Evolution

Ein Hirn für eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde. Zähne, so hart wie Diamanten. Knochen, fester als Stahl. Die Natur hat uns fast perfekt gemacht. Aber warum haben wir immer noch Schluckauf?

Was ist das für eine unglaubliche Maschine? Sie bewegt sich autonom durch eine komplexe Umwelt, meistert schwierigstes Terrain mit geringstem Energieverbrauch, ist wasserfest, repariert sich bei Beschädigungen selbst und läuft jahrzehntelang fast wartungsfrei – auch der eingebaute Supercomputer stürzt nicht ab. Das sind Sie selbst! Nichts, was Menschen je gebaut haben, kann sich mit dem Menschen messen.

Der menschliche Körper hat keinen Erbauer. Niemanden, der uns seine Funktionsweise erklären könnte. Um ihn zu verstehen, müssen wir das tun, was Ingenieure »Reverse Engineering« nennen, also den Konstruktionsprozess umkehren: von der fertigen Maschine zum Plan. Schauen Sie zur Abwechslung mal mit den Augen eines Ingenieurs an sich hinunter! Nehmen Sie nichts, was Sie tagtäglich an Ihrem Körper sehen, als selbstverständlich hin. Fragen Sie: Was soll es? Woher kommt es?

208 Knochen tragen Ihren Körper. Sie hatten schon mal mehr: Mit rund 300 Knochen kommen Sie zur Welt, die erst in den Jahren darauf zusammenwachsen; darunter die berühmten Schädelfugen namens Fontanellen, die sich auf Köpfen von Säuglingen noch deutlich abzeichnen. Die Knochen eines Neugeborenen sind gerade stabil genug, um seinen Körper in Form zu halten. Mit einem Jahr sind die Gelenke fest und flexibel genug für die ersten Schritte.

Ihr größter Knochen ist der in Ihrem Oberschenkel. Er misst durchschnittlich 46 Zentimeter. Bei einem 2,40 Meter großen Mann wuchs er auf 76 Zentimeter Länge. An Ihrem kleinsten Knochen, dem drei Millimeter langen Steigbügel im Mittelohr, zerrt auch Ihr kleinster Muskel.

Ein Viertel Ihrer Knochen, 52 an der Zahl, sind im entlegensten Bereich Ihres Körpers versammelt: in den Füßen. Dank ihrer über Jahrmillionen optimierten Konstruktion können wir stabil und bequem stehen und beim Gehen so lässig abrollen. Überhaupt, das Gehen! Kaum sonst können Sie das Wunder Ihres Fortbewegungsapparats so gut erleben wie auf einem gemächlichen Spaziergang.

Einmal in Bewegung gesetzt, tickt unser Gehapparat wie ein Uhrwerk: ein raffiniertes System aus Gelenken, Pendeln und Federn. Bei jedem Schritt wird ein Teil der Vorwärtsenergie in Sehnenspannung und sanftem Hub der Körpermasse zwischengespeichert, dann fast verlustfrei in Vortrieb zurückverwandelt. 200 Muskeln spielen dabei mit! Die Gelenke gleiten sanft wie Industrielager. Die Kräfte aus den Füßen laufen genau entlang der Achse der Beine auf den Körperschwerpunkt zu – wodurch es kaum zu Ausgleichsbewegungen kommt.

Weil wir von der Ferse bis zu den Zehen abrollen, müssen wir kaum die Knie beugen, was die Belastung der Muskeln und Sehnen minimiert. Die Beine schwingen locker wie Uhrpendel unter dem Rumpf durch: »Das Pendelprinzip ist das Geheimnis unseres Gangs«, sagt der englische Biomechaniker Robert McNeill Alexander. Bei leichtem Gefälle geht man tatsächlich von selbst. »Gemessen an Tieren gleicher Größe gibt es keine effizientere Fortbewegungsart als den menschlichen Gang«, sagt McNeill Alexander. Einen ebenen Kilometer zu gehen kostet ungefähr so viel mechanischeEnergie wie ein Stockwerk Treppensteigen. Wenn Sie stehen bleiben und sich ein bisschen aufregen, verbrauchen Sie schon mehr.

