Emergenz und Evolution

Emergenz und Evolution
Diesmal
geht
es
um
den
Zusammenhang von Emergenz und
Evolution, wie er schon in dem
Artikel
Vortragsreihe
Evolution/Humanismus/Emergenz
I
angesprochen wurde. Jetzt bringt
wissenbloggt dazu einen weiteren
Text von dem Physiker und Autoren
Dr. Günter Dedié. Diese "Notiz"
ist dem Facebook-Auftritt vom
Emergenz-Netzwerk entnommen und
stammt von Günter Dedié (Bild:
ClkerFreeVectorImages, pixabay).
Erfolgsfaktoren der Evolution
17. April 2015 Upd 150714
Die gängige Vorstellung von der Evolution leidet unter einer
Denkgewohnheit, mit der Kreationisten und andere Vertreter der
Religionen immer wieder argumentieren: Sie hätte nach dem
ursprünglichen Vorstellungen, allein durch zufällige einzelne
Mutationen und Selektion der erfolgreichsten Individuen, viel
zu lange gedauert. Rein mathematisch schon für die einfachsten
Viren, und erst recht für die höheren Lebewesen.
Dinosaurier-Gesellschaft (Quelle: Pavel.Riha.CB, Wikipedia)
Tatsächlich war die Evolution auf der Erde nur deshalb
möglich, weil sie durch mehrere andere Prozesse verstärkt und
ganz erheblich beschleunigt wurde.
Generell ist zunächst zu sagen, dass die Evolution sich nicht
nur in der Ebene der Gene abspielt, sondern die Lebewesen als
Ganzes betrifft, vor allem ihren Stoffwechsel, und bei den
höheren Lebewesen die geistigen und kulturellen Fähigkeiten.
Die Vielgestaltigkeit der Lebewesen ist weniger eine Folge
genetischer Neuerungen, sondern mehr durch Unterschiede
der Genregulation bedingt. (Unter Genregulation werden
verschiedene biochemische Mechanismen verstanden, die die
Wirkung der Gene infolge der Rückkopplung mit ihrer Umgebung
steuern, z.B. epigenetische Schalter an den Genen wie
Methylgruppen, und Proteine.) Günstige Bedingungen wie
ausreichend Nahrung und mildes Klima fördern die Innovationen
in der Evolution. Ungünstige Bedingungen,wie z.B. der
Nahrungsmangel im Korallenriff oder im Dschungel, führten zur
Konkurrenz
und zum „Kampf ums Dasein“. Sie erzeugen eine
Vielfalt innerhalb der Arten
Ich betrachte nun einige Beispiel für emergente Prozesse, die
die Evolution im Vergleich zu dem Modell von Darwin sehr stark
beschleunigt haben.
Erster Beschleuniger: Die Evolution hat mit Makromolekülen
begonnen, die sich selbst reproduzieren konnten und sich zu
Viren und Bakterien weiter entwickelt haben. Die emergenten
Elemente sind hier die Makromoleküle, aus denen die Systeme
Viren und Bakterien entstehen. Die Wechselwirkungen sind die
chemischen Bindungen. In dieser Phase war die Evolution ein
kollektiver Prozess von sehr vielen Individuen, deren Erbgut
sehr ähnlich, aber nicht identisch ist. Manfred Eigen hat
diese Kollektive Quasispeziesgenannt. Die Evolution betrifft
dabei die gesamte Population, weil es viele Individuen gibt,
die bei der Selektion Vorteile haben können. Die kollektive
Evolution verläuft um viele Zehnerpotenzen schneller als die
Evolution nach Darwin.
Beispiele: Bei Viren verläuft die Evolution etwa 1000 mal so
schnell wie bei Bakterien, und bei Bakterien etwa 1000 mal so
schnell wie bei Mehrzellern.
Zweiter Beschleuniger: Als zweites wichtiges Beispiel
betrachte ich die Ko-Evolution von Viren mit anderen Lebewesen
bis hin zum Menschen. Die Elemente und auch die Systeme sind
hier Viren und andere Lebewesen, die sich in der Ko-Evolution
gegenseitig positiv beeinflussen. Diese Ko-Evolution hat
wahrscheinlich
meist
als
Schmarotzer-Wirt-Verhältnis
begonnen,sich dann aber zur Symbiose weiter entwickelt, weil
Viren ohne ihre Wirtszellen nicht überlebensfähig sind. Bei
der Symbiose wurden dann auch Gene übertragen.
