Unsere Gesichter geben Signale

"Salzburger Nachrichten" Nr. 103 vom 04.05.2018 Seite: 16 Ressort: Wissenschaft Österreich

Ein dickes Gesicht mit viel Körperfett wirkt dominant. Wer ein eher schmales, weibliches Gesicht hat, signalisiert Unterwürfigkeit.

Menschliche Gesichter sind unser bedeutendstes und komplexestes Signalsystem. Für die wissenschaftliche Entschlüsselung werden künstliche Gesichter, sogenannte Morphs, erstellt, die sich ausschließlich in charakteristischen Gesichtsmerkmalen für eine einzige Eigenschaft – etwa Körperhöhe, Körperkraft, Testosteronkonzentration – unterscheiden. Wissenschafter um die Evolutionäre Anthropologin Katrin Schäfer und die Biologin Sonja Windhager von der Universität Wien haben dazu ein neues Analyseverfahren entwickelt, das eine systematische Untersuchung und Überprüfung etablierter Hypothesen zu menschlicher Kognition und Kommunikation leichter macht.

Um in der Forschung vom subjektiven Eindruck zu objektiven Zahlen und Fakten zu kommen, haben die Forscher mittels mathematischer Modelle exakte Werte für die jeweilige Eigenschaft ermittelt und so verschiedene künstliche Gesichter entwickelt. Testpersonen beurteilten dann diese Morphs hinsichtlich ihrer sozialen Stellung. Getestet wurden weibliche Gesichter-Morphs. Diese wurden mit unterschiedlichem Körperfettgehalt gestaltet. Ausgehend von einem Durchschnittsgesicht mit 23 Prozent Körperfettanteil wurden weitere Abstufungen nach oben und unten errechnet und gestaltet. Fast 300 Probanden mussten dann diese Gesichter einschätzen. Ergebnis: Je höher der Körperfettanteil, desto dominanter wurden die Morphs wahrgenommen, je niedriger, desto unterwürfiger.

Anders verhielt es sich beispielsweise mit der Attraktivität. Hier wurden moderate Anteile

von Körperfett bevorzugt. In dieser Einschätzung waren sich alle befragten österreichischen Altersgruppen einig. Im Gesicht anderer Menschen zu lesen ist eine sehr alte menschliche Eigenschaft, die in Urzeiten für das Überleben gesorgt hat. Auch Menschen, die von Geburt an blind sind, zeigen eine identische Mimik, die von einem Set aus fünf Muskelgruppen im Gesicht bestimmt wird. Grundemotionen wie Angst, Freude oder Zorn werden von Menschen bis heute überall auf der Welt in ähnlicher Weise im Gesicht der anderen verstanden. Allerdings gibt es im Gesichtlesen kulturelle Unterschiede. Während sich Europäer auf Augen und auf den Mund ihres Gegenübers konzentrieren, bevorzugen Asiaten eher nur die Augen.


Fenster in die Vergangenheit

17. Mai 2018

WissenschafterInnen analysieren uralte menschliche DNA aus Südostasien

Neueste Analysen ganzer Genome uralter menschlicher DNA aus Südostasien haben gezeigt, dass es im Laufe der letzten 50.000 Jahre mindestens drei große Migrationsströme in diese Region gab. Ein internationales Team unter der Leitung von ForscherInnen der Harvard Medical School und der Universität Wien um den Anthropologen Ron Pinhasi extrahierte die DNA aus den sterblichen Überresten von 18 Personen, die vor ungefähr 1.700 bis 4.100 Jahren im heutigen Vietnam, Thailand, Myanmar und Kambodscha lebten. Ihre Ergebnisse wurden nun in Science veröffentlicht.

Die Forschungsgruppe fand heraus, dass bereits vor 45.000 Jahren die ersten Menschen in die Region immigrierten und zu Jägern und Sammlern wurden. In der Jungsteinzeit vor rund 4.500 Jahren gab es einen starken Zustrom von Menschen aus China, die landwirtschaftliche Praktiken nach Südostasien brachten und sich unter die dort ansässigen Jäger und Sammler mischten.

