Was ist Evolution? (1) – Ein neuer Blick auf die Herkunft des Lebens

Ein Gastbeitrag von Helmut Pfeifer

Gott hat den Menschen in seiner heutigen Gestalt vor 10 000 Jahren erschaffen! Dieser Meinung sind gut 40 Prozent aller US-Amerikaner. Ein Wert, der sich seit den Achtzigern kaum geändert hat. In muslimischen Ländern ist diese Ansicht noch wesentlich weiter verbreitet. Und sogar im säkulareren Deutschland stimmen einer solchen Aussage immerhin noch 20 Prozent zu (Umfrage von 2009).

So zentral der Gedanke der Evolution für die Wissenschaft ist, so unvollständig ist ganz offenbar der Siegeszug dieser Theorie, der erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts seinen Anfang nahm. Wenn es um seine eigene Herkunft geht, ist der Mensch eben empfindlich gegenüber Kränkungen. Doch auch von nichtreligiöser Seite gibt kritische Stimmen zu Abstammungslehre.

Grund genug, der Frage, was Evolution eigentlich meint und wie diese Theorie entstanden ist, genauer nachzugehen. Helmut Pfeifer tut dies in seiner mehrteiligen Reihe.

Die Idee der Evolution ist auch 150 Jahren ihrer erstmaligen Formulierung etwa, von dem die meisten Menschen eine eher vage Vorstellung haben. Zwei Dinge fallen vielen Leuten spontan dazu ein: der Name Darwin und der Tatbestand, dass der Mensch von „niedrigeren“ Lebewesen abstammt („Affenfrage“). Dieser Aspekt gehört keinesfalls zu den bedeutsamsten des Evolutionsgedankens, aber er erschütterte die Zeitgenossen Darwins und erhitzt die Gemüter zum Teil bis heute.

Als Darwin 1871 das Buch von der Abstammung des Menschen veröffentlichte, das zu den hervorragendsten anthropologischen Werken des 19. Jahrhunderts zählt, war die Herkunft des Menschen von „niedrigeren“ Lebewesen bereits von anderen Forschern dargelegt worden. Auch Darwins evolutionstheoretisches Hauptwerk über den „Ursprung der Arten“ (im Original „On the origin of species by means of natural selection“) erschien erst 50 Jahre nach Lamarcks „Zoologische Schrift“, welche bereits detaillierte Vorstellungen über die Evolution enthält und als Meilenstein in der Geschichte der Biologie gilt. Auch wenn sich so manches daraus als nicht richtig erwiesen hat und korrigiert werden musste, so hatte Lamarck wohl als erster erkannt, dass die Arten veränderlich sind. Aus einer „Tabelle der Abstammung der verschiedenen Tiere“ versuchte Lamarck Verhältnisse der Verwandtschaft festzustellen, um daraus den Mechanismus des evolutionären Artenwandels herauszuarbeiten.

Generell muss gesagt werden, dass die ungeheure Vielfalt der Lebewesen Naturforscher schon lange vor der Begründung einer wissenschaftlichen Biologie fasziniert hat. Das beginnt schon mehr als drei Jahrhunderte v. Chr. Mit Aristoteles, der bereits über 500 Tierarten beschrieb und sie nach ihren äußeren Merkmalen in mehrere Haupt- und Untergruppen unterteilte. Von der Neuzeit ist der im 18. Jh. lebende gelebte schwedische Naturforscher Carl von Linnè besonders hervorzuheben, der über 4000 Tier- und Pflanzenarten klassifiziert hat und damit zurecht als der Begründer der modernen biologischen Systematik bezeichnet wird. Neben der Pflanzenwelt, die er in die beiden großen Gruppen der Blütenpflanzen und der blütenlosen Pflanzen unterschied, teilte er die Tierwelt in sechs große Gruppen auf: Säugetiere, Vögel, Amphibien, Fische, Insekten und Würmer. Er erarbeitete als erster ein System mit einer Rangordnung wie Gattung, Ordnung und Klasse, also Kategorien, die noch heute gebräuchlich sind. Dies gilt auch für die von ihm eingeführte „binäre“ Nomenklatur“ nach der jede Pflanzen- und Tierart mit zwei lateinischen Namen gekennzeichnet ist. Allerdings bestand bei diesem und anderen Klassifikationssystemen insofern ein Mangel als Gattungen, Ordnungen und Klassen der Lebewesen eher beziehungslos nebeneinanderstanden. Sie beschränkten sich zumeist auf äußerlich sichtbare Merkmale und deutlich erkennbare Ähnlichkeiten, die aber bezüglich Zugehörigkeiten zu einer gewissen Gattung oder Art täuschen können, wie sich später herausgestellt hat. Etwaiges Zusammengehören wurde zwar festgestellt, aber es gab noch keine Aussagen über die Ursachen dafür. Die längste Zeit wurden solche Fragen gar nicht erst gestellt, da man ohnedies glaubte, alle Geschöpfe seien das Werk Gottes, der mit diesen seine eigenen Absichten verfolgen würde.

