Evolution der Evolution

Kurzbericht von Bertram Köhler über den Vortrag von Prof. Reichholf am 30.5.2008

Evolution als universeller schöpferischer Prozess

Der Begriff der Evolution wird häufig in einem eingeschränkten Sinne verwendet und nur auf den von Darwin beschriebenen Prozess der Entstehung der Arten der Lebewesen durch Anpassung an die Umwelt bezogen. In zunehmendem Maße versteht man darunter aber einen allgemeinen Prozess, der die Entwicklung des Universums, der Materie und des Geistes, der Entstehung neuer Formen und Eigenschaften der Materie beschreibt und erklärt. In diesem Sinne unterscheidet man kosmische und chemische Evolution, die biologische, technische und die soziale Evolution.

In dieser Allgemeinheit ist Evolution ein Prozess, der dem allgemeinen Zerstreuungsprozess des Universums entgegenwirkt, der durch den 2.Hauptsatz der Thermodynamik charakterisiert ist. Die Evolution ist ein Information speichernder und vermehrender Prozess, der ständig neue Strukturen und Eigenschaften hervorbringt. Ein wesentliches Anliegen der wissenschaftlichen Forschung ist es dabei, den Prozess der Schaffung des Neuen aufzuklären und zu entscheiden, ob Geist von Anfang an vorhanden war und ein ständiger Begleiter des Evolutionsprozesses ist oder ob Geist als Produkt der materiellen Evolution erst im Zuge dieses Prozesses entstanden ist. Evolution muss kein Lebensprozess sein und die schöpferische Entstehung von Neuem kann auch außerhalb von Leben möglich sein (Präbiologische Biogenese). Der Vortragende wollte sich aber bei der Darstellung dieser Schöpfungsprobleme auf den Darwinschen Prozess beschränken, zu dessen Aufklärung er eigene Beiträge geliefert hat.

Befunde und Probleme des biologischen Evolutionsprozesses

Die Entdeckung der DNA als Träger der Information aller vererbbaren Eigenschaften der Lebewesen und die Aufklärung der Strukturen der DNA bestätigte unzweifelhaft die biologische Einheitlichkeit aller Lebewesen und das auseinander Hervorgehen aller Arten von Lebewesen durch Mutation der Gene. Die Mutationsraten sind messbar geworden und damit erhielt man klare Vorstellungen über die erforderlichen Zeiträume, innerhalb denen sich vorteilhafte Veränderungen der Eigenschaften der Lebewesen entwickeln konnten. Die gradualistische Veränderung und Anpassung einer Art an bestimmte Umweltbedingungen erfordert über Jahrmillionen konstant gehaltene Umweltbedingungen, bis sich die genetischen Einzelvariationen durch Selektion stabilisieren konnten. Bleibt die Umwelt nicht genügend lange konstant, so kommt es zu einer Aufspaltung (Radiation) in viele verschiedene Arten. Die Herausbildung einer neuen Art, eine sog. Makroevolution, war nur möglich, wenn jeder Einzelschritt sofort solche Verbesserungen erbrachte, an denen die Selektion ansetzen konnte. Dies nachzuweisen, gelang der Evolutionstheorie in vielen Einzelfällen zunächst nicht, was immer wieder den Gegnern der Evolutionstheorie Ansatzpunkte für deren Ablehnung lieferte. Der Nachweis selektionswirksamer Zwischenschritte solcher Makroevolutionen ist deshalb eine wichtige Stütze der Evolutionstheorie insgesamt. Das Verdienst des Vortragenden ist es, solche Zwischenschritte für den Fall der (Makro-)Evolution der Vögel aus den Reptilien gefunden zu haben.

Neue Sicht auf die Makroevolution aus der Vogelperspektive

Nach dem Fund des fossilen Archaeopteryx als Zwischenglied der Evolution von den Reptilien zu den Vögeln stellte sich die Frage, welche selektionswirksamen Zwischenschritte bis zur Flugfähigkeit der Vögel anzunehmen wären. Es wurde bald herausgefunden, dass die Schuppen der Reptilien sich leicht zu den Vogelfedern entwickeln konnten, da sie aus dem gleichen Material bestanden (Keratin, ein schwefelhaltiger elastischer Eiweißstoff). Aus der Reptilienschuppe konnte sich aber unmöglich in einem Schritt eine unsymmetrische flugfähige Vogelfeder mit ihrer vielfältigen Feinstruktur entwickelt haben, aber welche Zwischenschritte hätten denkbare Selektionsvorteile bringen können? Man dachte zunächst, dass die Vergrößerung der Schuppen den Reptilien immer weitere Sprünge und Gleitflüge von Bäumen ermöglicht hätten, fand aber keine Gründe, warum diese auf Bäume klettern sollten. Auch für eine Vergrößerung der Laufgeschwindigkeiten bis zum Abheben gab es keine Gründe, denn die damaligen Reptilien ernährten sich nur von Insekten und die kann man nicht durch Erhöhung der Laufgeschwindigkeit besser fangen.

