Evolution ist eine Tatsache des Lebens. So sehr, dass sich sogar die Evolutionstheorie weiterentwickelt. In letzter Zeit ist eine jahrhundertelang diskreditierte Idee mit aller Macht zurückgekehrt. Es hilft uns, wissenschaftliche Beobachtungen zu erklären, die gemäß der Standard-Evolutionstheorie unmöglich sein sollten.
Jean-Baptiste Lamarck. Wikimedia, CC BY-SA
Ich beziehe mich auf den Lamarckismus, der nach theoretischen Vorschlägen des französischen Biologen Jean-Baptiste Lamarck aus dem Jahr 1809 benannt ist. Der Lamarckismus stellt die Hypothese dar, dass die Eltern eines bestimmten Organismus im Laufe seines Lebens als Reaktion auf die Anforderungen seiner Umgebung bestimmte Eigenschaften erwerben oder verbessern können. Und dann geben sie diese Eigenschaften irgendwie an ihre Nachkommen weiter, sodass diese auch den gleichen Anforderungen besser gewachsen sind.
Lamarck versuchte zu erklären, warum Organismen und ihre Umgebung so gut zusammenpassen und wie sich Organismen im Laufe der Zeit verändern, wie aus dem Fossilienbestand hervorgeht. Natürlich lieferten Charles Darwin (und andere) ein halbes Jahrhundert später eine alternative Erklärung. Darwins Ideen basierten auf der natürlichen Selektion, die besagt, dass einige Individuen innerhalb einer Art mit Unterschieden geboren werden, die dazu führen, dass sie bessere Leistungen erbringen und sich daher mehr vermehren als andere.
Darwin argumentierte, dass die nächste Generation relativ mehr dieser leistungsstärkeren Individuen enthalten wird, wenn diese Unterschiede von den Eltern an die Kinder weitergegeben werden können. Mit anderen Worten: Die nächste Generation wird sich besser an ihre Umwelt anpassen.
Mit der Zeit geriet Lamarcks Idee in Misskredit. Ein Schlüsselmoment war ein Experiment des Deutschen August Weismann im Jahr 1904. Er entfernte chirurgisch die Schwänze erwachsener Ratten, bevor er ihnen die Fortpflanzung erlaubte, in der Hoffnung, dass diese Veränderung an ihre Nachkommen vererbt würde. Aber dazu kam es nie, obwohl er vielen Generationen von Ratten die Schwänze entfernte. Der Lamarckismus, wie er damals verstanden wurde, hätte vorhergesagt, dass Nachkommen ohne Schwanz zur Welt gekommen wären, weshalb seine Theorie viele Jahre lang in Biologielehrbüchern als eine entschieden widerlegte Hypothese dargestellt wurde.
Wo der Darwinismus zu kurz kommt
Allerdings waren Lamarcks Ideen nicht ganz falsch. Nehmen wir zum Beispiel den winzigen Wurm C. elegans. Wenn ein erwachsener Wurm äußeren Reizen wie viralen oder bakteriellen Infektionen, Hunger oder stressigen Temperaturen ausgesetzt ist, kann er sich mit der Zeit anpassen, um besser mit der Situation zurechtzukommen. Und überraschenderweise geht es auch ihren späteren Nachkommen vom Moment ihrer Geburt an besser, ebenso wie den nachfolgenden Generationen.
Es stellt sich heraus, dass dies durch die Vererbung von DNA-ähnlichen Molekülen geschieht, die als kleine RNAs (Ribonukleinsäuren) bezeichnet werden. Wenn erwachsene Würmer Stress ausgesetzt sind, produzieren sie diese RNAs, um die Aktivität ihrer Gene anzupassen und eine wirksame Reaktion auszulösen. Wenn sich Würmer vermehren, übertragen bestimmte Proteine diese kleinen RNAs auf ihre Eier, was bedeutet, dass die Nachkommen mit den Vorteilen, die sie bieten, zur Welt kommen.
Der 1 mm lange C. elegans ist eines von vielen Lebewesen mit Merkmalen, die nicht ohne weiteres zum Darwinismus passen. Sander van den Heuvel und andere, CC BY
Das ist so, als ob eine Person eine Grippe- oder Masernimpfung erhalten hätte, als Reaktion darauf eine Immunität entwickelt hätte und dann auch alle ihre neugeborenen Kinder und sogar ihre Enkelkinder immun wären. Bisher ging man davon aus, dass diese Art epigenetischer molekularer Markierungen bei der Fortpflanzung immer gelöscht werden, was bedeutet, dass die Nachkommen ihre eigene Reaktion ganz von vorne beginnen müssen. Die Tatsache, dass erworbene Eigenschaften tatsächlich vererbt werden können, ist in der Praxis eindeutig Lamarckismus.
