Irrwege der Evolution?
Planet Wissen (PW): Herr Professor Wägele, ist die Evolution eigentlich zielgerichtet?
J. Wolfgang Wägele (J.W.W.): "Zielgerichtet sein" bedeutet, einen Plan zu haben und den hat die Natur nicht. Das Ergebnis von Evolution wirkt für uns allerdings planmäßig, weil lebende Organismen so fantastisch gut angepasst sind. Haie zum Beispiel sind stromlinienförmig und haben eine reibungsarme Oberfläche. Die Erklärung für diese Perfektion ist einfach: Von den vielen Mutationen, die durch Zufall entstehen, setzen sich im Laufe der Zeit diejenigen durch, die am meisten Energie sparen, die das Überleben verbessern oder die mehr Nachkommen ermöglichen.
So erklärt sich auch, dass der Raubvogel mit den zufällig besseren Augen mehr Beute fangen und mehr Junge großziehen wird. Nach einiger Zeit sind die Tiere mit etwas schlechteren Augen ausgestorben. Der Mensch fängt inzwischen die nachteiligen Mutationen mithilfe von Technik auf, zum Beispiel mit Brillen, Hörgeräten, Fahrzeugen und so weiter. Bei uns ist die Evolution also teilweise ausgeschaltet.
Muscheln können Nahrung besser filtern
PW: Die Natur hat viele Lebensformen hervorgebracht, die in ihrer Zeit vorherrschend waren und schließlich doch ausstarben. Warum konnten diese Arten nicht überleben?
J.W.W.: Dafür gibt es mehrere Ursachen. Arten werden von anderen verdrängt, weil neue Arten günstigere "Erfindungen" der Natur haben. Brachiopoden (zu Deutsch: Armfüßer) zum Beispiel sind altertümliche Tiere, die zwischen zwei Kalkschalen leben, wie Muscheln aussehen und die aus dem Wasser feinste Nahrung herausfiltern. Man findet sie heute nur noch selten. Die viel später entstandenen Muscheln haben einen viel besseren Filterapparat entwickelt und sich so durchgesetzt.
Arten sterben auch aus, weil das Klima sich ändert: Die Antarktis begann vor 35 Millionen Jahren sich aufgrund der Kontinentalverschiebung allmählich abzukühlen. Die Folge davon war, dass mit Ausnahme weniger Garnelen alle größeren Krebse ausstarben. Denn die Larven dieser Krebse brauchten eine höhere Wassertemperatur. Ebenso starben an Land alle Pflanzen aus, fast alle Wirbeltiere und Insekten.
Und auch der Mensch ist ein wichtiger Faktor: Wenn er die Landschaften verändert oder Tiere übermäßig jagt, können Arten aussterben. Bekannte Beispiele sind der Dodo, der auf der Insel Mauritius lebte oder die Moas (Straußenvögel in Neuseeland). Die Liste bekannter ausgestorbener Arten ist lang, und noch mehr Tiere sind ausgestorben, noch ehe Wissenschaftler die Arten überhaupt entdeckt haben.
Dinosaurier besetzten fast alle Nischen
PW: Auch die Dinosaurier waren lange sehr dominant auf unserem Planeten. Man geht davon aus, dass sie aufgrund der Folgen eines Meteoriteneinschlages ausgestorben sind. Warum wurden sie nicht auch nach der Naturkatastrophe wieder zur vorherrschenden Lebensform?
J.W.W.: Evolution ist ein Wettrennen. Eine Analogie ist unsere Wirtschaft. Man könnte es so beschreiben: Microsoft dominiert zurzeit den Softwaremarkt, weil diese Firma als Erste wirksame Betriebssysteme für Tischrechner und Programme dafür erfolgreich verkauft hat. Die Firma hat damit sehr schnell die meisten Marktnischen besetzt. Microsoft nachträglich zu verdrängen ist schwierig. Dazu müssten ganz neue, effizientere Systeme erfunden werden oder unaufhaltsame Viren, die nur diese Produkte angreifen.
Wenn die Dinosaurier Microsoft darstellen würden, wären die Säugetiere dagegen zunächst nur ein kleines und unauffälliges Unternehmen. Erst bei Rückgang der Saurier (also der dominanten Firma oder Lebensform) konnten sie sich entfalten. Daraufhin haben die Säuger schnell viele der Nischen besetzt, in denen vorher die Saurier saßen.