Die neue Publikation beleuchtet einen weiteren wichtigen Aspekt in der Geschichte der weltweiten Bevölkerungsdynamik. Sie schließt damit an zahlreiche europäische Studien zu uralter DNA sowie zunehmenden Forschungsaktivitäten im Nahen Osten, Zentralasien, den pazifischen Inseln und Afrika an. "Wir haben heutzutage die Möglichkeit, einen sehr wichtigen Teil der Welt anhand von Analysen uralter DNA zu erforschen", so Mark Lipson, Postdoc-Fellow im Labor von David Reich an der Harvard Medical School und Erstautor dieser Studie. "Es öffnet ein Fenster zur genetischen Herkunft der Menschen, die in der Vergangenheit dort lebten und derer, die noch heute dort leben".

Heutige Menschen mit diesem Erbgut sprechen zumeist austroasiatische Sprachen. Die WissenschafterInnen schließen daraus, dass die aus dem Norden zugewanderten Bauern frühe VertreterInnen der austroasiatischen Sprachgruppe waren. "Diese Studie lässt uns auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen Archäologie, Genetik und Sprache schließen, was für das Verständnis der Geschichte der südostasiatischen Bevölkerung von entscheidender Bedeutung ist“, erklärt Ron Pinhasi als Co-Autor der Studie von der Universität Wien.

Die Untersuchung zeigt, dass nachfolgende Migrationswellen aus China während des Bronzezeitalters ankamen – vor rund 3.200 Jahren in Myanmar, vor 2.000 Jahren in Vietnam und innerhalb der letzten 1.000 Jahre in Thailand. Diese Zuströme brachten Abstammungen in die Region, die heute mit verschiedensten Sprachgruppen assoziiert werden.

Die Identifikation von drei Bevölkerungsgruppen – Jäger und Sammler, erste Bauern und MigrantInnen des Bronzezeitalters – spiegelt ein Muster wider, das europäische Studien zu uralter DNA bereits zuvor entdeckt hatten, aber mit zumindest einem wesentlichen Unterschied: Ein Großteil der Abstammungsvielfalt in Europa hat mit der Zeit und der Vermischung der Populationen abgenommen, während es bei südostasiatischen Populationen nach wie vor wesentlich mehr Variation gibt.

"Noch heute leben Menschen in der Region, die quasi direkte Nachfahren der drei ursprünglichen Bevölkerungsgruppen sind, darunter auch Personen mit Vorfahren unter den Jägern und Sammlern, die heute in Thailand und Malaysia, sowie auf den Philippinen und den Andamanen leben", erklärt David Reich, Professor für Genetik an der Harvard Medical School und Co-Autor der Studie. "Im Vergleich dazu kann in Europa heute niemand behaupten, mehr als nur einen Bruchteil von europäischen Jägern und Sammlern abzustammen.“

Reich stellt die Hypothese auf, dass sich diese hohe Vielfalt in Südostasien nur dadurch erklären lässt, dass Bauern in der Region sehr viel später angekommen sind – vor rund 4.500 Jahren im Vergleich zu zuvor vermuteten 8.000 Jahren. Den Populationen blieb somit weniger Zeit, um sich zu vermischen, und die genetische Vielfalt ist daher noch stärker vorhanden.

Publikation in "Science"
Ancient genomes document multiple waves of migration in Southeast Asian prehistory. Mark Lipson,  Olivia Cheronet, Swapan Mallick,  Nadin Rohland,  Marc Oxenham,6 Michael Pietrusewsky,7 Thomas Oliver Pryce, Anna Willis, Hirofumi Matsumura,12 Hallie Buckley,13 Kate Domett,14 Nguyen Giang Hai,15 Trinh Hoang Hiep,15 Aung Aung Kyaw,16 Tin Tin Win,16 Baptiste Pradier,9 Nasreen Broomandkhoshbacht, Francesca Candilio, Piya Changmai, Daniel Fernandes, Matthew Ferry, Beatriz Gamarra, Eadaoin Harney, Jatupol Kampuansai, Wibhu Kutanan,24 Megan Michel, Mario Novak, Jonas Oppenheimer, Kendra Sirak,  Kristin Stewardson, Zhao Zhang, Pavel Flegontov, Ron Pinhasi, David Reich, In: Science
Doi: http://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aat3188


Neue Wege in der Gesichterforschung

02. Mai 2018

Objektive Zahlen zum subjektiven "ersten Eindruck"

