Evolutionsbiologe im Interview Der Mensch auf Erden: Zufall oder Plan?

Musste der Mensch sich so entwickeln? Und wie konnte eine Kuriosität wie das Schnabeltier entstehen? Der Biologe Jonathan Losos beantwortet die großen Fragen der Evolution.
Graham-Anolis auf Jamaika: "Bekommen Echsen, die sich auf dünnen Ästen bewegen, kürzere Beine?"

Graham-Anolis auf Jamaika: "Bekommen Echsen, die sich auf dünnen Ästen bewegen, kürzere Beine?"

Foto: Neil Bowman / FLPA / Imagebroker / Okapia
Jonathan Losos

Jonathan Losos

Foto: Jared Leeds / DER SPIEGEL

SPIEGEL: Herr Professor Losos, Wikipedia listet 521 Filme auf, in denen Außerirdische auftauchen. Wenn Sie unter all diesen Geschöpfen Ihren persönlichen Lieblingsalien wählen dürften, welcher wäre es?

Losos: Hm, schwierige Frage. Voriges Jahr kam "Arrival" in die Kinos. Daran hat mir gefallen, dass die Aliens wirklich bizarr und fremdartig aussehen, nicht wie Menschen mit spitzen Ohren oder drei statt fünf Fingern. Aber wenn Sie mich fragen, welche Aliens ich am meisten mag, dann würde ich mich eher für die Na'vi in "Avatar" entscheiden. Deren Welt scheint uns vertraut, nur eben etwas verfremdet.

SPIEGEL: Falls nun tatsächlich ein Raumschiff den Weg zu uns finden sollte, welche Kreaturen würden ihm wohl entsteigen: siebenarmige Wesen wie in "Arrival", oder blaue Riesenmenschen wie in "Avatar"?

Losos: Es wären keine grünen Männchen und keine ETs. Ich tippe eher auf die Heptapoden aus "Arrival". Wie Wesen von einem anderen Stern eben.

SPIEGEL: Warum haben dann etliche Aliens im Film so viel Ähnlichkeit mit Menschen? Mangelt es den Filmemachern an Fantasie?

Losos: Ich habe mir sagen lassen, dass das technische Gründe gehabt habe. In der Frühzeit der Special Effects sei es einfacher gewesen, Menschen in Kostüme zu stecken, als fremdartige Wesen zu animieren. Aber es hat wohl auch eine Rolle gespielt, dass wir Menschen uns für die Krone der Schöpfung halten. Und die muss eben überall ungefähr gleich aussehen.

SPIEGEL: Wenn wir hier auf Erden die Zeit um 100 oder 200 Millionen Jahre zurückdrehen könnten und die Evolution noch einmal ablaufen ließen, wie sähe die Krone der Schöpfung beim nächsten Mal aus? Wäre es wieder ein Primat, der höhere Intelligenz entwickelt?

Losos: Ich würde kein Geld darauf verwetten, dass überhaupt irgendwann intelligente Wesen entstehen. Und falls doch, dann müsste es nicht unbedingt ein Primat sein. Vielleicht wäre es ein Vogel oder sogar ein Oktopus.

SPIEGEL: Gehört diese Art von Spekulation überhaupt in den Bereich der Biologie?

Losos: Es macht Spaß, sich Gedanken darüber zu machen. Und außerdem verrät es etwas über das Wesen der Evolution.

SPIEGEL: In Ihrem jüngsten Buch befassen Sie sich mit der Frage, ob die Evolution unberechenbar und vom Zufall bestimmt ist oder ob sie vorhersagbaren Wegen folgt. Wann haben Sie angefangen, sich dafür zu interessieren?

Losos: Im Grunde schon als Teenager. Damals habe ich die Kolumnen von Stephen Jay Gould in "Natural History" gelesen. Er betonte stets die Rolle, die der Zufall in der Geschichte des Lebens gespielt hat. Später war es dann wohl einer dieser Zufälle, dass ich an einen wissenschaftlichen Lehrer geriet, der Anolis-Echsen erforschte. Die sind ideal geeignet, um Goulds Ideen zu testen.

SPIEGEL: Wieso?

Losos: Es gibt von ihnen rund 400 Arten, weit mehr als von jeder anderen Gruppe von Reptilien. Obendrein sind sie einfach zu studieren: pflegeleicht und in der Karibik allgegenwärtig. Wahrscheinlich handelt es sich bei diesen Echsen um die am umfänglichsten studierte Tiergruppe überhaupt. Es gibt zwar Organismen, deren Genetik wir besser kennen. Und solche, deren Ökologie oder Verhalten wir besser kennen. Aber ich wüsste keine andere artenreiche Tiergruppe, bei der alles zugleich so gut untersucht wäre.

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Losos, Jonathan B.

