Evolution Sind wir ein genetischer Zufall?
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29. Dezember 2020, 11:59 Uhr
Was uns von den Menschenaffen unterscheidet, ist nicht nur der aufrechte Gang, sondern auch die Größe des Gehirns. Das des Menschen ist dreimal so groß wie das des Schimpansen und zu anderen intellektuellen Leistungen fähig. War uns diese Entwicklung vorherbestimmt oder ist sie Zufall? Ist die Evolution überhaupt zielgerichtet oder zufällig? MDR-Wissen Podcaster Karsten Möbius hat sich auf Spurensuche begeben.
Als sich die ersten Zellen vor 3,5 Milliarden Jahren teilten, wurde das Erbgut mit Sicherheit nicht ganz fehlerfrei kopiert. Bereits die erste Generation trug minimale Mutationen in sich - sprunghafte Veränderungen des Erbguts der ersten Generation. So ist es bis heute, auch bei uns Menschen, sagt Biochemiker Prof. Andreas Beyer:
Jeder Mensch erbt etwa 100 Mutationen von seinen Eltern. Wenn man das mal hochrechnet auf die Generationen, die seit der Trennung vom Schimpansen vor sieben bis acht Millionen Jahren vergangen sind, dann kommen unglaubliche Mengen an Mutationen zusammen.
Der Zufall kann das Überleben sichern
Was auf den ersten Blick aussieht wie ein Fehler, den sich die Natur da leistet, sichert am Ende oft das Überleben und die Entstehung neuer Arten. Denn auch die äußeren Umstände, die Lebensbedingungen ändern sich. Und wer sich dank einer oder mehrerer Mutationen daran gut anpasst, hat die besseren Überlebenschancen. Je vielfältiger die Lebewesen, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass sich möglichst viele von ihnen auch unter neuen Bedingungen wie zum Beispiel Kälte oder Wärme, Feuchtigkeit oder Trockenheit behaupten können. Einzige Voraussetzung: Die neuen Eigenschaften müssen sich zur richtigen Zeit am richtigen Ort entfalten. Zufall Mutation trifft auf Zufall Umweltveränderung im Lebensraum. Für den Evolutionsbiologen Prof. Matthias Glaubrecht ist das faszinierend.
Alles ist einmalig und ständig in Veränderung. Das Leben von jedem Einzelnen von uns, von jedem Organismus und die Lebensumstände. Nie wieder wird etwas genau so sein, wie es einmal war.
Die DNA als Antwort des Lebens auf die Elemente
In unserer Welt stehen sich zwei Systeme gegenüber, die jeweils unberechenbar sind: Die belebte und die unbelebte Natur. Das Leben musste den Elementen etwas entgegensetzen, das ihm auf Dauer hilft, auch unter sich verändernden Bedingungen zu bestehen. Seine geniale Antwort war die unglaublich stabile und trotzdem sich ständig verändernde DNA. Sie ist die Bedienungsanleitung für die Proteine, also Eiweiße. Sie setzen um, was in der DNA geschrieben steht, wie viele Arme und Beine wir haben, wie unsere Muskeln funktionieren und welche Eigenschaften wir haben. Dieser Werkzeugkasten der Eiweiße bietet unendliche Möglichkeiten.
Ein Protein besteht aus mindestens 100 Aminosäuren, mit je 20 Variationsmöglichkeiten. Daraus ergeben sich 20 hoch 100 Variationen. Das sind mehr, als es Atome im sichtbaren Weltall gibt.
Die Natur wird nie alle Möglichkeiten ausschöpfen können
Selbst wenn wir der Evolution genug Zeit ließen, sie würde ihre gesamten unendlichen Möglichkeiten nie ausschöpfen können. Es wird nicht alles entstehen, was möglich ist, dessen ist sich Prof. Andreas Beyer sicher. Er führt das "Tausend-Affen-Theorem" an:
Wenn man Millionen von Affen auf Schreibmaschinen tippen lässt, käme theoretisch irgendwann der große Brockhaus raus. Man müsste jedoch eine unvorstellbar lange Zeit warten. Daher praktisch gesehen: Nein!
