Schon Millionen Jahre vor der Ausbildung des Großhirns war mit dem aufrechten Gang ein entscheidender evolutionärer Schritt vollzogen worden. Eine Schlüsselrolle spielte dabei die radikale Umgestaltung des Beckens.
Der aufrechte Gang, auch als Bipedie bezeichnet, gilt neben der Entwicklung eines großen Gehirns als wichtigstes charakteristisches Merkmal der menschlichen Spezies. Seine Ausbildung zählt zu den zentralen Ereignissen der Menschheitsentwicklung und hatte weitreichende biologische und anatomische Konsequenzen. Eine entscheidende Rolle spielte dabei die aus evolutionärer Sicht extreme Umgestaltung des Beckens, das daher oft als Eckpfeiler des aufrechten Gangs bezeichnet wird.
Erst die Ausbildung eines schalenförmigen Beckens ermöglichte die stabile Fortbewegung auf zwei Beinen. Die kurzen und breiten Schaufeln des Darmbeins krümmen sich seitlich entlang des Körpers. Dadurch wird der Gang stabilisiert, die inneren Organe werden abgestützt, und zugleich entstehen Ansatzflächen für große Muskeln, vor allem für den kräftigen Gesäßmuskel, der für die Streckung der Beine beim Gehen entscheidend ist. Schon Charles Darwin konnte zeigen, dass der aufrechte Gang die menschliche Abstammungslinie früh von anderen Affenarten weg auf einen eigenen evolutionären Pfad geführt hatte.
Vieles über die Entstehung dieses Bewegungsmusters ist jedoch noch ungeklärt. Selbst bei der Datierung schwanken die Schätzungen zwischen fünf und acht Millionen Jahren. Erst mit Fossilien der Menschenaffenart Ardipithecus ramidus, die im heutigen Äthiopien gefunden und auf etwa 4,4 Millionen Jahre datiert wurden, lässt sich sicherer Boden betreten. Die Form des Beckens sowie die Struktur der Füße deuten darauf hin, dass diese frühen Hominiden sowohl auf zwei Beinen gehen als auch klettern konnten. Wahrscheinlich bewegten sie sich sowohl in Bäumen als auch am Boden.
Weitere Hinweise liefert ein spektakulärer Fund aus dem Norden Tansanias. Dort entdeckten Forscher in einer rund 3,6 Millionen Jahre alten Vulkanasche fossile Fußabdrücke von drei Hominiden, ein eindeutiger Hinweis auf zweibeiniges Gehen. Zu den wichtigsten Fossilien der frühen Menschheitsgeschichte gehört auch Australopithecus afarensis. Das bekannteste Exemplar, „Lucy“, ist etwa 3,2 Millionen Jahre alt. Ihr gut erhaltenes Skelett zeigt bereits deutliche Anpassungen des Beckens an den aufrechten Gang.
Sonderfall unter den Primaten
Während sich Becken, Körperbau und Muskulatur bereits stark verändert hatten, etwa mit der Ausbildung der doppelt S-förmigen Wirbelsäule oder der Verengung des Geburtskanals, war von einem großen Gehirn nichts zu sehen. Erst vor rund zwei Millionen Jahren setzte dessen rasantes Wachstum ein. „Die Evolution des aufrechten Gangs ging der dramatischen Expansion des Gehirnvolumens um bis zu vier Millionen Jahre voraus“, erklärt das Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.
Mit dem Wachstum des Gehirns geriet das Becken jedoch unter neuen Selektionsdruck. Wissenschaftler sprechen vom sogenannten geburtshilflichen Dilemma. Einerseits ermöglicht ein schmales Becken eine effizientere Fortbewegung, andererseits erleichtert ein breites Becken die Geburt von Kindern mit großen Köpfen. Die Evolution musste daher einen Kompromiss zwischen beiden Anforderungen finden.
