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Mittwoch, 18. November 2009

Der wahre Grund, warum Schweine nicht fliegen können ...

In welche Richtung bewegt sich die genetische und kulturelle Evolution? - Und warum?

In einem Interview in "Current Biology" äußerte der französisch-amerikanische Humangenetiker Armand Leroi im August 2007 Dinge, die sich auffällig in der Nähe des Denkens des britischen Paläontologen Simon Conway Morris bewegen. Für Simon Conway Morris, den wir schon oft hier auf dem Blog behandelt haben, sind die ungeheuer vielfältigen evolutionären Konvergenzen auf allen Ebenen organischen Seins (bis in die molekulare Ebene hinein) ein Hinweis darauf, daß die Evolution bestimmten "Zwängen", "Richtungen" folgt. Und was sagt Armand Leroi?
... What important questions remain to be answered in your field?

I can think of two.

The first is: can we predict the course of organic evolution in the long term? The short term is easy: that’s just the breeder’s equation. But understanding the longue durée requires a theory that predicts what phenotypes mutation will produce. I am, of course, talking about ‘the correlation of parts’, ‘developmental constraints’, ‘mutational bias’, the ‘integration of development with evolution’, ‘the real reason pigs can’t fly’ — every generation since Darwin has considered, and failed to solve, the problem, though they’ve usually given it a new name.

The second question is rather like the first: can we predict the course of cultural evolution in the long term? (One might add: or even in the short term?) Darwin saw the analogy between cultural and organic evolution; theoretical population geneticists worked out the mathematics of the transmission of cultural traits years ago. Despite this, the field really didn’t take off. I think it is taking off now. Culture is the New World of evolutionary science. To be sure, anthropologists discovered it long ago, but rather like Vikings in America, they never made much of what they found.
"Kultur ist die 'Neue Welt' der evolutionären Wissenschaften." Was für ein großes Wort. Man darf gespannt sein, wie Leute wie Armand Leroi mit dieser ihrer Epoche-stürzenden Entdeckung umgehen.

Da Humangenetiker wie Armand Leroi oder Bruce Lahn in den letzten Jahren wiederholt gefordert haben, daß man den immer deutlicher und differenzierter erkennbaren genetischen Unterschieden zwischen Völkern und Rassen Wertschätzung entgegenbringen muß, daß man sie "feiern" muß (zuletzt Bruce Lahn in Nature, 7.10.09), wird man auch die Worte Leroi's zur evolutionären Erforschung des kulturellen Wandels auf diese Forderung beziehen dürfen. Denn Kulturen entwickeln sich unterschiedlich, je nach den Verhaltens- und Intelligenz-Genhäufigkeiten, die bei den Trägern einer Kultur vorliegen. (s. zuletzt: Spektr. d. Wiss.)

Montag, 16. März 2009

"Die Menschwerdung begann mit dem Urknall" - Simon Conway Morris

Der britische Evolutionsbiologe und Paläontologe Simon Conway Morris hat einige seiner Thesen noch einmal sehr prononciert auf den Punkt gebracht in einem neuen Interview für SZ-Wissen mit Katrin Blawat:
Conway: (...) Dass sich die Menschen zu dem entwickeln würden, was sie heute sind, hat sich nicht erst vor ein paar 100.000 Jahren entschieden. Das war von Anfang an klar.

SZ-Wissen: Was meinen Sie mit Anfang?

Conway: Den Urknall.

SZ-Wissen: Seit der Entstehung des Universums soll festgestanden haben, dass es Sie und mich einmal geben würde?

Conway: Natürlich nicht uns beide als Individuen. (...) Aber ich behaupte, Lebewesen mit einem großen Gehirn, zwei fokussierfähigen Augen und aufrechtem Gang waren seit dem Urknall angelegt. Und auch, dass diese Lebewesen in einer kognitiven Welt ähnlich unserer heutigen leben würden.

SZ-Wissen: Wie kommen Sie zu dieser These?