Der Evolutionsgedanke – eine Idee erschüttert die Welt

Nach der kopernikanischen Erkenntnis, der zufolge die Erde nicht mehr im Mittelpunkt des Sonnensystems stand, hat der Evolutionsgedanke wie keine andere naturwissenschaftliche Idee das Denken der Menschheit erschüttert. Die Entdeckung der Evolution erfolgte aber keineswegs plötzlich, sondern in kleinen Schritten. Der Evolutionsgedanken brauchte seine Zeit, um in den Köpfen der meisten Naturforscher seinen Platz zu finden. Viele althergebrachte und liebgewonnene Vorstellungen mussten erst überwunden werden, bevor man dem neuen Evolutionsgedanken zu folgen imstande war. Das kam alleine schon daher, dass das abendländische Weltbild die längste Zeit von der Überzeugung beherrscht worden war, dass Gott die Erde und alle ihre Lebewesen erschaffen habe. Um die Mitte des 17. Jahrhunderts gab es bezüglich des Schöpfungsdatums die groteskesten Mutmaßungen. Da wurden sogar genaue Tages- und Jahresangaben gemacht, ja einmal wurde sogar eine Uhrzeit, nämlich 9 Uhr am Morgen genannt. Zunächst wurde das Alter der Schöpfung auf rund 4000 Jahre geschätzt. Man weiß heute, dass es in allen Kulturen dieser Erde Vorstellungen vom Anfang und von der Entwicklung der Welt gibt, welche in den Bereich der großen Schöpfungsmythen gehören.

Die nachhaltigste Wirkung auf das abendländische, von der jüdischen und christlichen Theologie geprägte Denken hatte der biblische Schöpfungsbericht aus der Genesis. Demzufolge schuf Gott die Welt in sechs Tagen, den Menschen am letzten Tag, und befand, dass alles gut gewesen wäre. Alle Lebewesen waren Gottes Absicht und in ihrem Körperbau und Verhalten Ausdruck des göttlichen Plans. So wie andere Religionen auch kennt das Christentum somit eine kosmische Weltordnung, die von einem Schöpfer hervorgebracht wurde und erhalten wird. In dieser Vorstellung kann kein Platz sein für die Idee des evolutionären Wandels der Organismen. Die einmalige Schöpfung der Erde und deren Lebewesen ist mit der Evolutionstheorie nicht vereinbar. Deren grundlegende Erkenntnis ist nämlich, dass alle Lebewesen in abgestufter Weise miteinander verwandt sind. Diese Verwandtschaft bedeutet eine gemeinsame Abstammung aller heute lebenden Arten, die damit das Ergebnis mehr oder weniger langer stammesgeschichtlicher Wandlungsprozesse darstellen.

Die Evolutionstheorie machte die Biologie als einheitliche Wissenschaft vom „Leben“ überhaupt erst möglich. Diese Tatsache wird durch den berühmten Ausspruch des Evolutionsforschers Theodasius Dobzhausky treffend charakterisiert: „Nichts macht einen Sinn, außer man betrachtet es im Lichte der Evolution“. Die Evolution ist so zusagen die große Klammer, die alle Erscheinungsformen des Lebens zusammenhält, die Evolutionstheorie das große theoretische Gerüst, das alle biologischen Disziplinen umfasst. Deshalb gehört sie zu einer der bedeutsamsten Theorien der neuzeitlichen Wissenschaften. Sie erklärt, warum Lebewesen so sind wie sie sind und wie sich sowohl ihre körperlichen Erscheinungen als auch ihre Verhaltensweisen entwickelt haben.

