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Weshalb die Evolution kein Ziel hat

on 18. Dezember 2013

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Wie Evolutionsbiologie falsch verstanden wird

Die Auffassung, dass die Evolution ein Ziel hat oder dass ihr eine Notwendigkeit innewohnt, ist ein weit verbreitetes Missverständnis, welches in verschiedenen Formen auftritt. Viele Leute glauben fälschlicherweise, dass die Evolution auf den Menschen als Ziel-/Endprodukt zulief. Aber rein biologisch gibt es keinen Grund, die menschliche Spezies herauszuheben. Die Evolution brachte einen „Baum des Lebens“ hervor, mit den Menschen als einem gewöhnlichen Zweig. Sie formte keine „Leiter des Lebens“, auf welcher der Mensch zuoberst thronen würde. Im Baum des Lebens ist Homo sapiens eine Spezies wie jede andere, da alle heute existierenden Lebewesen eine gleich lange Evolutionsgeschichte hinter sich haben.

Auch wenn man nicht den Menschen als Ziel sieht, könnte man glauben, dass die Evolution trotzdem einem Zweck folgt, oder dass sie notwendigerweise in eine bestimmte Richtung strebt. Mehr Komplexität, Harmonie, Fortschritt oder einfach eine Art Plan, dem Folge geleistet werden muss. Auch das ist jedoch fehlgeleitet. Es gibt keine Anzeichen dafür, dass die Evolution durchgehend in eine bestimmte Richtung geschieht. Was es gibt, sind gewisse Tendenzen, auf die in einem folgenden Blogpost eingegangen wird.

Weshalb Evolutionsbiologie falsch verstanden wird

Evolutionsbiologie ist schwierig zu verstehen, weil sie unseren Intuitionen zuwiderläuft. Menschen haben eine Tendenz dazu, teleologische („zielgerichtete“) Erklärungen kausalen Erklärungen vorzuziehen1. Dies erklärt wahrscheinlich, zusammen mit religiöser Motivation oder vielleicht auch auf Eitelkeit basiertem Wunschdenken, weshalb so viele Leute Mühe damit haben, die Evolution richtig zu verstehen.

Der Funktionsmechanismus

Der Mechanismus der Evolution ist eigentlich simpel. Diejenigen Varianten eines Gens („Allelen“), welche dem Lebewesen im Vergleich zu den anderen Varianten den grösseren Fitnessvorteil (d.h. Vorteil darin, sich erfolgreich fortzupflanzen) bieten, verbreiten sich automatisch im Gen-Pool. Ob eine gewisse Mutation zu einem Fortpflanzungsvorteil führt, hängt natürlich stets davon ab, wie die Umwelt des betroffenen Lebewesens beschaffen ist. Von der zufälligen Variation, die durch Mutationen (welche ihrerseits von Einflüssen wie gewisser Strahlung, gewissen Metallen oder gewissen chemischen Substanzen ausgelöst werden) entsteht, erhöht ein kleiner Prozentsatz die biologische Fitness des betroffenen Lebewesens. Diese Mutationen setzen sich durch, während Mutationen, die für die Fitness des Lebewesens einen Nachteil bieten, wieder aus dem Gen-Pool verschwinden. Obwohl die Variation ursprünglich also zufällig zustande kommt, werden durch die natürliche Selektion die vorteilhaften Komponenten konserviert. Die Evolution führt so zu einer Anpassung (Adaptation) der Lebewesen an die vorhandene Umwelt.

Keine Vorahnung

Es ist wichtig zu verstehen, dass dieser Prozess immer Schritt für Schritt vor sich geht. Für grosse Veränderungen im Phänotyp eines Organismus braucht es oft sehr viele Mutationen. Jede dieser Mutationen musste in der Evolutionsgeschichte den neuen Trägern einen Vorteil bieten. Es kann sein, dass eine erste Mutation insofern gut wäre, als dass sie den Boden für eine spätere Mutation schafft, die dann, zusammen mit der ersten, enorm vorteilhaft wäre. Wenn die erste Mutation aber keinen Vorteil bietet oder sogar (schwach) negativ ist für die Fitness des Lebewesens, dann ist es trotz den vorausgeahnten Vorteilen unwahrscheinlich, dass sich die erste Mutation überhaupt durchsetzt. Und dass beide Mutationen gleichzeitig in einem Individuum auftreten wäre statistisch äusserst unwahrscheinlich.

Die natürliche Selektion besitzt keine hellseherischen Fähigkeiten. Es werden in jedem Durchgang nur diejenigen Individuen ausgesiebt, die früh aussterben oder vergleichsweise schlecht darin sind, sich erfolgreich fortzupflanzen. Wahrscheinlich gab es in der Evolutionsgeschichte unzählige Situationen, in denen kleine Schritte, welche die Fitness zunächst verringerten, der betroffenen Abstammungslinie langfristig einen riesigen Erfolg gewährleistet hätten. Die Abstammungslinie kann aber in Bezug auf Fitness nicht bergab gehen, weil Lebewesen mit geringerer Fitness (per definitionem) das Rennen um Fortpflanzung eher verlieren als gewinnen werden. Und umgekehrt gibt es natürlich auch keinen Mechanismus, der verhindert, dass kurzfristige Verbesserungen, die langfristig einen beträchtlichen Design-Nachteil implizieren, am Anfang gewählt werden.

