Big Ideas. Das Ökologie-Buch. John Farndon

dass die Erde nur einige Jahrtausende alt sei. Er meinte, dass sich Organismen über Jahrmillionen von einfachsten Formen zu komplexen entwickelt haben mussten; die »Transmutation« der Arten sei die Triebkraft des Wandels. Und dass Merkmale, die ein Tier in seiner Lebenszeit erwarb, an die nächsten Generationen weitergegeben würden: Giraffen hätten ihre Hälse gestreckt, um Blätter an höheren Ästen zu erreichen, und über viele Generationen immer wieder einen etwas längeren Hals vererbt.

      Auch fossile Funde – von Pionieren der Geologie wie Georges Cuvier erforscht – mit ausgestorbenen Lebewesen, deren Merkmale denen heutiger ähneln, wiesen darauf hin, dass die Erde sehr alt sein müsse. Gleichzeitig beschrieben James Hutton und Charles Lyell, dass geologische Strukturen durch Vorgänge wie Erosion und Ablagerung erklärbar seien, die beständig auch heute noch wirken – diese Sicht heißt »Aktualismus« oder »Uniformitätsprinzip«. Da dies nur langsam geschieht, müsse es die Erde viel länger geben als vermutet.

       Natürliche Selektion

      1858 präsentierten Charles Darwin und Alfred Russel Wallace einen Text, der die Biologie für immer verändern sollte. Die Beobachtungen während seiner Reise auf der HMS Beagle (1831–1836), der Austausch mit anderen Forschern und die Schriften von Thomas Malthus führten Darwin zu der Einsicht, dass Evolution durch »natürliche Selektion« vor sich gehe. 20 Jahre lang sammelte er Daten, bis er erkannte, dass es an der Zeit war, diese Ideen zu veröffentlichen. Sein Buch On the Origin of Species by Means of Natural Selection (erste deutsche Ausgabe: Über die Entstehung der Arten durch natürliche Züchtung, 1860) löste Empörung aus.

      Die Idee der Evolution war bald breit akzeptiert, doch wie die Selektion ablief, blieb unklar. 1866 lieferte der mährisch-österreichische Mönch Gregor Mendel wichtige Erkenntnisse hierzu, nachdem er seine Zuchtversuche mit Erbsen ausgewertet hatte. Er zeigte, wie dominante und rezessive Merkmale durch unsichtbare »Erbfaktoren«, die Gene, vererbt werden.

      Als Mendels Ergebnisse im Jahr 1900 wiederentdeckt wurden, setzten rege Debatten ein. Man hatte angenommen, dass Evolution auf der Auswahl kleiner, sich vermischender Variationen beruht, doch bei Mendels Versuchen vermischte sich offenbar nichts. Drei Jahrzehnte später argumentierten der Genetiker Ronald Fisher und andere, dass die beiden Denkschulen sich ergänzen und nicht widersprechen würden. 1942 beschrieb Julian Huxley die Synthese zwischen Mendels Genetik und Darwins Evolution in seinem Buch Evolution: The Modern Synthesis.

       Die Doppelhelix

      Technische Fortschritte wie die Röntgenkristallografie führten in den 1940er- und 1950er-Jahren zu weiteren Erkenntnissen und zu einer neuen Disziplin, der Molekularbiologie. 1944 identifizierte der Chemiker Oswald Avery Desoxyribonukleinsäure (DNA) als Träger des Erbguts. Rosalind Franklin und Raymond Gosling fotografierten 1952 DNA-Stränge und im Folgejahr bestätigten James Watson und Francis Crick die Doppelhelixstruktur. Crick zeigte zudem, dass genetische Informationen in DNA-Molekülen codiert sind. Fehler, die beim Kopieren der DNA auftreten, sind Mutationen – das Rohmaterial der Evolution. Seit den 1980er-Jahren können Gene von Individuen und Arten kartiert und manipuliert werden. In den 1990er-Jahren bereitete die Kartierung des menschlichen Genoms den Weg für die medizinische Gentherapie.

      Ökologen interessierte auch, ob Gene das Verhalten beeinflussen. 1964 erklärte William D. Hamilton altruistisches Verhalten mit genetischen Aspekten (»Verwandtenselektion«), in The Selfish Gene (dt.: Das egoistische Gen, 1978) ging Richard Dawkins 1976 sogar noch weiter. Ideen in der Evolutionsbiologie werden weiterhin Debatten auslösen, solange Ökologen Darwins Theorien fortentwickeln.

