltsverzeichnis go top
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