Diese enorme Varianz hat einen großen Vorteil, so Beyer. Jedes Problem, dass sich einem Lebewesen stellt, ist dadurch auch auf viele Arten lösbar. Die Evolution wird praktisch auf jedes Problem eine Lösung finden. Allerdings käme bei diesen unendlichen Möglichkeiten und Umständen niemals exakt die gleiche Lösung heraus.
Zufall oder zwangsläufige Entwicklung?
Müssen nicht Flossen entstehen, wenn es Wasser gibt oder Flügel, wenn eine Atmosphäre da ist? Nein, müssen muss gar nichts, sagt Biologe Prof. Martin Lindner. Der Zufall kenne keinen Zwang. Der Zufall sei der Zufall. Der Zufall sei ein Konzept.
Evolution will nichts, plant nichts und hat auch kein Ziel - also auch keine Richtung, nicht mal vom Niederen zum Höheren - vom einfachen zum komplexen Leben. Das bestätigt auch Martin Neukamm von der Arbeitsgemeinschaft Evolutionsbiologie:
Wir betrachten Evolution nur aus unserem Blickwinkel, die Entwicklungslinien, die von den ersten Einzellern zu höher entwickelten Lebenwesen geführt haben. Darin sehen wir einen Trend. Stattdessen ist es eine stetige Variationsverbreiterung.
Das heißt: Zu den einfachen Lebensformen gesellen sich im Laufe der Zeit immer komplexere Formen, ohne dass die einfach Organisierten verschwinden.
Die Evolution hat keinen Freibrief
Bei all den unzähligen Möglichkeiten hat die Evolution aber auch Grenzen. Wenn eine Zelle im Wasser schwimmt oder ein Säugetier an Land lebt, funktioniert eben nicht mehr alles. Da sind nicht mehr alle Optionen offen, sagt Prof. Andreas Beyer:
Wenn einmal ein Weg eingeschlagen ist, dann ergibt sich ein Kanalisationseffekt.
Ein bildlicher Vergleich: Setzt man eine Kugel auf die Spitze eines Berges, kann sie in die verschiedensten Richtungen rollen und ganz kleine Anstöße werden ihren Weg im Detail lenken. Rollt sie jedoch einmal an einer Bergseite herunter, dann ist diese Entscheidung gefallen und sie kann nur noch diesen Pfad herunterrollen.
Punktmutation ließ menschliches Gehirn wachsen
Neurobiologe Prof. Wieland Huttner aus Dresden hat gemeinsam mit seinen Kollegen offenbar herausgefunden, warum unser Gehirn so viel größer ist als das aller Affenarten. Letztendlich scheint eine Veränderung innerhalb der drei Milliarden Basenpaare unseres Erbguts verantwortlich zu sein. Eine sogenannte Punktmutation, bei der sich nur eine einzige kleine Stelle verändert - in dem Gen, das sich vor vielen Millionen Jahren verdoppelt hat. Es entfaltet seine Wirkung in den Kraftwerken unserer Zellen, in den Mitochondrien und gab unserem Hirn offenbar den entscheidenden Wachstums-Schub:
Wenn diese Punktmutation und diese partielle Duplikation, die ihr vorgeschaltet war, solche Auswirkungen hat, dann müssen wir uns fragen, ob es uns Menschen zwangsläufig hätte geben müssen.
Wahrscheinlich nicht. Denn Zufall reiht sich an Zufall. Unser Entwicklungsprozess im Laufe der Evolution ließe sich nicht noch einmal genau so wiederholen, da ist sich auch Prof. Matthias Glaubrecht sicher. Aus seiner Sicht gilt das übrigens nicht nur für uns Menschen:
Wir würden kein zweites Mal Elefanten, keine Menschen, keine Giraffen. Das Zusammentreffen vieler Zufälle ist einmalig, das ist das Faszinierende an der Evolutionsbiologie. Das können wir nicht wiederholen.
Er vergleicht es mit dem Zug, den man verpasst hat und in dem vielleicht die Liebe des Lebens gesessen hat. Diese Chance gibt es kein zweites Mal. Und so, wie das Zusammentreffen mit dieser Liebe ein Zufall gewesen wäre, sind wir Menschen und alle Lebewesen es auch.
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