Conway: Man muss das Schritt für Schritt entwickeln. Nachdem das Leben auf der Erde erst einmal entstanden ist, war die Anzahl der Möglichkeiten, wie es sich weiterentwickeln konnte, sehr begrenzt. In dem System gab es keine Toleranz. So entwickelten sich zwangsläufig irgendwann die ersten Einzeller. Und dann nach der gleichen Logik die ersten Vielzeller, die ersten Wirbeltiere, die Primaten und ganz am Ende wir Menschen.

SZ-Wissen: Aber warum war jeder dieser Schritte unausweichlich?

Conway: Die Evolution funktioniert wie eine Suchmaschine. Sie sucht nach Lösungen, die sich bereits als erfolgreich erwiesen haben, und verwendet sie immer wieder für verschiedene Lebensformen.
"Keine Toleranz"? Hm, hm! - Es ist sehr interessant, wie Conway Morris denkt aufgrund seiner Forschungen über konvergente Evolution. Man könnte die Schwerpunkte der Argumentation aber auch noch etwas anders setzen. Ich würde in etwa so argumentieren: Wenn es eine Tendenz in der Evolution gibt, Bewußsein, bewußtes, intelligentes Leben hervorzubringen (aufgrund welcher Ursachen auch immer), und wenn diese Tendenz über alle Zweige des Artenstammbaumes hinweg gleichzeitig wirksam ist, und wenn den jeweils entstandenen Arten je auf ihre Weise ihre eigene, individuelle Annäherung an dieses "Ziel" Bewußtsein gelingt, dann können eben ähnliche, konvergente Dinge dabei herauskommen.

Warum? Weil es sein könnte, daß Bewußtsein selbst nur aufgrund bestimmter komplexer Zusammenhänge möglich ist. Eines der wichtigsten Voraussetzungen für Bewußtsein ist Lernfähigkeit, Irrtumsfähigkeit. Dies setzt - offenbar - lange Kindheitsphasen voraus. Jedenfalls wissen wir: Um so länger die Kindheit bei Tierarten ist, um so intelligenter ist die jeweilige Tierart. Das sind die Nestflüchter, die primären und sekundären Nesthocker des Schweizer Biologen Adolf Portmann sowohl bei den Vögeln wie bei den Säugetieren. (Über Gymnospermen und Angiospermen wird da noch vergleichsweise selten geredet, was diese Dinge betrifft ...)

Und weil Kindheit und Nachkommenfürsorge Voraussetzung für intelligentes Leben ist, haben so viele Arten unabhängig voneinander über alle Zweige des Artenstammbaumes hinweg die verschiedensten Formen von Nachkommenfürsorge evoluiert, natürlich ohne in jedem Fall auch jene Formen von komplexem Bewußtsein hervorzubringen wie der Mensch. Aber es könnte tatsächlich so sein, daß hier jede Art eine "Melodie" spielt, die zu anderen "Melodien" in der Evolution paßt, und auf die der Mensch selbst dann auch jeweils "reagiert". - Weil auch für ihn - zum Beispiel - Nachkommenfürsorge ein unwahrscheinlich zentraler, lebensbestimmender Lebensinhalt ist (oder sein kann).

Doch hören wir weiter Simon Conway Morris zu:
SZ-Wissen: Ein Beispiel, bitte.

Conway: Unterirdisch lebende Säugetiere wie der Maulwurf und der australische Beutelmull müssen mit einer großen Menge Kohlendioxid in ihrer Umgebung zurechtkommen. Das Gas ist in den unterirdischen Gängen so stark konzentriert, dass die meisten Säugetiere Probleme bekommen würden. Der Beutelmull ist, wie sein Name sagt, ein Beuteltier, und der Maulwurf ein Säugetier. Wir können also sagen, sie sind nicht miteinander verwandt. Trotzdem überleben beide dank sehr spezieller und komplizierter Anpassungen der biochemischen Vorgänge an die hohe Kohlendioxidkonzentration. Daran sieht man: In einer sehr komplexen Umwelt entwickeln sich sehr komplexe Strukturen. (...)

Ein [anderes] Beispiel sind Pflanzen, die in der Wüste wachsen. Es gibt zwei große Familien: Kakteen und Wolfsmilchgewächse. Sie sind nur sehr entfernt miteinander verwandt …

SZ-Wissen: … und sehen sich so ähnlich, dass nur botanisch gebildete Menschen die Unterschiede erkennen.