Dadurch, dass die Evolutionstheorie auch den Menschen in ihre Erklärungsmodelle einbezieht, hat sie bis heute Emotionen geschürt. Von der Religion bestätigt, sieht sich der Mensch gern als etwas Besonderes, als „Krone der Schöpfung“, während er aus evolutionstheoretischer Sicht bloß als eine von vielen Millionen Arten dargestellt wird. Die Faktoren, die zu seiner Entstehung geführt und seine Entwicklung bewirkt haben, sind im Wesentlichen dieselben, welche auch für den Werdegang der anderen Spezies verantwortlich sind. Wenn man sich daher die immense Wirkung vor Augen führt, welche die Schöpfungslehre über Jahrhunderte auf das Denken der Menschen ausgeübt hat, dann wundert es nicht, dass die Evolutionstheorie auf mächtigen Widerstand stieß. Obwohl mittlerweile unzählige Befunde aus vielen Disziplinen für die Evolution als Tatsache sprechen, ist die Kontroverse „Schöpfung oder Evolution“ noch immer im Gange. Besonderen heftigen Widerspruch gibt es interessanterweise in den USA.

Vom statischen zum dynamischen Weltbild

Wie schon erwähnt, war unter dem Einfluss der alttestamentarischen Theologie des Christentums und der Philosophie Platons das abendländische Weltbild bis tief in die Neuzeit hinein statisch und ließ den Begriff eines stammesgeschichtlichen Wandels der Organismen nicht zu. Das größte Hindernis für den Evolutionsgedanken aber war, dass sich die außerordentlich langsamen Veränderungen der Arten unserer unmittelbaren Wahrnehmung entziehen, weil dies die relativ kurze Lebensdauer von uns Menschen nicht zulässt. So erleben wir es, dass sich die Nachkommen eines jeden Lebewesens immer wieder zu dem Elterntypus entwickelt und somit für alle Zeiten unveränderlich erscheint. Es bedurfte wirklich einer großen geistigen Revolution, bevor man Evolution auch nur denken konnte. Sie brachte zunächst die Ablösung eines „statischen“ Weltbildes durch ein „dynamisches“, welches die Erkenntnis umfasst, dass die Welt von langer Dauer und in ständigem Wandel begriffen ist. Man spricht auch von der Idee der Historisierung der Natur. Sie beinhaltet die Einsicht, dass die Natur eine Geschichte hat, die sich über lange Zeiträume hinweg abspielt.

Dieses neue Weltbild begann Ende des 18. Und im 19. Jahrhundert Konturen anzunehmen als Naturforscher, Geologen und andere Wissenschaftler aufgrund ihrer Untersuchungen zu dem Schluss gelangten, dass die Erde ein wesentlich höheres Alter haben müsse, als man aufgrund der Schöpfungslehre annehmen durfte. So schätzte ein französischer Naturforscher des 18. Jahrhunderts, dass die Erde nach ihrer Entstehung allein 30.000 Jahre gebraucht haben müsse, um sich abzukühlen. Auch ein britischer Geologe vertrat die Ansicht, dass sich die Erde nicht immer in ihrem heutigen Zustand befunden habe und dass auch die heutigen Organismen deutlich zu unterscheiden seien von jenen, die in früheren Perioden der Erdgeschichte existierten.

Die auf die Antike zurückgehenden Vorstellungen einer „Stufenleiter“ der Natur, wonach die „Naturdinge“ hierarchisch zusammenhanglos angeordnet waren, wurde abgelöst durch eine „Auseinanderentwicklung“ von Organismenformen. Aus der Stufenleiter wurde somit ein Stammbaum. Es wurden neue Klassifikationssysteme der Organismen nach ihrer abgestuften Ähnlichkeit in hierarchischer Ordnung erstellt. Dabei konnten allmählich die Ähnlichkeiten stammesgeschichtlich gedeutet werden, so dass man nach und nach erkannte, dass Organismenarten auch von nur geringer Ähnlichkeit miteinander verwandt sein können. Die Frage, wie es zu diesen diversen Verwandtschaften gekommen sein könnte, blieb aber noch einige Zeit unbeantwortet. Der bereits erwähnte französische Zoologe Jean-Baptiste de Lamarck war einer der ersten, welcher sich bemühte, diese Verwandtschaftsverhältnisse festzustellen und Mechanismen des evolutionären Artenwandels anzugeben.

Charles Darwin

Der britische Naturforscher Charles Darwin wird auch stiller Revolutionär genannt, weil es ihm sicherlich nicht bewusst gewesen ist, welche geistige Revolution er mit seinen Erkenntnissen bewirkt hat. Um einem noch heute weit verbreiteten Irrtum vorzubeugen, muss betont werden, dass Darwin nicht der „Entdecker“ der Evolution bzw. der Erfinder der Evolutionstheorie war. Sein evolutionstheoretisches Hauptwerk über den „Ursprung der Arten“- wir haben es anfangs schon erwähnt – erschien 50 Jahre nach Lamarcks Schrift. Aber, und das ist das Entscheidende, er konnte die Mechanismen darlegen, die die Vorgänge der Evolution plausibel erklärten. Damit hat er den Evolutionsgedanken letztlich zum entscheidenden Durchbruch verholfen.