Menschliche Gesichter sind unser bedeutendstes und komplexestes Signalsystem. Für die wissenschaftliche Entschlüsselung werden künstliche Gesichter, so genannte Morphs, erstellt, die sich ausschließlich in charakteristischen Gesichtsmerkmalen für eine einzige Eigenschaft – z.B. Körperhöhe, Körperkraft, Testosteronkonzentration, etc. – unterscheiden. WissenschafterInnen um die Evolutionäre Anthropologin Katrin Schäfer und die Biologin Sonja Windhager von der Universität Wien haben dazu ein neues innovatives Analyseverfahren entwickelt, das eine systematische Untersuchung und Überprüfung etablierter Hypothesen zu menschlicher Kognition und Kommunikation leichter macht. Die aktuelle Studie erschien kürzlich im renommierten Fachjournal "Scientific Reports".

Um in der Forschung vom subjektiven Eindruck zu objektiven Zahlen und Fakten zu kommen, haben die WissenschafterInnen mittels mathematischer Modelle exakte Werte für die jeweils abzutestende Eigenschaft ermittelt und so kalibrierte Morphs geschaffen, damit diese von Testpersonen hinsichtlich ihrer sozialen Wahrnehmung beurteilt werden können. Mit dem innovativen Einsatz geometrisch morphometrischer Methoden, das sind koordinatenbasierte statistische Analyseverfahren, erstellten sie weibliche Gesichtermorphs. Diese wurden zur Veranschaulichung des neuen Verfahrens im Körperfettgehalt kalibriert. Ausgehend von einem Durchschnittsgesicht mit 23 Prozent Körperfettanteil wurden weitere Abstufungen nach oben und unten errechnet, visualisiert und 275 Personen unterschiedlichen Alters zur Einschätzung präsentiert. Diese ProbandInnen mussten ihren ersten Eindruck in Hinblick auf verschiedene Dimensionen sozialer Wahrnehmung abgeben: Je höher der Körperfettanteil, desto dominanter wurden die Morphs wahrgenommen, je niedriger desto unterwürfiger. Anders verhielt es sich beispielsweise mit der Attraktivität. Hier wurden moderate Anteile von Körperfett bevorzugt. In dieser Einschätzung waren sich alle befragten österreichischen Altersgruppen einig.

Durch den neuen Kalibrierungsschritt konnte jedem einzelnen Einschätzungswert ein konkreter Körperfettwert zugeordnet werden. "So können wir sicherstellen, dass die Unterschiede in den Einschätzungen ursächlich nur auf die Unterschiede im Körperfettanteil zurückzuführen sind", erklärt Katrin Schäfer. Diese Logik trifft natürlich auch für jede andere Eigenschaft zu, die signifikante Auswirkungen auf das Gesicht hat, so dass diese ebenso systematisch manipuliert und untersucht werden können. Dies eröffnet einmalige neue Möglichkeiten, zwischenmenschlicher Eindrucksbildung in sozialer und evolutionärer Hinsicht auf den Grund zu gehen.

Im nächsten Schritt wollen die ForscherInnen die systematische Überprüfung etablierter wissenschaftlicher Hypothesen menschlicher Kommunikation und Kognition an der Schnittstelle zwischen Verhaltensbiologie, Anthropologie und Evolutionärer Psychologie in Angriff nehmen. Die neue Methode sollte sich auch bei interkulturellen Vergleichen und auf Phänomene wie Stereotypenbildung und Stigmatisierung anwenden lassen.

Publikation in "Scientific Reports":
Calibrating facial morphs for use as stimuli in biological studies of social perception: Sonja Windhager, Fred L. Bookstein, Hanna Mueller, Elke Zunner, Sylvia Kirchengast & Katrin Schaefer. Scientific Reports volume 8, Article number: 6698 (2018)
doi:10.1038/s41598-018-24911-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-24911-0 

Körperfett verändert die Gesichtsform. Das wurde berechnet und hier anhand sogenannter Deformationsgitter (obere Reihe) und GM-Morphs (untere Reihe) veranschaulicht. Mit letzteren lässt sich testen, wie diese Veränderungen den ersten Eindruck beeinflussen (Copyright: Schäfer, Windhager, Universität Wien).