Improbable Destinies: Fate, Chance, and the Future of Evolution

Verlag: Riverhead Books
Seitenzahl: 384
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SPIEGEL: Wie kommt es, dass diese Echsen so viele Arten hervorgebracht haben?

Losos: Sicher wissen wir es nicht. Aber es könnte etwas mit dem farbigen Kehllappen zu tun haben, den sie bei der Balz aufstellen. Daran können sie ihre Artgenossen von Mitgliedern verwandter Spezies unterscheiden. Das dürfte die Artenbildung beschleunigen.

SPIEGEL: Eine weitere Besonderheit der Anolis-Echsen ist für Sie als Forscher bedeutsam: Es scheint, als hätten Sie sich eine Gruppe von Organismen ausgesucht, deren Evolution alles andere als zufällig verläuft.

Losos: Das stimmt.

SPIEGEL: Können Sie das erklären?

Losos: Anolis-Echsen leben auf allen großen Karibikinseln: auf Kuba, Hispaniola, Puerto Rico und Jamaika. Auf jeder dieser Inseln finden sich mehrere Arten. Und das Interessante ist nun: Diese Arten sehen einander so ähnlich, dass Sie sie nicht auseinanderhalten könnten. Und trotzdem sind sie keineswegs gleich, sie sind nicht einmal eng verwandt. Sie haben sich völlig unabhängig voneinander an dieselbe Nische angepasst. Dieses Phänomen nennt man Konvergenz.

Schwertschwanz-Anolis

Schwertschwanz-Anolis

Foto: Biosphoto / Fotofinder

SPIEGEL: Welche Arten wären das?

Losos: Zum einen gibt es einen Typ mit schmaler Körperform, sehr kurzen Beinen und spitz zulaufendem Kopf. Dann gibt es eine andere Sorte, die in Bodennähe lebt. Sie ist stämmig, hat lange Hinterbeine, einen kurzen Kopf und unterentwickelte Haftsohlen. In den Baumkronen wiederum findet sich eine dritte Art, mit grüner Haut und sehr großen Haftsohlen an den Zehen. Jeder dieser Typen kommt auf allen Inseln vor, und alle haben sie sich unabhängig voneinander entwickelt.

SPIEGEL: Wenn Sie als Junge für Gould geschwärmt haben, der stets die Unberechenbarkeit der Evolution beschwor - war es dann nicht enttäuschend für Sie, eine Tiergruppe mit solch vorhersehbarer Artenentwicklung vor sich zu haben?

Losos: Ich tröste mich damit, dass es ja viele Gegenbeispiele gibt. Sehen Sie hier, auf meinem Schreibtisch steht ein Stoffschnabeltier, wie es mir einst meine Eltern aus Australien mitgebracht haben. Es ist mein Lieblingstier, denn es ist geradezu die Verkörperung dessen, wovon Gould sprach: ein evolutionärer Ausreißer mit Entenschnabel, Biberschwanz, Giftstachel und Elektrosinn. So etwas Kurioses gibt es nur einmal auf der Welt.

SPIEGEL: Und was ist nun der Regelfall in der Natur: das Schnabeltier oder die Anolis-Eidechse?

Losos: Ich neige dazu, die Anolis-Echse als Ausnahme zu betrachten, die die Regel bestätigt. Aber beantworten kann man Ihre Frage nur mittels handfester Experimente?

SPIEGEL: Man kann mit der Evolution experimentieren?

Losos: Bemerkenswerterweise ja. Lange Zeit hat sich da keiner rangetraut, weil alle dachten, dass es viel zu lange dauere, bis man Ergebnisse kriege. Charles Darwin hatte erklärt, dass die Evolution sehr, sehr langsam verlaufe, und mehr als ein Jahrhundert lang sind ihm die Leute gefolgt. Zweifel kamen erst auf, als man merkte, wie schnell sich Resistenzen gegen Antibiotika oder gegen Pestizide verbreiten. Anfang der Achtzigerjahre wurden dann die ersten Freilandexperimente mit Guppys durchgeführt. Und siehe da: Sie veränderten sich binnen weniger Generationen.

Strichfuß-Anolis

Strichfuß-Anolis

Foto: Greg & Yvonne Dean / World Wildlife Images

SPIEGEL: Später haben Sie selbst solche Experimente durchgeführt.

Losos: Ja. Als Erstes wollten wir herausfinden, ob Echsen, die sich auf dünnen Ästen bewegen, kürzere Beine bekommen. Wir haben dazu Anolis-Echsen auf Mini-Inseln, klein wie ein halbes Fußballfeld, ausgesetzt. Dort gab es nur Gestrüpp mit feinen Ästen. Nachdem sich die Echsen dort eine Weile fortgepflanzt hatten, haben wir sie vermessen - und tatsächlich waren ihre Beine im Schnitt kürzer geworden.

SPIEGEL: Das heißt aber, auch hier gilt: Die Evolution, soweit Sie sie experimentell testen können, folgt vorhersehbaren Wegen?