Dass ein junger englischer Naturforscher Alfred Russel Wallace ähnliche Theorien ausgearbeitet und zur Veröffentlichung vorgesehen hatte, sei hier nebenbei erwähnt. Dieser Umstand erhöhte nur die Anstrengungen Darwins, die Fertigstellung seines Buches zu beschleunigen. Es erschien am 24. November 1859 und schlug wie eine Bombe ein. Dabei erscheint es wie eine Ironie, dass ausgerechnet Darwin, der durch seine neue Lehre mit dem religiösen Glauben in einen so heftigen Konflikt kommen sollte, Theologie studiert hatte und für das Amt eines Dorfpfarrers vorgesehen war. Zwar hatte er während seines Theologiestudiums auch naturwissenschaftliche Vorlesungen gehört und an botanischen und zoologischen Exkursen teilgenommen, weil er seit seiner Kindheit an der Natur, an Gesteinen, Pflanzen und Tieren interessiert war. Trotzdem hatte er aber zunächst keinen Zweifel an der Gültigkeit der Schöpfungslehre. Eigentlich war die Evolution längst entdeckt – Darwin musste sie für sich selbst aber ein zweites Mal entdecken.

Entscheidend für seine Studien war eine fünfjährige Schiffsreise, welche ihn von 1831 bis 1836 rund um die Welt führte. Von dieser Reise kehrte Darwin sozusagen „geläutert“ zurück. Seine vielen Beobachtungen und gesammelten „Studienobjekte“ ließen ihm eine eigene Gedankenwelt entstehen. So stellte er beispielsweise fest, dass auf Inseln lebende Tierarten zwar eine Ähnlichkeit mit bestimmten Spezies auf dem Festland aufwiesen, von diesen aber andererseits auch deutlich zu unterscheiden waren. Dies brachte Darwin auf den Gedanken, dass mehrere ähnliche Arten aus einer gemeinsamen „Stammart“ ableitbar sein könnten, ein Hinweis für die Wandelbarkeit der Arten. Man musste sich zwangsläufig fragen, welcher Mechanismus dafür verantwortlich sei.

Da Darwin wirtschaftlich unabhängig war, konnte er sich – nach England zurückgekehrt und inzwischen verheiratet – ungestört seinen weiteren wissenschaftlichen Studien hingeben. Einen entscheidenden Einfluss auf Darwins Denken hatte eine Arbeit des Sozialwissenschaftlers Thomas Robert Malthus. Der war zu dem Schluss gekommen, dass die Bevölkerung in geometrischer Reihe 2, 4, 8, 16 usw. ansteigt, das Nahrungsmittelangebot jedoch nur in arithmetischer Reihe 2,3,4 usw. zunimmt.

Darwin übertrug diese Beobachtungen und Schlussfolgerungen auf die Natur. Wenn nämlich generell Lebewesen mehr Nachkommen produzieren als unter den jeweils gegebenen Bedingungen überleben können, musste es in der Natur unweigerliche zu einem Wettbewerb ums Dasein (struggle of existence) kommen, in dem die jeweils „tauglichsten“ Individuen überleben und sich vermehren (survival oft the fittest), zumindest für eine gewisse Zeit. Denn in einer sich ständig ändernden Welt hat nichts für immer Bestand. Die Natur betreibt analog zum menschlichen Züchter eine Art „Zuchtwahl“ bei der nur bestimmte Varianten gefördert, andere aber eliminiert werden. Das ist der Kernpunkt Darwins Theorie von der „natürlichen“ Auslese, die auf einigen recht einfachen Beobachtungen und Schlussfolgerungen beruht. Letztlich folgerte er auch daraus, dass es durch viele Generationen hindurch zu Veränderungen der Arten kommt.

Aus diesem Konzept geht eindeutig hervor, dass es bei der Hervorbringung von Lebewesen keine „höhere Zweckmäßigkeit“ oder „Absicht“ in der Natur gibt. Demnach haben kein göttlicher Plan bzw. keine göttliche Absicht die Lebewesen hervorgebracht, sondern sie sind nur das Ergebnis der Selektion, also einer natürlichen Kraft, die aufgrund der unterschiedlichen Fortpflanzungsfähigkeit der Lebewesen diese fördert oder ausmerzt.