Beispiele:
Im menschlichen Genom liegt der Anteil der Gene, die von
Viren stammen, bei bis zu 40%.
Die Säugetiere haben sich mit Hilfe von RetrovirenGenen in ihrem Genom entwickeln können, die für den
Aufbau der für Blut undurchlässigen PlazentaTrennschicht notwendige waren und die Abstoßung des
Embryo durch die Immunabwehr der Mutter verhindern.
Beuteltiere haben diese Fähigkeit nicht entwickelt.
Dritter
Beschleuniger:
Symbiosen.
Die
modernen
eukaryotischen Zellen beispielsweisesind aus der symbiotischen
Vereinigung von drei verschiedenen prokaryotischen Zellarten
durch Verschmelzung entstanden. Die Partner sind zu
spezialisierten „Organellen“ wie Mitochondrien und
Chloroplasten geworden.
Ergebnis: Der Stoffwechsel der Eukaryoten ist 20 x
leistungsfähiger als der der Prokaryoten. Sie sind im
Durchschnitt 10.000 Mal größer; in ihrem Zellkern befindet
sich bis 1.000 Mal mehr DNS. Das sind Fähigkeiten, die für die
Evolution der höheren Lebewesen unabdingbar sind.
Vierter Beschleuniger: Wie sind bei der Entwicklung eines
einzelnen Lebewesens aus einer einzigen befruchteten Eizelle
die unterschiedlichen Gewebe und Organe entstanden? Trotz
gleicher Gene für alle? Die Wirkung der Gene wird abhängig
von Art und Ort der Zelle im Körper durch die Epigenetik und
die Genregulation teilweise ausgeschaltet . Manchmal auch
abhängig von anderen Parametern der Umgebung wie der
Temperatur des Geleges bei Schildkröten. Es gibt eine
Rückkopplung zwischen den Genen und dem Einfluss der Umgebung
der Zellen.
Beispiel: Die Verwandlung einer Raupe über die Puppe zum
Schmetterling ist ein Meisterwerk des epigenetischen Systems.
Raupe, Puppe und Schmetterling haben die gleichen Gene.
Fünfter Beschleuniger: Die sozial stimulierte Ko-Evolution von
Insekten, die Gruppen oder Staaten bilden, auf Basis der Gene.
Hier sind die Individuen die Elemente. Durch die emergente
Wechselwirkung von sozialen Herausforderungen und den
Fähigkeiten der Individuen haben sich als Systeme z.B. die
höchst erstaunlich organisierten und sehr erfolgreichen
Insektenstaaten entwickelt. Man nennt die Fähigkeiten der
Individuen als Staaten auch kollektive Intelligenz.
Gleiches gilt für die sozial und kulturell stimulierte KoEvolution einiger höherer Lebewesen und der Menschen. Hier ist
es ähnlich abgelaufen, nur nicht genetisch bedingt, sondern
auf der Basis ihrer geistigen Fähigkeiten. Die geistigen
Fähigkeiten ermöglichen eine viel größere Geschwindigkeit der
Entwicklung.
Beispiel: Voll entwickelte Staaten gab es bei Ameisen nach ca.
50 Mio. Jahren kollektiver Evolution, beim Mensch nach weniger
als 1 Mio. Jahren.
Die große Geschwindigkeit der Evolution der Menschen ist aber
verbunden mit den üblichen Chancen und Risiken neuer
"Technologien": Die übrige Natur hat bei dieser hohen
Evolutionsgeschwindigkeit keine Chance, sich schritthaltend
anzupassen, und die menschliche Gesellschaft kann auch mit der
gleichen hohen Entwicklungsgeschwindigkeit
evolutionäre Sackgasse geraten.
in
eine
Die emergenten Wechselwirkungen zwischen Menschen bestehen
vorwiegend aus ihrensozialen
Interaktionen und deren Regeln.
Ein einfaches Beispiel dazu ist die Wirkung der Emergenz in
der Ehe, nach Paul Watzlawicks BuchVom Schlechten des Guten.