Eine im Frühjahr 2025 veröffentlichte Studie des Göttinger Leibniz-Instituts für Primatenforschung identifizierte zwei Gene, die ausschließlich beim Menschen vorkommen und für das außergewöhnliche Wachstum des Großhirns verantwortlich sind. Eines dieser Gene sorgt dafür, dass sich Vorläuferzellen des Gehirns stärker vermehren. Das zweite ermöglicht ihre Umwandlung in einen Zelltyp, aus dem später Nervenzellen entstehen.
Auch die verbreitete Vorstellung, unsere Vorfahren seien einfach von den Bäumen abgestiegen und hätten danach auf dem Boden den aufrechten Gang entwickelt, gilt inzwischen als zu einfach. Eine Studie des Leipziger Max-Planck-Instituts aus dem Jahr 2025 legt nahe, dass sich die Bipedie möglicherweise bereits beim Klettern in den Bäumen herausgebildet hat. Beobachtungen an heutigen Menschenaffen zeigen, dass sie zwar einige Schritte auf dem Boden gehen können, in den Bäumen jedoch häufig zweibeinig laufen, während sie sich an Ästen festhalten. Frühe Homininen könnten eine ähnliche Form der Fortbewegung genutzt haben.
Warum sich manche Hominiden schließlich dauerhaft für das Leben als Zweibeiner entschieden, ist bis heute nicht endgültig geklärt. In der Forschung werden mehrere Hypothesen diskutiert. Die Energieeffizienz-Hypothese besagt, dass das zweibeinige Gehen weniger Energie verbraucht als die vierbeinige Fortbewegung. Die Freihand-Hypothese betont, dass die Hände dadurch für Werkzeuge, Nahrung oder den Transport von Nachwuchs frei wurden. Die Savannen-Hypothese verweist auf klimatische Veränderungen und den Übergang zu offenen Landschaften. Und die Sichtweiten-Hypothese argumentiert, dass die aufrechte Haltung einen besseren Überblick über die Umgebung ermöglichte und so vor Raubtieren schützen konnte.
Neue Einblicke in die evolutionäre Veränderung des Beckens liefert eine Studie von Forschern der Harvard University, veröffentlicht im Fachmagazin „Nature“. Das Team um den Humangenetiker Terence Capellini untersuchte, wie sich die Form des Beckens im Verlauf der Evolution entwickelt hat. „Wir haben gezeigt, dass es in der menschlichen Evolution einen grundlegenden Mechanismuswechsel gab“, erklärt Capellini.
Das menschliche Becken stellt tatsächlich einen Sonderfall unter den Primaten dar. Bei Schimpansen, Bonobos oder Gorillas sind die Hüftknochen hoch und schmal ausgerichtet – eine Form, die sich gut zum Klettern eignet. Beim Menschen dagegen sind sie seitlich gedreht und bilden eine schalenförmige Struktur. Dadurch bieten sie großen Muskeln, die beim Gehen das Gleichgewicht stabilisieren, optimale Ansatzflächen.
Für ihre Untersuchung kombinierten die Forscher genetische, anatomische und histologische Analysen. Sie untersuchten Gewebeproben menschlicher Embryonen aus verschiedenen Entwicklungsstadien sowie konservierte Primaten-Embryonen aus Museumsbeständen in Europa und den USA.
Anderes Entwicklungsbild
Dabei zeigte sich, dass die Evolution das menschliche Becken in zwei entscheidenden Schritten umgestaltet hat. Diese Veränderungen lassen sich bis heute in der Embryonalentwicklung nachvollziehen. Der erste Schritt erfolgt rund 53 Tage nach der Befruchtung. Das bis dahin nach hinten gerichtete Knorpelgerüst des Darmbeins verändert plötzlich seine Ausrichtung. Die Wachstumsfuge dreht sich um etwa 90 Grad. Dadurch wird das Darmbein breit statt hoch, eine entscheidende Voraussetzung für das menschliche Becken.