Die Fragen der Evolutionsbiologie

Die Gedanken und Überlegungen Darwins und seiner wissenschaftlichen Kollegen führten zur Heranbildung eines neuen wissenschaftlichen Zweiges, der Evolutionsbiologie. Sie ist inzwischen zu einer zentralen Disziplin der Biowissenschaften geworden. Indem sich die Evolutionsbiologie umfassend mit vielen Aspekten des Lebenden beschäftigt, berührt sie fast alle Fächer der Biologie, wie etwa Anatomie, Morphologie, Ökologie, Genetik, Molekularbiologie usw. Eine wichtige Rolle spielt auch die Paläontologie, da das Studium ausgestorbener Lebewesen aufgrund von Fossilien viele Aufschlüsse über deren evolutionären Werdegang gestatten. Die Evolutionsbiologie wirkt aber auch auf diese Disziplinen zurück, weil unzählige Phänomene erst unter evolutionsbiologischen Gesichtspunkten erklärbar sind.

   Die Evolutionsbiologie hat es mit drei großen Fragen- oder Problemkomplexen zu tun:

1. Haben sich die Organismenarten verändert oder, anders ausgedrückt, hat Evolution stattgefunden? Diese Frage ist eindeutig zu bejahen, denn die Belege für den evolutionären Artenwandel sind so zahlreich, dass an diesem nicht mehr ernsthaft gezweifelt werden kann.
2. Wie verlief oder verläuft Evolution im Allgemeinen, wie kam es zu den diversen Verwandtschaftsverhältnissen und in welchen Zeiträumen? Sind die evolutionären Ereignisse schnell, langsam oder sprunghaft erfolgt? Letztlich geht es auch um die Frage, ob die Evolution bestimmte Gesetzmäßigkeiten erkennen lässt, wie etwa die der „Höherentwicklung“.
3. Welche Mechanismen liegen der Evolution zugrunde? Was sind die “Triebkräfte“ der Evolution? Wodurch kommt es also zu einer Veränderung der Arten im Laufe der Zeit? Eine mögliche Antwort auf letztere Frage liefert Darwins Theorie der natürlichen Auslese.

Mit der ersten Frage haben nur noch Kreationisten und andere religiöse Fundamentalisten ihre Schwierigkeit. Die beiden anderen Fragen bieten aber auch dem Evolutionsbiologen noch so manche Herausforderung. Aber darüber später mehr, wenn wir uns mit den verschiedenen Evolutionstheorien des Lebens beschäftigen werden.

Die Tatsache, dass die Evolutionsbiologie keine homogene Disziplin und verschiedene Erklärungen bereithält, ändert jedoch nichts an der Faktizität der Evolution. Die schwierige Rekonstruktion der evolutionären Abläufe macht die Evolutionsbiologie zu einer historischen Wissenschaft. Wir sind hier, wie immer in der Geschichte, auf Quellen und auf die Deutung von Zeugnissen angewiesen, wie etwa Fossilien, welche bedeutende Zeugen für den stammesgeschichtlichen Artenwandel darstellen. Da die heutigen Organismenarten aus früheren anderen Arten hervorgegangen sind, benötigt die Evolutionsbiologie grundsätzlich Kenntnisse über die Vergangenheit des Lebens auf der Erde. Aus dem Vergleich anatomischer Strukturen und Verhaltensweisen rezenter Organismen erfahren wir sehr viel über stammesgeschichtliche Zusammenhänge. Auch die Ökologie als Lehre von den Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt ist sehr aufschlussreich. So liefert das Studium der geographischen Verbreitung von Tieren und Pflanzen durch das Auftreten spezifischer Merkmale, wie etwa das Vorhandensein unterschiedlich großer Ohren bei Füchsen und Bären, interessante Aufschlüsse über die Anpassung an spezielle klimatische Bedingungen.

Eine bedeutende und grundlegende Erkenntnis ist auch, dass Evolution nicht nur in der Vergangenheit stattgefunden hat, sondern nach wie vor stattfindet und dies auch in Zukunft tun wird. Allerdings ist ein Menschenleben zu kurz – wir haben diesen Umstand bereits erwähnt –, um bedeutende evolutionäre Änderungen individuell zu erfahren. Kleine Änderungen sind davon ausgenommen und durchaus beobachtbar. Auch kann man Mutationen künstlich herbeiführen, nämlich durch hohe Temperaturen, Röntgenstrahlen oder mit bestimmten chemischen Substanzen. Desgleichen können durch gezielte Kreuzungen spontan neue Rassen an Tier- oder Pflanzenarten erzeugt werden. Darwins Überlegungen wurden denn auch durch die von Menschen betriebenen Züchtungen und deren Ergebnissen beeinflusst.