Prof. Reichholf fand folgende Lösung: Das schwefelhaltige Keratin ist bei den Reptilien ein Abfallprodukt, mit dem der giftige Schwefel aus dem Körper entfernt wird, da Reptilien schwefelhaltige Stoffe nicht wie andere Tiere über die Exkremente entsorgen können. Die ständige Bildung eines Panzers und die regelmäßige Häutung bei den Reptilien geht durch Vergrößerung der Schuppen in die Bildung von Federn und die regelmäßige Mauserung bei den Vögeln über. Die Vergrößerung der Schuppen und das Wachstum der Federn verbesserte die Entsorgung der Giftstoffe und ermöglichte damit eine Steigerung der Stoffwechselrate, verbunden mit einer allgemeinen Steigerung der Leistungsfähigkeit aller Körperfunktionen. Wie jüngste Fossilienfunde zeigen, begann die Evolution der Feder bereits bei den Dinosauriern. Damit waren die Voraussetzungen gegeben, dass die schrittweise Vergrößerung von Schuppen und Federn unmittelbar positiv selektiert werden konnte. Die mögliche Steigerung der Leistungsfähigkeit hat bei den Vögeln auch zur Herausbildung einer 5 bis 10 fach leistungsfähigeren Lunge geführt, so dass Vögel die bezogen auf das Körpergewicht leistungsfähigsten Tiere werden konnten.

Für die Evolution der Vögel war die Verbesserung des Stoffwechsels wichtiger als die Anpassung an die Umwelt. Das legt die Schlussfolgerung nahe, dass die Vielfalt der Lebewesen nicht durch die Umwelt, sondern durch die zufällige Spezifik innerer Stoffwechsel- und Lebensprozesse bedingt ist und die Umwelt nur zu einer Feineinstellung durch Anpassung beiträgt. Die Bedeutung der Umwelt für die Steuerung der Evolution ist bisher wahrscheinlich überschätzt worden. Vielmehr emanzipiert sich der Gang der Evolution zunehmend von den Einflüssen der Umwelt. Dies zeigt sich im weiteren auch in der Entwicklung von Geist und Bewusstsein.

Entstehung von Geist als Konsequenz der Evolution.

Die Vergrößerung der Masse des Gehirns war eine entscheidende Voraussetzung für die Entstehung des Denkens. Die relative Größenzunahme des Gehirns im Verhältnis zum Körpergewicht setzte genau zu dem Zeitpunkt ein, in dem sich die Stammlinie des Menschen von jener der höheren Affen trennte. Das Gehirn ist das kostspieligste Organ des Menschen. Es besteht aus hochwertigen Proteinen, Triphosphaten und Fettsäuren und verbraucht bei nur 5% der Körpermasse 20% des Energiebedarf des Menschen. Das wirft die Frage auf, wozu das Gehirn unbedingt gebraucht wurde und warum das Wachstum seiner Masse von der Selektion gefördert wurde. Man nimmt heute an, dass der Vormensch die Großwildherden der afrikanischen Steppen verfolgte und jagte und sich hauptsächlich von deren Fleisch und Knochenmark ernährte. Dies lieferte einerseits die Baustoffe des Gehirns, erforderte aber andererseits zur Verfolgung der Tausende Kilometer entsprechend den Regenzeiten hin- und herziehenden Herden eine Steigerung der Leistungsfähigkeit seines Körpers und seines Gehirns. In der Anfangsphase wurden die auf den Wanderungen gesammelten Bilder zur Navigation als topografische Strukturen im Gehirn gespeichert. Das erzwang das Wachstum des Gehirns und konnte Schritt für Schritt seine Leistungsfähigkeit vergrößern und wurde deshalb schrittweise positiv selektiert. Fossile Funde belegen, das sich die Sprache (Kehlkopfentwicklung) erst zu dem Zeitpunkt entwickelte, zu dem die Größe des Gehirns bereits die des modernen Menschen erreicht hatte. Mit der Entwicklung der Sprache konnte das im Gehirn topografisch gespeicherte Wissen durch Begriffsbildung zusammengefasst und komprimierter gespeichert werden, wodurch bereits vorhandene Kapazität frei wurde und für Denkvorgänge eingesetzt werden konnte. Damit verlagerte sich der Schwerpunkt der weiteren Evolution von der durch Gene getragenen biologischen Evolution zu einer durch Meme getragenen geistigen und kulturellen Evolution. Dies bedeutet einerseits eine gewaltige Beschleunigung der Evolution durch die mögliche horizontale Verbreitung von Neuerungen, andererseits aber eine weitere Emanzipation von den durch die Umwelt vorgegebenen Bedingungen. Damit wurde der Weg frei zur Entwicklung von Technik und zur Evolution einer künstlichen Intelligenz.