      ZEIT IST UNERHEBLICH UND NIEMALS EINE SCHWIERIGKEIT FÜR DIE NATUR

      FRÜHE THEORIEN DER EVOLUTION

       IM KONTEXT

      SCHLÜSSELFIGUREN

      Comte de Buffon (1707–1788),

      Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829)

      FRÜHER

      1735 Der Schwede Carl von Linné veröffentlicht Systema Naturae; die biologische Systematik hilft später, die Abstammung der Arten zu klären.

      1751 In Système de la nature führt der französische Philosoph Pierre Louis Moreau de Maupertuis die Idee ein, dass Merkmale vererbbar sind.

      SPÄTER

      1831 Étienne Geoffroy Saint-Hilaire schreibt, dass plötzliche Umweltveränderungen neue Arten aus den existierenden entstehen lassen.

      1844 In Vestiges of the Natural History of Creation meint der schottische Geologe Robert Chambers (anonym), dass sich einfache Lebewesen zu komplexeren entwickelt haben.

      Vor dem 18. Jahrhundert herrschte die Vorstellung vor, dass Pflanzen- und Tierarten unveränderlich sind (»Essenzialismus«). Er wurde durch zwei Entwicklungen infrage gestellt: die Aufklärung, eine intellektuelle Bewegung von 1715 bis 1800, und die industrielle Revolution (1760–1840).

      Die Aufklärung war vom wissenschaftlichen Fortschritt geprägt und davon, dass die religiösen Lehren verstärkt hinterfragt wurden, etwa die Schöpfung der Erde und aller Lebewesen in sieben Tagen. Im Zuge der industriellen Revolution wurden Kanäle, Bahngleise und Bergwerke gebaut, und so erreichte man Gesteinsschichten mit Tausenden von Fossilien, oft von Tier- und Pflanzenarten, die keiner jemals zuvor gesehen hatte. Demnach musste das Leben lange vor dem aus der Bibel berechneten Datum 4400 v. Chr. begonnen haben.

       Anpassung bei Tieren

      Im späten 18. Jahrhundert irritierte der Franzose George-Louis Leclerc, Comte de Buffon, kirchliche Autoritäten, indem er äußerte, die Erde sei viel älter, als die Bibel vermuten ließ. Sie sei aus geschmolzenem Material entstanden, das ein Komet aus der Sonne herausgeschlagen hatte und das 70 000 Jahre zum Abkühlen brauchte (was das Erdalter stark unterschätzte). Beim Abkühlen seien Arten entstanden und verschwunden und schließlich durch Vorfahren der heutigen Arten ersetzt worden. Er sah Ähnlichkeiten bei Löwen, Tigern und Katzen und schloss, dass 200 Arten von Vierbeinern aus nur 38 Vorfahren hervorgegangen seien. Zudem seien Änderungen der Körperform und -größe verwandter Arten eine Reaktion auf Umweltbedingungen.

      Der Franzose Jean-Baptiste de Lamarck ging 1800 noch weiter.

      »Die Natur ist das System von Gesetzen, das vom Schöpfer für die Existenz der Dinge und die Abfolge der Lebewesen eingerichtet wurde.«

      Comte de Buffon Histoire naturelle, générale et particulière, 1764

      In einem Vortrag am Museum für Naturgeschichte in Paris argumentierte er, dass Merkmale, die ein Lebewesen zu Lebzeiten erwarb, an die Nachkommen vererbt werden können – und solche Veränderungen über mehrere Generationen hinweg die Anatomie eines Tieres radikal ändern könnten.

      Lamarck entwickelte sein Konzept der Transmutation in mehreren Büchern. So sollte der Gebrauch bzw. Nichtgebrauch von Körperteilen dazu führen, dass diese stärker, schwächer, größer oder kleiner würden. So hatten die Vorfahren der Maulwürfe wohl gute Augen, aber über Generationen hinweg wurden sie schlechter, weil sie beim Graben nicht gebraucht werden. Ähnlich hätten Giraffen langsam längere Hälse entwickelt, um Blätter an hohen Bäumen zu erreichen.

       Triebkräfte der Evolution

      Lamarcks Konzept vererbter erworbener Merkmale war Teil