GM-Morphs erlauben neue Wege in der Gesichterforschung, da sie als kalibrierte Stimuli eingesetzt werden können. Der mittlere Gesichtsmorph spiegelt einen Körperfettanteil von 23 Prozent wider, die vier weiteren zeigen jene Formveränderungen, die mit anderen, absoluten und vom Forschenden selbst auswählbaren Körperfettwerten einhergehen. Es zeigt sich, dass weniger Körperfett als unterwürfiger, mehr als dominanter wahrgenommen wird (Copyright: Schäfer, Windhager, Universität Wien).


Der Bizeps der Urzeit-Bäuerin

"Wiener Zeitung" Nr. 232 vom 30.11.2017 Seite: 29 Ressort: Feuilleton Wiener Zeitung

Das Mahlen des Korns war ein tägliches Krafttraining für die Frauen.

Als die Frauen in der Jungsteinzeit von Sammlerinnen zu Bäuerinnen wurden, mussten sie tausende Jahre lang schwere körperliche Arbeit leisten. Bis zur Eisenzeit hatten sie so kräftige Oberarme wie heutige Ruderinnen, berichtet ein britisch-österreichisches Forscherteam im Fachblatt „Science Advances“. Erst im Mittelalter ließ der Muskelaufbau wieder nach.

Die Studienergebnisse zeigen, dass die körperliche Routinearbeit von Frauen, die zur Zeit der Entstehung der Landwirtschaft lebten, strapaziöser war als die körperliche Anforderung an heutige Spitzensportlerinnen. Für ihre Analyse untersuchten die Wissenschafter die Knochen mitteleuropäischer Frauen, die während der ersten 6000 Jahre der Agrargeschichte lebten, und verglichen sie mit den Knochen heutiger Athletinnen. Das händische Ernten und Bestellen der Äcker sowie das Mahlen von Mehl aus Getreide für manchmal bis zu fünf Stunden pro Tag hat in den Knochen Spuren hinterlassen, die auf einen kräftigen Bizeps hindeuten.

Technik sorgte für Verlust

„Wir haben dabei nicht nur die Dicke der Knochen gemessen, sondern auch ihre Robustheit anhand biomechanischer Charakteristika untersucht. Also zum Beispiel ihre Feinstruktur, die Winkelung und wie ausgeprägt der feste Außenteil im Vergleich zum Knochenmark ist“, schildert Ron Pinhasi vom Department für Evolutionäre Anthropologie der Universität Wien. Knochen sind ein lebendes Gewebe, das sich der körperlichen Belastung anpasst, und geben daher Auskunft über die körperlichen Aktivitäten ihrer Besitzerinnen.

In den ersten 6000 Jahren der Landwirtschaft waren die Ober arme der Bäuerinnen besonders kräftig, berichten die Forscher. Die untersuchten Knochen der Frauen aus der Jungsteinzeit stellen sich als um elf bis 16 Prozent stärker heraus als jene von Athletinnen des Cambridge-Ruderteams. Zu dieser Zeit waren Frauen aber ganz offensichtlich nicht viel mehr auf den Beinen unterwegs, als es bei heutigen Durchschnittsfrauen der Fall ist. Denn ihre Schienbeinknochen waren ähnlich stark. Die kräftigsten Beine aller untersuchten Zeiten weisen heutige Läuferinnen und Fußballerinnen auf.

Im Mittelalter verloren die Frauen aber ihre Armkraft auf einen Schlag. Fortschritte in Technik, wie etwa von Wind- und Wasserkraft angetriebene Mühlen, befreiten sie offensichtlich von der harten Handarbeit. Die Oberarmknochen der mittelalterlichen Frauen waren schon vergleichbar mit jenen von heute, berichten die Forscher.

Die Interpretation von weiblichen Knochen in einem frauenspezifischen Kontext zeige deutlich, wie intensiv, unterschiedlich und mühsam ihre Tätigkeiten waren, schreiben die Studienautoren. Die Daten trage somit dazu bei, dass ein Stück bislang unbekannte Geschichte von Frauen arbeit über tausende von Jahren hinweg dokumentiert wird.

Das Ruderteam der University of Cambridge als Vergleichswert. Alastair Fyfe/University of

Cambridge.