Er schreibt dort: „… neigen im Konfliktfall die beiden Partner
dazu, die Schuld beim anderen zu sehen. Beide sind überzeugt,
das ihre zur Lösung des Konflikts zu tun, und wenn das Problem
dennoch fortbesteht, dann muss es die Schuld des anderen
sein“. Und weiter: „… jede Beziehung ist aber mehr und anders
geartet als die Summe der Bestandteile, sie ist … eine
überpersönliche Neubildung“. Zur emergenten Neubildung trägt
z.B. bei, ob die Partner sich gegenseitig fördern oder
blockieren, ermutigen oder erniedrigen usw. Dieses Wissen
sollte man angehenden Paaren schon auf dem Standesamt
vermitteln; es wäre wichtiger als manches Andere …
Sechster Beschleuniger: Die sexuelle Vermehrung und die
Hybridisierung ermöglichen die Vererbung von ganzen
Abschnitten des Genoms, und damit größere Schritte in der
Vererbung. Bei der Hybridisierung auch über die Grenzen von
Arten hinweg. Mit der sexuellen Vermehrung hat sich auch eine
neue Wechselwirkung zwischen den Lebewesen entwickelt,
die sexuelle Anziehung. Sie ist ziemlich rasch zur stärksten
aller Wechselwirkungen geworden. In Verbindung mit
den eusozialen geistigen Fähigkeiten der Menschen wurde daraus
die Liebe.
Der modulare Aufbau der Organismen (Organe, Gliedmaßen) mit
zugeordneten Mastergenen, die andere Gene kontrollieren,
ermöglicht die Vererbung von bewährten modularen Einheiten
der Lebewesen.
Zwischenbilanz: Kollektive emergente Prozesse, Ko-Evolutionen
und Symbiosen haben bei der Evolution eine entscheidende Rolle
gespielt. Oder wie es die Biologin Lynn Margulis formuliert
hat: “Life did not take over the globe by combat, but by
networking “.
Durch die Wechselwirkungen unterschiedlicher emergenter
Prozesse gab es aber auch hin und wieder Ereignisse, die die
Evolution massiv „von außen“ beeinflusst haben, wie z.B. der
Einschlag eines Asteroiden am Ende der Kreidezeit. Die Folge
davon können sog. schöpferische Katastrophen sein (Joseph
Schumpeter). Im Beispiel war es eine Katastrophe für die
Dinosaurier und eine große evolutionäre Chance für die
Säugetiere.
BlattschneiderAmeise bei der
Arbeit (Quelle:
Norbert
Potensky,
Wikipedia)
Ko-Evolution von Individuen und Gruppen oder Staaten
Ich komme nochmal zu einem überaus wichtigen Erfolgsfaktor der
Evolution zurück: Der Ko-Evolution von Individuen und Gruppen
durch das Leben in einer Gruppe oder Gemeinschaft. Die
Fähigkeiten der Individuen und die Fähigkeiten der Gruppe
verstärken sich dabei gegenseitig. Die Biologen nennen diese
Sozialordnungen eusozial. Sie sind i.d.R. gekennzeichnet durch
das Zusammenleben mehrerer Generation, uneigennütziges
(sog. altruistisches) Verhalten, eine Arbeitsteilung und dass
nicht alle Lebewesen des Kollektivs sich vermehren.
Eusozialität ist bei den Arten der wirbellosen Tieren sehr
selten, es gibt sie nur in 15 der 2600 Familien. Bei
Wirbeltieren ist sie noch seltener. Die sozialen
Herausforderungen sind dabei die wichtigsten Treiber für die
Entwicklung der Fähigkeiten der Individuen. Das gilt sowohl
für genetisch bedingte Fähigkeiten, wie bei Ameisen, als auch
für geistig bedingte Fähigkeiten der höheren Lebewesen.
Die Fähigkeit einer Art zum Leben in Gruppen ist evolutionär
immer ein großer Vorteil. Sowohl bei Insekten als auch bei
Säugetieren beherrschen die wenigen eusozialen Arten die Welt
seit Millionen von Jahren.
Beispiel Ameisen: Ihre Biomasse ist größer als die aller
anderen Insektenarten zusammen, und ein Mehrfaches der
Biomasse der Wirbeltiere.
Beispiel Mensch: Er ist evolutionär derart erfolgreich, dass
schon jetzt ein ganzes Erdzeitalter nach ihm benannt wurde:
das Anthropozän (Paul Crutzen).