Conway: Genau darum geht es. Diesen Mechanismus nennen wir Konvergenz. Beide Pflanzenfamilien haben fleischige und oft etwas eingerollte Blätter, einen milchigen Saft und Stacheln. Auf diese Merkmale hat die Evolution in der trockenen, heißen Umgebung mehrfach zurückgegriffen, weil sie sich als die beste Lösung bewährt haben. Dieses Prinzip findet man selbst auf der Ebene einzelner Moleküle. Das macht die Evolution zu einer vorhersagbaren Wissenschaft.

SZ-Wissen: "Geschichte wiederholt sich nicht, aber sie reimt sich", hat Mark Twain gesagt. Verhält es sich mit der Evolution ähnlich?

Conway: Das ist ein schöner Satz, und er stimmt. In der Evolution gibt es einen Rhythmus, eine Art Refrain. Die Natur kann ihn leicht verändern und an den unterschiedlichsten Stellen in einem Lied einbauen. Aber der Zuhörer wird das Grundmuster immer wieder erkennen, ganz egal, ob ein Mensch, eine Krake oder ein anderes Wesen dieses Lied singt. (...)

Mit Außerirdischen verhält es sich wahrscheinlich ähnlich wie mit den ersten Europäern, die in den Tropen eine riesige Artenvielfalt entdeckten. Lauter bizarre Kreaturen schienen das zu sein, ganz anders als im Rest der Welt, so dachte man jedenfalls damals. Aber man muss unter die Oberfläche gucken, dann findet man die Ähnlichkeiten zuhauf.

SZ-Wissen: Können Sie ein Beispiel nennen?

Conway: Mein Lieblingsbeispiel ist der Arm. Wenn man sich das lange, biegsame Tentakel einer Krake genau anschaut, sieht man, dass es genau wie unser Arm ein Handgelenk, ein Ellbogen- und ein Schultergelenk besitzt. Wenn das Tentakel einer Krake und der menschliche Arm im Prinzip gleich gebaut sind, könnte es doch sein, dass dieses Arrangement die optimale Lösung für jede Art von Arm ist.

Warum sollte es dann bei Außerirdischen anders sein?
Conway Morris sagt hier nichts wesentlich Neues, was er nicht schon seit Jahren sagen würde. Aber es ist auch gut, die erstaunlichen Zusammenhänge, die sich hier andeuten, immer wieder auf sich wirken zu lassen. Es kommt bei Conway Morris immer ein wenig zu kurz die Tatsache, wie viel Neues, Unvorhergesehenes die Evolution hervorgebracht hat, wie wenig zumindest der Mensch solche Dinge vorhersehen würde, wie wenig er sich solche Dinge ausdenken würde, wenn er es könnte, bzw. wenn er es wirklich tut (z.B. bei Fabelwesen).

Die Phantasie der Evolution scheint da weitgehend unbegrenzt - und somit auch ihre Möglichkeiten. Wenn dann trotzdem auch Bahnungen und Tendenzen beobachtet werden, muß das nicht heißen (wie offenbar Conway Morris meint), daß die Evolution es nicht grundsätzlich auch anders "könnte", sondern es könnte eben auch heißen, daß die angelegten Tendenzen in der Evolution (in der Weltall-Entwicklung) eben auf etwas anderes hinausliefen, und daß diese darum eben verschiedene Möglichkeiten schlicht "links liegen" ließen.

Nachkommenfürsorge war der Evolution offenbar wichtig. Ebenso geschlechtliche Fortpflanzung. Bei all solchen Dingen hätte sie ja jeweils auch anders weiter machen könnten. Um so komplexer Leben wird, um so mehr scheint ja Evolution auch auf Möglichkeiten zu verzichten, worauf wir schon einmal hinwiesen im Zusammenhang mit der männlichen Brutfürsorge bei Dinosauriern, als wir fragten, "warum die Straße der genutzten Möglichkeiten in der Evolution immer schmaler" wird. (Stud. gen.)

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