Losos: Ja. Das ist die Kernbotschaft.

SPIEGEL: Die Thesen Stephen Jay Goulds ließen sich also auch experimentell nicht bestätigen?

Losos: Sagen wir mal so, diese Thesen werden durch unsere Ergebnisse ja auch nicht widerlegt. In allen Experimenten - egal ob mit Echsen oder mit Guppys - können wir nur geringe Veränderungen über wenige Generationen verfolgen. Ich finde es nicht so erstaunlich, dass Evolution über solch kurze Zeitspannen verhältnismäßig berechenbar ist. Das schließt nicht aus, dass sie über lange Zeiträume trotzdem von Zufällen bestimmt ist.

SPIEGEL: Gibt es denn auch Experimente, die in eine andere Richtung weisen?

Losos: Der Zufall ist experimentell schwer zu greifen. Aber es gibt Befunde, die ihn dingfest machen, die eindrucksvollsten hat Richard Lenski in seinen bahnbrechenden Langzeitexperimenten mit E.-coli-Bakterien erbracht. Er setzte zwölf genetisch identische Zelllinien selektivem Druck aus, und eine davon verwandelte sich sozusagen in eine neue Spezies. Das ist schon sehr ungewöhnlich.

SPIEGEL: Das müssen Sie genauer erklären.

Losos: Gern. Zunächst müssen Sie dazu wissen, dass E. coli unfähig ist, in Gegenwart von Sauerstoff eine Substanz namens Citrat zu verstoffwechseln. Diese Eigenheit ist sehr spezifisch: Wenn irgendein Bakterium Citrat abbaut, dann gilt dies als Nachweis dafür, dass es sich nicht um E. coli handelt. Nun hat Lenski über viele, viele Generationen solche Mikroben diesem Stoff ausgesetzt, und irgendwann, genau genommen nach 33.127 Generationen, fing eine einzelne der zwölf Bakterienpopulationen an, Citrat zu fressen. Die übrigen elf Zelllinien hat Lenski seither noch 15 Jahre lang in Kultur gehalten, aber keine andere hat diesen Stoffwechselweg gefunden.

SPIEGEL: Das heißt: In dieser einen Bakterienpopulation ist einer der großen evolutionären Glücksfälle passiert?

Losos: Ganz genau. Dieser Befund war so bedeutsam, dass sich inzwischen ein eigenes Feld der Evolutionsbiologie darauf gründet.

SPIEGEL: Kann Forschung, die die Gesetze der Evolution ergründet, uns helfen, unsere Zukunftsprobleme zu bewältigen?

Losos: Im Prinzip schon. Aber ich will ehrlich sein: Da stehen wir noch ganz am Anfang. Als ich für mein Buch recherchierte, hatte ich erwartet, eine Fülle von Beispielen zu finden, wo evolutionäre Vorhersagen von praktischem Nutzen sind, etwa wenn es um Antibiotikaresistenzen oder um die Entwicklung neuer Medikamente geht. In Wirklichkeit gibt es dafür aber bisher nur wenige Beispiele. Eines davon ist die Erbkrankheit Mukoviszidose. Die Betroffenen leiden darunter, dass sich Schleim in der Lunge bildet. Ein Bakterium namens Pseudomonas aeruginosa siedelt sich darin an und passt sich den Bedingungen in der Lunge an. Nun stellt sich die Frage: Verläuft diese Anpassung bei jedem Patienten anders, oder folgt sie einem vorhersehbaren Muster?

SPIEGEL: Und wie lautet die Antwort?

Losos: Die evolutionäre Veränderung der Bakterien ist zwar nicht vollständig vorbestimmt, aber es gibt typische, wiedererkennbare Merkmale, und darauf können die Ärzte therapeutisch reagieren.

SPIEGEL: Wie sieht es mit der Anpassung der Arten an den Klimawandel aus? Folgen da aus Ihrer Forschung praktische Tipps für die Artenschützer?

Losos: Zunächst gibt die Erkenntnis, dass die Evolution schneller verläuft als gedacht, Anlass zur Hoffnung. Pflanzen und Tiere können sich offenbar besser an eine veränderte Umwelt anpassen als befürchtet. Allerdings ist die Veränderung groß und vielfältig. Es geht nicht nur um die globale Erwärmung, sondern auch um die Zersplitterung der Lebensräume, die Versauerung der Meere, die Verbreitung invasiver Arten.

SPIEGEL: Wie steht es um uns Menschen? Werden wir uns anpassen an die von uns selbst veränderte Welt?

Losos: Nein, jedenfalls nicht, wenn Sie von evolutionärer Anpassung sprechen. Die Triebfeder dafür ist die natürliche Auslese, also die Überlebenstüchtigkeit, und die spielt für uns Menschen, zumindest in den Industrieländern, kaum mehr eine Rolle.

SPIEGEL: Herr Professor Losos, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.

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