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Menschen sind sehr gute Läufer. Unser Körper ist ausgezeichnet an die ausdauernde Fortbewegung angepasst und über lange Distanzen sind wir den meisten Tieren weit überlegen. Die gute Anpassung unseres Körpers an die Fortbewegung legte die Vermutung nahe, dass es optimale Geh- oder Renngeschwindigkeiten für unseren Körper gibt, bei denen der Energieverbrauch pro zurückgelegte Strecke minimal ist. Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat jetzt herausgefunden, dass wir weder besonders an das Gehen noch an das Laufen angepasst sind, sondern dass die an der Bewegung beteiligten Muskeln eher Allrounder sind. Die Ergebnisse werden diese Woche im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) veröffentlicht.
Die Studie ist ein Gemeinschaftsprojekt von PD Dr. Nadja Schilling, Klinik für Kleintiere, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo), PD Dr. Christoph Anders, Universitätsklinikum Jena, und Professor Dr. David R. Carrier, Universität Utah. „Eigentlich wollten wir untersuchen, ob unsere Muskeln sich im Laufe der Evolution eher ans Gehen oder ans Rennen angepasst haben“, erklärt Schilling, die sich mit grundlegenden Fragen der zwei- und vierbeinigen Fortbewegung an der TiHo beschäftigt. „Das Ergebnis hat uns sehr überrascht.“
Für die Studie sind 17 gesunde Männer zwischen 21 und 52 Jahren auf einem Laufband bei 12 verschiedenen Geschwindigkeiten gelaufen. Mittels Oberflächen-Elektromyographie haben die Wissenschaftler die Aktivität von 13 Muskeln im Rücken und in den Beinen gemessen. Dafür haben sie kleine Elektroden direkt auf die Haut über den Muskeln befestigt, so dass die winzige elektrische Spannung, die von den Muskeln während der Aktivität produziert wird, gemessen werden konnte. Je geringer das gemessene Aktivitätslevel ist, desto energiesparender arbeitet der Muskel.
Die Versuche haben gezeigt, dass die einzelnen Muskeln bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten am energiesparendsten arbeiten. „Erwartet hatten wir aber, dass die Muskeln, die an der Fortbewegung beteiligt sind, dieselbe optimale Geh- oder Laufgeschwindigkeit haben, weil dann der Energieverbrauch des gesamten Systems an geringsten wäre“, sagt Schilling.
Der Gang des Menschen ist seit langem als sehr energieeffizient bekannt. „Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass unsere Fortbewegung weniger ökonomisch ist, als bisher vermutet. Unser Energieverbrauch könnte noch geringer sein, wenn alle Muskeln an dieselbe Geschwindigkeit angepasst wären. Stattdessen haben die verschiedenen Muskeln unterschiedliche optimale Geschwindigkeiten und dies führt dazu, dass unsere Fortbewegung über eine ganze Bandbreite von Geschwindigkeiten günstig ist.“ Diese Bandbreite ermöglicht es uns aus energetischer Sicht, eine festgelegte Distanz relativ unabhängig von der Laufgeschwindigkeit zu überwinden. Das bedeutet, dass wir hohe und niedrige Geschwindigkeiten relativ energiesparend laufen können.
Diese Eigenschaft könnte für unsere Vorfahren ein entscheidender Vorteil auf der Jagd gewesen sein. Während der Ausdauerjagd hetzten sie ihre Beute in der Mittagshitze regelrecht zu Tode. Ohne Ausdauer während des Laufens und die Fähigkeit, unseren Körper durch Schwitzen zu kühlen, wäre diese ursprüngliche Form der Jagd nicht möglich gewesen. Durch unsere vergleichsweise langen Beine und unsere außergewöhnliche Ausdauer können wir stundenlang laufen und die Beute weitertreiben – mal schnell, mal langsam. Viele jagende Tiere wie Löwen oder Geparden halten ihre hohen Laufgeschwindigkeiten nur kurze Zeit durch, sonst würden sie überhitzen. „Die weitaus meiste Zeit unserer Evolutionsgeschichte haben wir als Jäger und Sammler gelebt. Das erforderte, dass unsere Vorfahren täglich weite Strecken zurücklegten“, erklärt Schilling.
Kontakt
PD Dr. Nadja Schilling
Klinik für Kleintiere
Tel.: +49 511 953-6467
nadja.schilling@tiho-hannover.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Medizin
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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