Verbesserung der funktionalen Interpretation von Schultermorphologie: eine Untersuchung des Bewegungsumfanges und der biomechanischen Kapazität des Schulterkomplexes der Hominoidea

• Antragstellerin: Julia van Beesel
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517064266

Einleitung. Die Scapulae (Schulterblätter) der Menschenaffen weisen erhebliche morphologische Unterschiede gegenüber denen der Menschen auf. Diese Unterschiede sind seit langem bekannt und gut dokumentiert. Traditionell wird die Scapula-Morphologie von Menschenaffen als eine Anpassung an den arborikolen Lebensraum (kletternde und hangelnde Fortbewegungsweise) verstanden, die während der Evolution des Menschen verloren gegangen ist. Allerdings basiert dieses Verständnis auf reinen Korrelationen von ähnlichen Scapula-Morphologien und Fortbewegungsweisen, während Nachweise über den funktionellen Vorteil der Scapulae von Menschenaffen fehlen. Aufgrund dessen basieren derzeitige funktionelle Interpretationen (fossiler) Scapulae auf Vermutungen; das Werkzeug für eine evidenzbasierte Interpretation ist nicht vorhanden. Ziele. Das Ziel dieses Projektes ist die Determinierung des Effekts unterschiedlicher Schulter-Morphologien auf die Funktion der Vorderextremität innerhalb der Hominoidea (Menschen und Menschenaffen), welche uns Einblicke in die Adaption der Schulter an unterschiedliche Fortbewegungsweisen ermöglicht. Beim Menschen besteht der gut untersuchte Schultermechanismus aus dem komplexen Zusammenspiel aller Gelenke während des Arm Hebens und Senkens. In Menschenaffen dagegen ist der Anteil, den die einzelnen Gelenke beitragen, unbekannt. Insbesondere die fehlende Kenntnis der scapulothorakalen Bewegung (das Gleiten der Scapula über den Thorax) ist problematisch, denn ohne das Wissen welche Scapula Bewegungen Menschenaffen benötigen um ihren Arm zu heben, ist eine Untersuchung der biomechanischen Eigenschaften unterschiedlicher Schulteranatomien unmöglich. Arbeitsprogramm. In diesem Projekt werden daher zunächst der Schultermechanismus und der Bewegungsumfang der einzelnen Gelenke des Schultergürtels in zwei arborikol lebenden Menschenaffenarten (Gibbons und Schimpansen) untersucht. Dies geschieht mit Hilfe von moderner Marker-basierter Videographie. Die Experimente finden post mortem statt; die Arme der Menschenaffen werden passiv durch ihr volles Bewegungsspektrum geführt, während die Position der einzelnen Knochen über die Marker aufgezeichnet wird. Aus den Markerdaten können dann Rückschlüsse auf den Bewegungsumfang der einzelnen Elemente und der Anteil der Gelenke am gesamten Schultermechanismus gezogen werden. Im zweiten Schritt werden die biomechanischen Eigenschaften morphologisch unterschiedlicher Schultern anhand von muskuloskeletalen Modellen untersucht. Es werden zunächst Schultermodelle eines Gibbons und eines Schimpansen entwickelt. Zusammen mit bereits existierenden Modellen eines Gorillas und eines Menschen werden die Modelle benutzt um die biomechanischen Kapazitäten der Schultermuskeln zu untersuchen und zu vergleichen. Der Vergleich der Kapazitäten unterschiedlicher Arten unter Kenntnis der artspezifischen Schultermechanismen wird uns Rückschlüsse auf den biomechanischen Effekt der unterschiedlichen Schulter-Anatomien ermöglichen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Belgien, Niederlande
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professor Ajay Seth, Ph.D.; Professorin Dr. Evie Vereecke