Zwei entscheidende Trends prägen die Geschichte der Gattung Homo. Das Gehirn wurde größer, das Gesicht dagegen kleiner, Kiefer und Wangen weniger massiv. In der Fachwelt gilt beides als Musterbeispiel für gerichtete natürliche Selektion: Größere Gehirne brachten kognitive Vorteile, kleinere Gesichter senkten den Energieaufwand, weil Werkzeuge und Nahrungsverarbeitung dem Kauapparat Arbeit abnahmen. Eine aktuelle Studie stellt diese Annahmen zur menschlichen Evolution nun aber infrage.

Mark Hubbe von der University of Tennessee in Knoxville und Katerina Harvati vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment (Universität Tübingen) haben geprüft, wie gut die anatomischen Veränderungen zu verschiedenen Evolutionsmodellen passen. "Unsere Analysen bestätigen zwar die bekannten evolutionären Trends des Wachstums des Hirnschädels und der Reduktion des Gesichts, zeigen jedoch, dass die Unterschiede innerhalb unserer Gattung deutlich besser durch neutrale evolutionäre Prozesse und lange Phasen evolutionärer Stasis erklärt werden können", sagt Hubbe.

Entscheidende Verhaltensänderungen

Die Gattung Homo entstand vor rund 2,5 Millionen Jahren, ihr einziger heute noch lebender Vertreter ist der moderne Mensch. Mit wenigen Ausnahmen wuchs bei den verschiedenen Arten das Gehirn, während Gesicht und Kiefer an Größe und Robustheit einbüßten. Parallel dazu änderte sich das Verhalten: Steinwerkzeuge kamen zum Einsatz, die Ernährung wurde vielfältiger, die Populationen dehnten sich über weitere Regionen aus, und vermutlich entstanden komplexere soziale Gefüge.

Vor allem diese Verhaltensänderungen galten lange als Motor der körperlichen Umformung. Größere Gehirne wurden begünstigt, weil sie Erfindungsreichtum und Kreativität förderten; kleinere Gesichter, weil sich der Aufwand fürs Kauen nicht mehr lohnte. Mit anderen Worten: Ein stetiger, gerichteter Druck verlieh unserer Art ihre heutige Gestalt.

Neutrale Evolution und Stillstand

Um die Annahme zu prüfen, griffen Hubbe und Harvati auf dreidimensionale Schädelvermessungen von 87 Fossilien der Gattung Homo zurück. Vertreten sind frühe Formen wie Homo habilis und Homo rudolfensis, dazu Homo erectus und Homo heidelbergensis, Neandertaler sowie frühe und heutige Populationen von Homo sapiens. Der Datensatz erfasst einen großen Teil der gut erhaltenen Homininenfossilien der vergangenen zwei Millionen Jahre.

Diese Gebeine verglichen die Forschenden mit sechs Evolutionsmodellen, um zu bestimmen, welches die beobachteten Veränderungen am wahrscheinlichsten erklärt. Neben der gerichteten Selektion prüften sie neutrale Evolution, in der sich Merkmale ungerichtet verschieben, sowie längere Phasen kaum wahrnehmbarer Veränderung. Getestet wurde auch das Modell des punktuierten Gleichgewichts: die Annahme, dass Arten über lange Zeit stabil bleiben und sich nur in kurzen Schüben rasch verändern.

Diagramm, das die evolutionären Veränderungen in der Homo-Linie zeigt. Es sind fünf stilisierte Schädel dargestellt, die von links nach rechts eine Entwicklung zu größeren und runderen Schädelformen zeigen. Die vertikale Achse ist mit „evolutionary change“ und die horizontale Achse mit „Homo lineage“ beschriftet. Linien zeigen den Verlauf der Entwicklung. Hintergrund in beige-braunen Tönen.
Nach Ansicht der Forschenden spielen bei der Schädelentwicklung der Gattung Homo genetische Drift und stabilisierende Selektion die Hauptrollen.
Drei Arten von Bedingungen

Die im Fachjournal Nature Communications vorgestellten Resultate waren für die Forschenden eine Überraschung: Für die allmähliche, gerichtete Selektion fanden sich nur schwache Belege. Deutlich besser passten neutrale Prozesse und Stasis, also lange Abschnitte, in denen sich am Bauplan wenig bewegte. Wenn der Normalzustand eher Beharrung als gerichtete Selektion ist, stellt sich die Frage, warum sich diese Beharrung löste. Denn die großen Schübe der Gehirnvergrößerung fielen den Analysen zufolge vermutlich in Zeiten, in denen die einschränkenden Faktoren vorübergehend nachließen.

Solche Phasen ordnet das Team vor allem drei Arten von Bedingungen zu: der Entwicklungsbiologie, dem Energie- und Stoffwechselhaushalt sowie der kulturellen Innovation. Der letzte Punkt sei der entscheidende. "Kultur wirkt in vielerlei Hinsicht wie ein Puffer: Sie ermöglicht es uns, neue Lebensräume zu nutzen und mehr Ressourcen zu erschließen. Dadurch wird der Druck auf bestimmte Körperstrukturen geringer, weil sie weniger stark an Umweltbedingungen angepasst sein müssen", sagt Hubbe.

Ein größeres Gehirn verlangt viel Energie, und ohne verlässliche, nahrhafte Versorgung lässt sich der Aufwand kaum stemmen. Die Kultur, also die stärkere Nutzung tierischer Ressourcen und das Kochen, das den Nährwert vieler Speisen erhöht, kann den erhöhten Bedarf jedoch decken. Phasen technologischer und kultureller Neuerung, so Hubbe, könnten deshalb rasche Veränderungen anstoßen, weil sie es den Vorfahren erlaubten, den Energiehunger größerer Gehirne zu stillen und deren kognitive Vorteile auszuschöpfen.

Schwerpunktverlagerung

Auffällig sind die Unterschiede zwischen den beiden späten Linien. Bei den Neandertalern blieb die Gesichtsform über lange Zeiträume stärker durch evolutionäre Einschränkungen geprägt. Das Gesicht des modernen Menschen dagegen fiel deutlich kleiner aus als das anderer Linien. Womöglich hingen auch diese späten Veränderungen mit tiefgreifenden Verschiebungen im Verhalten zusammen, die mit dem Auftreten unserer Art einhergingen.

"Unsere Ergebnisse verlagern den Schwerpunkt", erklärt Harvati. "Statt zu fragen, warum sich Menschen kontinuierlich in Richtung größerer Gehirne und kleinerer Gesichter entwickelt haben, wäre es sinnvoller zu untersuchen, unter welchen Bedingungen sich menschliche Populationen von bestehenden Einschränkungen lösen und neue Merkmale entwickeln konnten."