Das Knochengerüst macht kaum mehr als ein Zehntel unseres Körpergewichts aus. Aber es ist unglaublich stabil. Relativ zum Gewicht sind Knochen druckfester als Granit und zugfester als Stahl! Lendenwirbel halten einen Druck von einer Tonne aus – und müssen ihn manchmal tatsächlich ertragen: Wegen der Hebelwirkung drücken umgerechnet 800 Kilogramm auf die Wirbel kräftiger Männer, die etwas Schweres anheben. Der Oberschenkelknochen trägt sogar an die zwei Tonnen.

Die stärkste Knochenstruktur in Ihrem Körper findet sich in Ihrem Kieferknochen – und an dem zerrt auch Ihr stärkster Muskel, der Kaumuskel, mit einem Drehmoment von 600 Newtonmetern, so stark wie der Motor eines Porsche Turbo. Es sind die Relikte des Kauapparats, mit dem unsere fernen Ahnen einst so zähe Nahrung wie Wurzeln und flechsiges Fleisch zermalmten. Vor zweieinhalb Millionen Jahren schrumpfte der Kiefer, um dem Gehirn mehr Raum zu geben. Seitdem drängen sich die Zähne im Mund – so dicht, dass die Weisheitszähne oft nur noch unter Schmerzen Platz haben. Die Natur ist dabei, diesen Mangel zu beheben: Einem Viertel aller heutigen Menschen wachsen keine Weisheitszähne mehr.

Ein Engpass unserer Art Homo sapiens, im wörtlichen und im übertragenen Sinn, liegt im Becken. Es ist bei Frauen schmal genug, dass sie noch gut gehen können, anstatt zu watscheln wie unsere äffischen Urahnen. Andererseits ist es gerade so breit, dass der Kopf eines Neugeborenen hindurchpasst – und auch nur, weil ein Großteil seines Wachstums aus dem Mutterleib herausverlegt ist. Die Form des weiblichen Beckens ist also eine zentimetergenaue Abwägung zwischen aufrechtem Gang und unserem mächtigen Denkorgan. Als Preis für diese Vorzüge müssen in der Menschheitsgeschichte Abermillionen Frauen und ihr Nachwuchs gestorben sein: wenn es mal doch nicht passte.

Lauschen Sie in sich hinein! Dort drinnen pocht Ihr Herz und drückt unermüdlich das Blut bis in die entferntesten Winkel Ihres Körpers. Fünf bis sechs Liter pro Minute pumpt es im Ruhezustand – ziemlich genau das Gesamtvolumen Ihres Blutes. Aneinandergelegt würden all Ihre Blutgefäße eine Länge von 150 000 Kilometern haben! Um ein so weit verzweigtes Netz zu versorgen, muss das Herz einen Druck erzeugen, der das Blut rund zehn Meter hoch spritzen lassen würde. Bei gesunden Normalmenschen hat es die Größe von zwei Fäusten. Bei Ausdauersportlern kann es auf mehr als die zweifache Größe wachsen – und wird unglaublich flexibel in seiner Schlagfrequenz: Wenn sich so ein Spitzenathlet im Bett ausruht, schlägt es manchmal weniger als 30-mal pro Minute. Bei maximaler Anstrengung hingegen mehr als 200-mal. Dann kann es mehr als 35 Liter Blut pro Minute pumpen – das Siebenfache seiner Ruheleistung.

Pferde und Hunde jedoch haben relativ zu ihrer Körpermasse ein doppelt so großes Herz. Im Vergleich zu ihnen und anderen Säugetieren sind wir eher mittelmäßige Athleten. Der derzeit beste menschliche Sprinter, der Jamaikaner Asafa Powell, kann sich auf eine Geschwindigkeit von 48 Kilometern pro Stunde beschleunigen, und Sportwissenschaftler vermuten, dass viel mehr nicht menschenmöglich ist. Windhundrennen jedoch werden mit 60 Kilometern pro Stunde gewonnen. Offenbar ist der menschliche Körper eher auf Sparsamkeit und Vielseitigkeit ausgelegt als auf Höchstleistungen.