Es ist auch alles andere als einzigartig. Mittlerweile gibt es Dutzende, wenn nicht Hunderte von Studien, die ähnliche Auswirkungen bei allen Arten von Arten belegen, von Bakterien über Pflanzen bis hin zu Tieren. Wenn Reispflanzen beispielsweise Kälte ausgesetzt werden, entwickeln sie eine scheinbar dauerhafte Resistenz, indem sie ihren Genen chemische Markierungen hinzufügen. Dies hat es ihnen ermöglicht, sich von ihrem tropischen Ursprung aus nach Norden auszubreiten.
Reispflanzen sind ein Beispiel für den Lamarckismus in Aktion. M Stocker
Über die Epigenetik hinaus ist auch die Weitergabe erlernter Fähigkeiten von einer Generation zur nächsten eine Form des Lamarckismus. Wenn Orca-Mütter die Fähigkeit erwerben, eine andere Art von Beute zu jagen (z. B. Robben statt Lachs), kopieren ihre Nachkommen diese Fähigkeit. Dies war über Generationen hinweg so zuverlässig und so tiefgreifend, dass es sogar zur Bildung verschiedener Orca-Arten geführt zu haben scheint.
Bedeutet das, dass der Darwinismus falsch ist? Nein, so ist es nicht. Die natürliche Selektion erklärt evolutionäre Prozesse immer noch in weiten Teilen der Zeit genau. Aber wie ich in meinem neuen Buch „The Selective Organism: An Expanded Theory of Adaptive Evolution“ argumentiere, könnten wir den Erwerb von Lamarckschen Merkmalen als einen zweiten Treiber der Evolution betrachten, der neben der natürlichen Selektion wirkt.
Während in der darwinistischen Evolution Individuen einer Art das Ziel der natürlichen Selektion sind, bei der ihre Merkmale von der Umwelt getestet werden, sind sie in der Lamarckschen Evolution ein Auslöser der Selektion, der bestimmte Merkmale aus einer größeren Menge potenzieller Merkmale entwickelt. Beispielsweise könnte der Wurm C. elegans mehrere verschiedene RNA-Moleküle (oder keine) produzieren. Abhängig von seiner Umgebung wählt es Moleküle aus, die ihm beim Überleben helfen. In diesem Sinne kann der Lamarcksche Erwerb auch als eine Form der Selektion angesehen werden.
Wie Theorien kombiniert werden
In meinem Buch bringe ich noch ein weiteres Argument vor. Wenn eine einzelne Pflanze oder ein einzelnes Tier laut Lamarckismus in der Lage ist, erworbene vorteilhafte Eigenschaften an ihre Nachkommen weiterzugeben, sollte dies die Überlebenschancen und die anschließende Fortpflanzung der Nachkommen erhöhen.
Wenn ja, sollte diese Fähigkeit auch durch natürliche Selektion begünstigt werden. Mit anderen Worten: Der Darwinismus sagt tatsächlich voraus, dass sich diese Fähigkeit Lamarcks weiterentwickeln wird. Dies bedeutet, dass es sich nicht um konkurrierende, sondern um kompatible Theorien handelt, die zusammen die beste Erklärung für den evolutionären Wandel in Organismen liefern.
Evolution durch natürliche Selektion wurde als „die beste Idee, die jemals jemand hatte“ bezeichnet. Neben der Erklärung der natürlichen Welt hat es auch in anderen Bereichen enorme Anwendung gefunden. Es hat uns beispielsweise geholfen, die Art und Weise, wie wir Pflanzen und Tiere züchten, zu verbessern und die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei Mikroben zu bekämpfen.
Die Lamarcksche Dimension sollte diese Anwendungen nur noch weiter verbessern. Wenn es für ihre Nachkommen von Vorteil sein kann, Organismen einem bestimmten Boden, Klima, Parasiten oder Raubtieren auszusetzen, gibt es möglicherweise neue Wege, die landwirtschaftliche Produktion zu verbessern. Das Gleiche gilt für den Naturschutz: Wissenschaftler in Australien setzen Korallen im Labor bereits Hitzestress aus, um epigenetische Reaktionen auszulösen, die sie widerstandsfähiger gegen Hitzewellen machen.
Lamarcksche Ideen könnten Korallen widerstandsfähiger gegen Hitzewellen machen. Juan A. Anderson
Und wenn das Verhalten menschlicher Eltern Fettleibigkeit oder Sucht bei ihren Kindern beeinflussen kann, helfen Präventionsprogramme nicht nur den Menschen, die sie erhalten, sondern auch künftigen Generationen.
Nach mehr als 200 Jahren ist es also an der Zeit, sich wieder dem Lamarckismus zuzuwenden und ihn in eine aktualisierte und verbesserte Version der Standard-Evolutionstheorie aufzunehmen.