Dieser Prozess ist etwa am 72. Tag der Embryonalentwicklung abgeschlossen. Die Forscher vermuten, dass dieser evolutionäre Schritt bereits vor fünf bis acht Millionen Jahren stattfand, als sich die Fortbewegung der Hominiden allmählich in Richtung Zweibeinigkeit entwickelte. Am verbreiterten Darmbein konnten stabilisierende Muskeln deutlich besser ansetzen.
Ein zweiter wichtiger Schritt erfolgte vor rund zwei Millionen Jahren, etwa zur Zeit der ersten Vertreter der Gattung Homo. Dabei verzögerte sich die Verknöcherung des Darmbeins. Beim menschlichen Embryo bleibt dieser Teil des Beckens lange knorpelig, wodurch zusätzliche Ansatzflächen für Muskeln und Sehnen entstehen. Das stabilisiert den Körper beim aufrechten Gang und könnte zugleich die Geburt von Kindern mit größeren Gehirnen erleichtert haben.
Normalerweise reifen Knochenzellen zuerst im Zentrum eines Knochens und breiten sich anschließend langsam zu dessen Enden aus. Dabei wird der ursprüngliche Knorpel Schritt für Schritt durch festen Knochen ersetzt, ein Prozess, der als Ossifikation bezeichnet wird. Bei den meisten Primaten folgt auch das Darmbein genau diesem typischen Muster.
Beim menschlichen Embryo zeigt sich jedoch ein anderes Bild. Wie die Forscher feststellten, beginnt die Bildung des Darmbeinknochens nicht in der Mitte, sondern am hinteren Rand in der Nähe des Kreuzbeins. Von dort aus breitet sich die Verknöcherung entlang des Randes aus, während die Mitte der schaufelförmigen Struktur zunächst knorpelig bleibt.
Diese ungewöhnliche Entwicklung hat vermutlich wichtige funktionelle Vorteile. Der lange knorpelige Zustand des Darmbeins schafft zusätzliche Ansatzstellen für Muskeln und Sehnen. Dadurch kann sich ein stabiler Bewegungsapparat ausbilden, der den Oberkörper beim aufrechten Gang besser ausbalanciert.
Ein genetisches Netzwerk
Gleichzeitig könnte dieser Mechanismus auch im Zusammenhang mit dem Wachstum des menschlichen Gehirns stehen. Da der Schädel des Fötus während der Schwangerschaft weiter an Größe zunimmt, muss das Becken der Mutter genügend Flexibilität aufweisen, um eine Geburt zu ermöglichen. Eine verzögerte Verknöcherung könnte deshalb evolutionär begünstigt worden sein.
Die Forscher betonen, dass das Wachstum des menschlichen Gehirns nicht einfach anhand von Modellen anderer Primaten erklärt werden kann. Vielmehr müsse man die besondere Entwicklung von Becken und Körperbau beim Menschen berücksichtigen. Erst diese Kombination habe die späteren Veränderungen des Gehirns überhaupt möglich gemacht.
Insgesamt identifizierte das Forschungsteam mehr als 300 Gene, die an der Umgestaltung des Beckens beteiligt sind. Viele davon steuern grundlegende Prozesse der Knochenbildung, andere beeinflussen die Aktivität von Muskel- und Bindegewebe. Zusammen bilden sie ein komplexes genetisches Netzwerk, das im Verlauf der Evolution neue anatomische Strukturen hervorgebracht hat.
Die Ergebnisse der Studie liefern damit nicht nur neue Einblicke in die Entwicklung des menschlichen Körpers. Sie zeigen auch, wie eng genetische Veränderungen, Embryonalentwicklung und fossile Befunde miteinander verbunden sind.
„Unsere Arbeit verbindet genetische, entwicklungsbiologische und paläontologische Ansätze“, erklärt die Biologin Gayani Senevirathne. „So lässt sich nachvollziehen, wie aus unseren frühen Vorfahren schließlich der zweibeinig gehende Mensch entstanden ist.“