Wir sind nicht schneller oder kräftiger als andere Tiere. Das Geheimnis unseres Erfolgs können Sie an Ihren Händen erkennen: unsere Fingerfertigkeit. Auf den ersten Blick unterscheidet sich eine Menschenhand kaum von der eines Affen. Ihre größte Stärke liegt im Daumen. Er ist länger und kräftiger als bei Affen, unabhängig beweglich und steht den anderen Fingern gegenüber. Versuchen Sie mal, mit angelegtem Daumen einen Knopf anzunähen!

An den stillen Alleskönner im Körper erinnern sich viele Menschen nur nach zu viel Alkohol: die Leber. Ihr schreiben Physiologen inzwischen Hunderte Funktionen zu, darunter die Produktion von Galle und Proteinen und die Entgiftung des Körpers. Kein Wunder, dass viele Kulturen die Leber als Sitz der Seele sehen. Im Türkischen steht der Kosename »meine Leber« noch höher als »mein Herz«. Umso erstaunlicher ist, dass der Körper den Verlust fast der gesamten Leber überleben kann. Selbst wenn er mehr als die Hälfte von ihr verliert, wächst sie in ein paar Wochen nach.

Welches Ihrer Organe hat die größte Fläche? Raten Sie mal! Die Haut? Sie hat immerhin an die zwei Quadratmeter. Aber das ist nichts gegen die Lunge, die auf einer Oberfläche von 80 Quadratmetern, so groß wie ein Tennisplatz, das Blut mit Sauerstoff versorgt. Die Oberfläche des Darms beträgt sogar mehr als 400 Quadratmeter! Darauf könnte man ein Haus mit Garten unterbringen. Der Darm ist mit acht Metern auch das längste Organ – die Haut dafür mit bis zu zehn Kilogramm das schwerste.

In der Chefetage Ihres Körpers residiert nichts Geringeres als das komplizierteste Objekt des bekannten Universums: das menschliche Gehirn. Es enthält 100 Milliarden Nervenzellen – so viele wie die Milchstraße Sterne! Zwischen diesen Zellen sind noch tausendmal mehr Verbindungen geknüpft. Und anders, als man lange glaubte, wachsen im Gehirn lebenslang neue Zellen. Über die Rechenleistungen dieser Wundermaschine gibt es nur grobe Schätzungen. Seine Speicherkapazität könnte etwa dem Textumfang aller Bestände der Library of Congress in Washington entsprechen, 20 Terabyte. Eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde soll es ausführen können, immer noch mehr als der bisher stärkste menschengebaute Computer. Allerdings könnte 2008 das Jahr sein, in dem erstmals ein Computer das Gehirn übertrifft: der erste Petaflops-Rechner. Das Gehirn macht nur zwei Prozent der Körpermasse aus. Aber es verbraucht 20 Prozent unseres Energiebedarfs, ungefähr so viel wie eine Energiesparlampe. Warum unser Denkorgan so vergleichsweise viel Energie braucht, ist noch ein Rätsel.

Im Alter von 20 Jahren sind die meisten Menschen ausgewachsen. Aber der Körper bleibt lebenslang eine Baustelle. Muskeln und Knochen passen sich ständig den Belastungen an, denen wir sie aussetzen. Wenn sie brechen oder reißen, wachsen sie wieder zusammen. Täglich produziert der Körper 300 Milliarden Zellen, um sich zu reparieren. Ihre äußere Hautschicht erneuert sich alle 27 Tage. Ihre Haut vom letzten Monat finden Sie vermutlich als Staub unterm Sofa. Die Zellen an der Innenwand des Magens müssen sogar alle drei bis vier Tage erneuert werden, länger halten sie der ätzenden Magensäure nicht stand. Nur ein einziges Material im Körper regeneriert sich nicht selbst: der Zahnschmelz. Der ist dafür das härteste Material im Körper und überhaupt einer der härtesten bekannten Stoffe – fast so hart wie Diamant!