Wenn eine Abstammungslinie einmal dem Selektionsdruck folgend eine bestimmte Anpassung angenommen hat, kann die Evolution nicht mehr zurück zum Sketchpad gehen, um dort eine andere Abzweigung einzuschlagen. Es sei denn, die Umwelt ändert sich genau so, dass sich der Selektionsdruck umdreht – aber auch dies ist natürlich enorm unwahrscheinlich.

Der Evolutionsbiologe Richard Dawkins hat die Evolution in einer Analogie mit einem „blinden Uhrmacher“ verglichen. „Blind“, weil die natürliche Selektion ein mechanischer Prozess ist, dem jegliche Voraussicht fehlt, und „Uhrmacher“, weil sich daraus trotzdem Strukturen (Lebewesen!) ergeben, welche so aussehen, als ob sie auf intelligente Weise „designed“ wurden.

Feststecken in lokalen Optima

Die Blindheit der Evolution führt dazu, dass sich Arten nur auf lokale Optima in Bezug auf die Fitness aller möglichen Genkombinationen zubewegen. Globale Optima, für die es bessere Planung bräuchte, sind somit als Resultate nicht zu erwarten.

Ein Beispiel für das Feststecken in lokalen Optima finden wir im Design von Augen. Es wird angenommen2, dass sich verschieden Arten von Augen über vierzig Mal unabhängig voneinander entwickelt haben. Nicht alle Design-Grundlagen für Sehorgane besitzen das gleiche Potenzial für Sehkraftsverbesserungen in der evolutionären Zukunft, aber weil die Evolution keine Vorausahnung hat, entstanden alle möglichen Sehorgane, sofern es einen kontinuierlichen Weg von vorteilhafter Mutation zu vorteilhafter Mutation zu ihnen gab.

Stillstände

Anders als man vielleicht denken könnte ist es auch nicht der Fall, dass die Evolution ständig (gleichermassen) am Werk ist. Evolutionäre Veränderungen in einer Population kommen zustande, indem sich die relative Frequenz von Allelen im Gen-Pool ändert. In grossen Populationen, bei denen keine Migration stattfindet und bei denen die Umwelt konstant bleibt, ist es durchaus möglich, dass keine solche Veränderung erfolgt und die Evolution so für lange Zeitperioden praktisch stillsteht. Dieses unter dem Begriff „Stasis“ bekannte Phänomen widerspricht der Auffassung, dass die Evolution zielstrebig auf etwas hinarbeitet.

Richtungswechsel

Weiter oben wurde erklärt, dass es in Bezug auf biologische Fitness nur nach oben gehen kann. Dies sollte keinesfalls damit verwechselt werden, dass es auch in Bezug auf Komplexität, Grösse oder Fähigkeiten bergauf gehen muss! Die Evolutionsgeschichte ist voll von Beispielen, wo Abstammungslinien mit der Zeit kleiner wurden. Ein Beispiel wäre der Spatz, dessen Vorfahren einst (für Dino-Verhältnisse zugegebenermassen kleine) Raubsaurier waren.

Weiterhin ist es je nach Umweltbedingungen sogar möglich, dass sich Fähigkeiten zurückbilden. Höhlenfische, die in vollständig dunklen, unterirdischen Höhlen leben, haben im Gegensatz zu ihren Vorfahren permanent verkümmerte/zurückgebildete Augen, weil es in der dunklen Umgebung keinen Selektionsdruck mehr für Sehkraft gab. In einer solchen Umgebung wären funktionierende Augen wahrscheinlich gar energietechnisch ineffizient und somit von Nachteil.

Zusammenfassung

Es besteht keine Notwendigkeit, dass Evolution mit objektiver „Verbesserung“ einhergeht, egal, nach welchen Kriterien wir „Verbesserung“ definieren wollten. Das Einzige, was sich konstant verbessert, ist die Anpassung an die jeweilige Umwelt. Weil die Umwelt aber nicht konstant bleibt, ist dieser Fortschritt immer nur relativ.

Wenn man metaphorisch von einem Ziel sprechen möchte, dann besteht das „Ziel“ der Evolution bloss darin, dass Gene weitergegeben werden. Aber auch dies geschieht nicht in strategisch geplanter Weise, sondern nur rein mechanisch, blind und undurchdacht.

Referenzen

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19200537
  2. Land, M.F. and Nilsson, D.-E., Animal Eyes, Oxford University Press, Oxford (2002).
  3. Dawkins, R., The Blind Watchmaker, Longman, Harlow (1986).