Spezies Mensch
Der Homo Sapiens ist ein staatenbildendes Lebewesen und hat
sich deshalb sehr erfolgreich entwickelt und „von den
Bedingungen der Umwelt emanzipiert“ (Josef Reichholf). Seine
wichtigsten Erfolgsfaktoren waren und sind dabei:
Die sehr schnelle Evolution auf Basis seiner geistigen
und kulturellen Fähigkeiten.
Die Ko-Evolution der einzelnen Menschen mit ihren
Gruppen oder Gemeinschaften.
Die
dadurch
erreichten
kulturellen
und
naturwissenschaftlich-technischen Fortschritte.
Risikofaktoren gibt es natürlich auch, zum Beispiel:
Die große Geschwindigkeit der Evolution der Menschen auf
der Basis ihrer geistigen Fähigkeiten verhindert eine
ausgewogenen Ko-Evolution mit der übrigen Natur. Dafür
müssen die Menschen die Verantwortung übernehmen.
Die Menschen sind bei der Evolution auf Basis der
geistigen Fähigkeiten sowohl die Elemente der emergenten
Entwicklung der menschlichen Gesellschaft als auch die
Gestalter der Wechselwirkungen. Sie haben deshalb hier
eine doppelte Verantwortung.
Durch die Jahrhunderte lange Vormachtstellung der
Religionen ist die Entwicklung und allgemeinen Anwendung
einer angemessenen humanitären Ethik in einen
erheblichen Rückstand geraten, im Vergleich zu Kultur,
Wissenschaft und Technik.
„Was wir von der Natur für eine bessere Gesellschaft lernen
können“
Dieser Untertitel des Buchs von Frans de Waal Das Prinzip
Empathie steht für die Zusammenfassung.
Das Erfolgsrezept der Evolution war nicht der Kampf ums
Dasein, wie uns seit 200 Jahren suggeriert wird,
sondern
kollektive
Prozesse,
Kooperationen
und
Symbiosen.
Lebewesen
mit
geselliger,kooperativer Sozialordnung waren
während der
Evolution
wesentlich
erfolgreicher
als
extraktive
„Einzelkämpfer“. Die Spezies Mensch ist ein Beispiel dafür.
Inklusive/symbiotische (menschliche) Gesellschaften sind den
extraktiven/ schmarotzenden langfristig
überlegen.
Entscheidend ist ihr inhärenter Pluralismus und ihre
Sicherheit vor Willkür.
Ohne angemessene ethisch fundierte Regeln funktioniert keine
Gesellschaft, auch nicht bei anderen Lebewesen mit sozialer
Organisation. In der Vergangenheit
war allerdings bei der
genetisch bedingten Evolution genug Zeit für eine Selektion.
In der menschlichen Gesellschaft geht diese Entwicklung auf
Basis der geistigen Fähigkeiten aber sehr viel schneller.
Außerdem sollten wir mit Hilfe unserer Vernunft die
unfreiwillige Selektion soweit wie möglich vermeiden.
Nicht nur aus der Evolution, sondern allgemein aus der Analyse
emergenter System folgt , dass ein langfristig stabiles System
ein dynamisches Gleichgewicht zwischen zwei oder mehr Kräften
oder Einflüssen erfordert. Beispiele dafür in der menschlichen
Gesellschaft
sind:
Freiheit
und
Verantwortung,
Angebot und Nachfrage, Pluralismus und Zentralismus, Risiko
und Rendite, shareholder value und stakeholder value,
Transparenz und Flexibilität. Aber auch Güte und Entmündigung;
kein einfaches Thema.
Unabdingbar für derartige Verbesserungen in der menschlichen
Gesellschaft ist ein ausreichendes Wissen für ausreichend
viele Menschen (Immanuel Kant, Friedrich von Hayek, Thomas
Piketty u.v.a.), als Voraussetzung für kritisches Denken und
den Mut zu eigenverantwortlichen Entscheidungen, vor allem als
Bürger und Wähler.
Weitere Informationen dazu und allgemein zu den emergenten
Prozessen finden Sie im Buch
Die Kraft der Naturgesetze,
Günter Dedié, Verlag tredition, zweite Auflage 2015.
Links zum Emergenz-Netzwerk, zu Dediés wb-Artikeln und der
"Notiz"