Gleichzeitig führt unser Körper einen unaufhörlichen Kampf gegen Eindringlinge. Auf jedem Quadratzentimeter Haut wuseln zig Millionen Bakterien – da können Sie sich noch so gründlich waschen. Die meisten davon bleiben draußen, denn der Schleim der Atemwege zersetzt sie. Und wenn doch mal bösartige Keime den Weg nach drinnen finden, werden sie mit Wucht wieder hinausgeschmissen. Beim Husten fegt die Luft mit einer Geschwindigkeit von 100 Kilometern pro Stunde durch den Mundraum, beim Niesen sogar mit 180 km/h – Orkanstärke. Wer zu fest niest, kann sich Rippen brechen.

»Die Form folgt der Funktion«, das ist nur die halbe Wahrheit über unseren Körper. Seine Form folgt auch seiner Geschichte. Das Bauprinzip unseres Körpers – Rumpf mit Wirbelsäule und Gliedmaßen – haben wir noch von unseren Fischvorfahren. Unsere Schultern und Hüften wären immer noch geeignet, um Vorder- und Hinterflossen statt Arme und Beine daran wachsen zu lassen. Unser Stammhirn haben wir aus unserer Zeit als Reptilien geerbt. An unsere urtümliche Vergangenheit dürfen wir uns erinnert fühlen, wenn wir einen Schluckauf bekommen. Dann nämlich versuchen die archaischen Zentren in unserem Kopf, durch die nicht mehr vorhandenen Kiemen zu atmen.

Unsere erste halbe Stunde verleben wir als Einzeller. Dann beginnt die befruchtete Eizelle sich zu teilen. In den folgenden Monaten durchlaufen wir Hunderte Jahrmillionen Entwicklungsgeschichte im Zeitraffer. Wir bilden im Mutterleib Kiemenbögen aus und verlieren sie wieder. Auch ein Affenschwanz wächst uns im Mutterleib, von dem uns später nur noch das Steißbein bleibt. Wie bei Fischen wachsen unsere Keimdrüsen nah am Herzen – und wandern bei männlichen Embryonen durch den gesamten Rumpf bis in den Hodensack, wo sie es kühler haben.

Andere Überbleibsel der Evolution liegen offener zutage: unsere Körperbehaarung zum Beispiel. Wir haben nicht weniger Haarfollikel in der Haut als Schimpansen: rund fünf Millionen. Nur wachsen uns daraus feinere Haare. Wenn wir eine Gänsehaut bekommen, sollten wir eigentlich größer und haariger erscheinen – nur gibt es da kein Fell mehr zu sträuben. Ein weiteres Relikt können Sie erkennen, wenn Sie jemandem genau in die Augen schauen: die Reste eines dritten Lids in der inneren Ecke. Hühner, Echsen und Haie haben es noch in voller Größe. Ganz und gar überflüssig wären eigentlich die Brustnippel beim Mann. Warum wachsen sie ihm dann? Warum nicht, würde die Evolution zurückfragen, wenn sie sprechen könnte. Es ist nicht besonders aufwendig, Brustwarzen wachsen zu lassen, zumindest nicht aufwendig genug, um dafür extra einen Unterschied zwischen männlicher und weiblicher Embryonalentwicklung zu machen. Manche Forscher wagen zu behaupten, dass umgekehrt die Frauen ihren Orgasmus den Männern verdanken.

»Was für ein Werk ist doch ein Mensch!«, ließ Shakespeare seinen Hamlet ausrufen. Vier Jahrhunderte später wissen wir unvergleichlich viel mehr über unseren Körper. Und wundern uns nicht weniger. Einerseits ist unser Körper ein Meisterwerk. Andererseits hat er auch nach vier Milliarden Jahren Evolution noch so lächerliche Schwächen wie den Schluckauf. Die Evolution strebt nicht nach absoluter Perfektion. Wir sind nur so perfekt wie eben nötig.