Menschen sind Energieverschwender - nicht nur beim Heizen oder Autofahren, sondern auch, wenn sie zu Fuß unterwegs sind. Ein großer Teil der Kraft, die wir für unsere Schritte brauchen, verpufft ungenutzt. Selbst die geschicktesten menschlichen Geher setzen die aufgewendete Energie maximal zu 65 Prozent in Vorwärtsbewegung um. Sogar Vögel oder Fische, die sich nebenbei noch in der Luft halten oder eine dichte Flüssigkeit verdrängen müssen, bewegen sich effektiver fort.

Die ärmliche Ergonomie des Homo sapiens kennt nur eine frappierende Ausnahme: afrikanische Frauen. Sie können weit höhere Wirkungsgrade beim Gehen erzielen - paradoxerweise jedoch nur dann, wenn sie dabei eine große Last auf dem Kopf tragen. Balancieren sie rund 20 Prozent ihres Körpergewichts auf dem Scheitel, so haben Forscher ermittelt, setzen diese Frauen ihre Energie zu über 80 Prozent in Vorwärtsbewegung um. Worin allerdings ihr Geheimnis besteht, wusste bisher niemand schlüssig zu erklären. Doch nun warten zwei Physiologen mit einer Theorie auf, die den beeindruckenden Gang der Afrikanerinnen endlich überzeugend erklärt.

Selbstversuch im Sturzflug Mitte der achtziger Jahre sorgte die anmutige Bewegung afrikanischer Frauen erstmals für Aufsehen in der Wissenschaft. Norman Heglund, damals Doktorand der Harvard University, war 1977 in den Westen Kenias gereist, um die Energieausnutzung von Elefanten, Giraffen und Büffeln zu studieren. Doch als er dort sah, mit welcher Leichtigkeit die Frauen gewaltige Lasten auf ihrem Kopf trugen, war sein Forschungsinteresse geweckt. "Ich überredete die Frau meines Gastgebers zu einem Experiment", erinnert sich Heglund. Während sie unter verschiedenen Lasten vorwärts ging, maß er ihren Sauerstoffverbrauch unter einer Maske. Ihr Sauerstoff-(und damit ihr Energie-)Verbrauch stieg erst an, als sie mehr als ein Fünftel ihres Körpergewichts auf dem Kopf trug - doch weit weniger, als angesichts der zusätzlichen Last zu erwarten war.

"Und sie war kein Einzelfall", sagt Heglund. Mit immer verfeinerteren Messverfahren konnte er zeigen, dass auch Frauen aus anderen Gegenden Afrikas die Kunst des energiesparenden Gangs beherrschen.

Dann stieß Heglund auf eine ältere Untersuchung an amerikanischen Soldaten, die beim Gehen unter der Last schwerer Rucksäcke erheblich mehr Energie verbrauchten als die Afrikanerinnen. Als er Vergleichsgruppen amerikanischer Männer und Frauen einen entsprechend schweren Bleihelm aufsetzte, konnten sie mit dem leichten Gang der Afrikanerinnen ebenfalls nicht mithalten. Als Heglund, inzwischen Physiologe an der katholischen Universität im belgischen Louvain, seine Forschungsergebnisse Mitte der achtziger Jahre publizierte, waren die Zahlen eindeutig. Doch was die Afrikanerinnen anders machen als der Rest der Menschheit, konnte er nicht erklären. Haben sie besonders starke Muskeln im Nacken oder Rücken? Bewegen sie sich beim Gehen weniger auf und ab, oder haben sie gar eine genetische Besonderheit? All diese Hypothesen ließen sich bei genauerer Untersuchung nicht halten. "Ich war einfach ratlos", sagt er.

Dann traf er Giovanni Cavagna, der sich als Physiologe an der Universität Mailand schon seit 1964 mit dem menschlichen Gang beschäftigt - allerdings nicht in Afrika, sondern auf dem Mond. Dort wirkt nur rund ein Sechstel der irdischen Schwerkraft. "Ich war nicht überrascht, dass die Astronauten dort nicht normal gehen konnten", erinnert sich Cavagna an das Jahr 1969, als Neil Armstrongs großer Schritt für die Menschheit eher wie ein Hüpfer aussah.

Mithilfe einer Computersimulation entwickelte Cavagna ein Modell für das Gehen bei unterschiedlichen Werten der Schwerkraft, das unter anderem eine genaue Voraussage für künftige Marsbesuche ermöglicht: "Während die optimale Gehgeschwindigkeit auf der Erde 5,5 Kilometer pro Stunde beträgt, liegt sie auf dem Mars nur bei 3,4 und auf dem Mond sogar nur bei 2,2 Kilometer pro Stunde." Seine Theorie überprüft der 68-jährige Italiener regelmäßig im Selbstversuch in einem Forschungsflugzeug der Esa. Der umgebaute Airbus A300, in Fachkreisen als "Vomit Comet" (Kotzkomet) bekannt, fliegt von Bordeaux aus in wildem Steig- und Sturzflug über die Biskaya, sodass in seinem Inneren für bis zu 30 Sekunden die unterschiedlichsten Gravitationskräfte herrschen - von der völligen Schwerelosigkeit bis zum vielfachen der irdischen Erdanziehung.