Hier mal eine schöne Grafik dazu:
https://data.motor-talk.de/data/galleries/0/112/8052/10285776/90kw-verbrauchskurven-1445.jpg
Du verwechseltst da anscheinend zwei Dinge. Die Gänge voll ausdrehen bedeutet, jeden Gang bis zum Drehzahlmaximum zu benutzen. Die Theoriefrage bezieht sich aber auf ein konstante Fahrt mit, sagen wir mal, 100km/h.
Für einen Motor kann man ein Kennfeld berechnen, das dir genau sagt, wie viel Sprit pro Zeit und pro Leistung der Motor in dem Punkt benötigt. So ein Diagramm ist hier abgebildet:
http://www.motor-talk.de/bilder/wie-v6-am-sparsamsten-bewegen-g55532474/muscheldiagramm-i205915885.html
Auf der x-Achse ist die Motordrehzahl und auf der y-Achse der effektive Mitteldruck (ist eine Größe, die äquivalent zum Motordrehmoment ist und mit der man verschieden Motoren unabhängig vom Hubraum miteinander vergleichen kann).
Für 100km/h muss der Motor, egal welcher Gang eingelegt ist, immer die gleiche Leistung erbringen. Sagen wir einfach mal 20kW. Bei einem niedrigen Gang, dreht der Motor höher, muss also, um diese 20kW zu erbringen, weniger Drehmoment erzeugen, da die Leistung ein Produkt aus Drehmoment und Drehzahl (und einer Konstanten) ist. Wir befinden uns in dem Kennfeld also rechts unten. In einem hohen Gang ist die Motordrehzahl gering, es muss also ein höheres Drehmoment erbracht werden für die 20kW. Wir befinden uns weiter oben und weiter links im Kennfeld.
Oben links sind die sogenannten spezifischen Verbräuche geringer. Das heißt, dass der Motor pro Zeiteinheit weniger Masse an Kraftstoff verbaucht, um diese 20kW zu erzeugen. Damit verbraucht der Motor in den allermeisten Fällen (eigentlich immer) im jeweils höchstmöglichen fahrbaren Gang am wenigsten Kraftstoff, bei konstanter Fahrt.
Das war jetzt wahrscheinlich sehr theoretisch, aber das ist grob gesagt der Grund dafür^^