Zahn der Zeit. Als Steinzeitmenschen vor 3,3 Millionen Jahren begannen, Steinwerkzeuge zu benutzen, hatte das Folgen fürs Gebiss. © David Mdzinarishvili / Reuters

Je größer das Hirn, desto größer der Hunger. Evolutionsbiologen wissen das und rätseln deshalb schon lange: Wie schaffte es Homo erectus, genug Energie für sein beachtlich großes Gehirn aufzunehmen?

Eine rein pflanzliche Ernährung hätte dafür nicht ausgereicht. Rohes Fleisch ist allerdings auch keine leichte Kost. Erstmal muss dazu ein Tier erlegt werden – und wer kein sehr kräftiges Gebiss hat, verbraucht zusätzlich viel Energie beim Kauen der zähen Masse. Da Homo erectus für einen Fleischesser eigentlich zu kleine Zähne und eine zu schwache Kaumuskulatur hatte, fragen sich Forscher:Konnte der Frühmensch schon kochen und sich Fleisch verdaulicher zubereiten? Oder nutzte er Steinwerkzeuge als Fleischklopfer?

Nach einer Theorie des Anthropologen Richard Wrangham von der Harvard-Universität in Cambridge soll das Kochen den Frühmenschen ermöglicht haben, mehr Energie aus der gleichen Menge Nahrung zu gewinnen. Dadurch hätten mehr Menschen mit großen Gehirnen, reduzierter Gebissleistung und Darmlänge überleben und sich fortpflanzen können. Allerdings fehlt der Beweis, dass Menschen schon vor zwei Millionen Jahren oder früher Grillmeister waren. Die ältesten Feuerstellen, die bislang gefunden wurden, sind nur 500.000 Jahre alt. Frühere Spuren prähistorischer Küchen sind nicht eindeutig menschlichen Ursprungs.

Testessen mit zähem Ziegenfleisch

Wranghams Kollege Daniel Lieberman vom Fachbereich für Evolutionsbiologie des Menschen, stichelt gern gegen die Küchentheorie der menschlichen Evolution. Nun hat er, gemeinsam mit Katherine Zink, einige Experimente durchgeführt, um festzustellen, ob Homo erectus auch ohne zu kochen satt genug werden konnte.

Die Forscher maßen die Kauleistung von insgesamt 34 Testpersonen, denen sie Ziegenfleisch und nahrhafte Wurzelknollen wie Yams oder Karotten zu Essen gaben, die höchstwahrscheinlich ein wichtiger Bestandteil der Nahrung von Frühmenschen waren. "Ziege ist relativ zäh und daher dem Fleisch von Wildtieren ähnlicher als das von Nutztieren", schreiben die Forscher im Magazin Nature (Zink/Lieberman, 2016).

Sie fanden heraus, dass Menschen im Jahr etwa zwei Millionen Mal (13 Prozent) weniger kauen und 15 Prozent weniger Kaukräfte aufbringen müssen, wenn ein Drittel der Nahrung aus Fleisch besteht. "Im Vergleich zu unbearbeiteten Wurzeln muss für eine Kilokalorie Fleisch etwa 39 Prozent weniger gekaut und 46 Prozent weniger Kauleistung aufgebracht werden", schreiben die Forscher. Allerdings sei es für die Testpersonen fast unmöglich gewesen, das rohe Fleisch zu zerkauen. Selbst nach 40-maligem Zubeißen, sei es immer noch nur ein einziger Klumpen im Mund gewesen.

Steinzeitliche Fleischklopfer

Mit Steinwerkzeugen hätten die Frühmenschen das Fleisch zumindest weichklopfen oder zerschneiden können. Nachgewiesen ist, dass solche Werkzeuge schon vor 3,3 Millionen Jahren benutzt wurden. Wenn die Testpersonen das Fleisch also mit nachgebildeten Steinwerkzeugen in Streifen schnitten, mussten sie um weitere fünf Prozent weniger kauen und noch einmal zwölf Prozent weniger Kauleistung aufbringen. Lieberman und Zink ließen ihre Steinzeitschauspieler auch 50 Mal mit den steinzeitlichen Fleischklopfern auf das Ziegenfleisch einschlagen. Dadurch sei es allerdings nicht messbar besser zu kauen gewesen, blieb also als kaum schluckbarer Klumpen vor dem Halse stecken.

Bei den Wurzeln hingegen habe das Zerstampfen mit den Steinzeitklöppeln die nötige Kauleistung immerhin um 4,5 Prozent reduziert, nicht jedoch das Kleinschneiden.

In einer weiteren Testreihe durften die leidgeprüften Probanden immerhin auch steinzeitlich gegrilltes Fleisch und Wurzeln essen, um zu prüfen, inwieweit das Kochen die Nahrungsaufnahme erleichtert haben könnte. Gebratenes Wurzelgemüse musste demnach 14 Prozent weniger oft gekaut werden als rohes. Da Knollengemüse eher harte Nahrung sei, würde das Kochen den Kauaufwand deutlich reduzieren, so dass auch nicht so große Zähne nötig seien, schreiben die Forscher. Sie schätzen, dass damit etwa 14 Prozent weniger Kaufläche nötig ist – was ziemlich genau dem Größenunterschied der Gebisse von Homo erectus und Homo sapiens entspricht. Gegrilltes Fleisch erfordert zwar zunächst mehr Kaukraft. Allerdings zergeht der Fleischklumpen im Mund, und Magen und Darm kommen besser an die Nährstoffe heran.

Steinzeitliche Ernährungspyramide: ein Drittel Fleisch

Homo erectus jedoch brauchte kein Feuer, um über die Runden zu kommen, argumentieren Lieberman und Zink. Sein großes Gehirn habe er trotz kleiner Zähne auch ohne Kochen versorgen können, indem er Knollen zerstampfte und ein Drittel seiner Nahrung durch kleingeschnittene Fleischstücken anreicherte. Das ersparte ihm 2,5 Millionen Mal Kauen pro Jahr und ein Viertel weniger Kraft.

Letztlich habe es also der Gebrauch von Steinwerkzeugen zum Zerkleinern von Fleisch und Zerstampfen von Wurzeln möglich gemacht, dass sich der Körper des Frühmenschen veränderte.