Nur wenige Fische leben in der Tiefsee - so wie der Viperfisch
PW: Sogenannte "lebende Fossilien" haben über Jahrmillionen überleben können - trotz widriger Umstände. Doch warum überlebten ausgerechnet diese Arten und nicht alle Arten aus derselben Familie, die ähnlichen Umwelteinflüssen ausgesetzt waren?
J.W.W.: Zunächst: Alle lebenden Fossilien sind nicht mehr dieselben Arten wie ihre sehr ähnlichen Vorfahren. Die Quastenflosser zum Beispiel gehören zu einer Fischgruppe (den Crossopterygia), die schon vor etwa 400 Millionen Jahren existierte. Doch die heute noch lebenden Arten haben neben vielen Gemeinsamkeiten auch Unterschiede. Sie leben zum Beispiel nicht mehr in flachem Wasser, wie es ihre Vorfahren vermutlich taten, sondern in der Tiefsee. Sie können auch keine Luft mehr atmen. Sie repräsentieren aber insgesamt einen alten Bauplan und gelten deshalb als lebende Fossilien.
Dass die Tiere dieser Art dennoch fast alle ausgestorben sind, ist leicht verständlich: Sie können nicht mit modernen Fischen im Wasser und auch nicht mit modernen Amphibien und Reptilien konkurrieren. Überlebt haben sie durch Zufall in einem Lebensraum, in dem die modernen Formen sich nicht ausgebreitet haben. Tiefe Meereshöhlen und Felsnischen bieten wenig Nahrung und sind daher wenig attraktiv für moderne Fische.
Die lebenden Fossilien sind also am besten angepasst an den Lebensraum, in dem sie überlebt haben. Sie sind keine Ausnahme von der Regel, sondern eine Bestätigung. Sie haben sich, wie die bereits genannten Quastenflosser, an einen Lebensraum angepasst, den modernere Formen nicht mögen. Die früher existierenden Verwandten dieser lebenden Fossilien waren dagegen an die angenehmeren, fruchtbareren Landschaften angepasst. So auch jene Quastenflosser, die an tropischen sumpfigen Küsten lebten, wo es viel Futter gab. Diese Arten sind allesamt durch die Konkurrenz modernerer Arten ausgestorben.
Auch der australische Schnabeligel ist ein Eier legendes Säugetier
PW: Das australische Schnabeltier, ein Eier legendes Säugetier, zählt auch zu den "lebenden Fossilien". Warum hat sich diese Fortpflanzungsmethode nicht durchgesetzt?
J.W.W.: Das Schnabeltier zählt zu den Kloakentieren und legt Eier, die nicht wesentlich anders gebaut sind als die von Vögeln und Eidechsen. Man kann also nicht sagen, dass das Fortpflanzungskonzept dieser Tiere nicht erfolgreich ist. Innerhalb der Säugetiere hat sich aber allmählich das Lebendgebären durchgesetzt. Das gibt es übrigens auch bei vielen anderen Tieren, zum Beispiel bei Haien, Zahnkarpfen oder Waldeidechsen. Es ist also keine Besonderheit der Säugetiere.
Das Lebendgebären hat Vorteile: Die Jungtiere sind nach der Geburt kräftig und konkurrenzfähig. Es gibt aber auch Nachteile: Ein Weibchen hat immer nur wenige Nachkommen. Verändert sich die Umwelt schnell und ist dadurch die Aussterberate groß, so können sich Populationen der Lebendgebärenden nicht schnell genug regenerieren und anpassen. In einer variablen Umwelt haben jene Arten Vorteile, die viele kleine Eier legen können. Vögel sind ein Zwischending: Sie legen Eier, diese sind aber vergleichsweise groß und die Jungtiere sind weit entwickelt. Vögel müssen die Eier außerdem ablegen, da sie im Bauch der Mutter zu schwer wären und das Fliegen behindern würden. Die Kloakentiere konnten überleben, weil Australien eine einsame Insel ist, auf der moderne Säugetiere ursprünglich nicht vorkamen.
Sind Mäuse die nächste dominante Spezies?
PW: Ihre persönliche Prognose: Welche Lebensform würde sich wohl zur dominanten Spezies entwickeln, wenn eine Naturkatastrophe, ähnlich wie jene, die damals zum Aussterben der Dinosaurier führte, heute die Erde treffen würde?
J.W.W.: Hier stellt sich die Frage, was wir als dominant bezeichnen möchten. Nach einer großen Umweltkatastrophe werden mit Sicherheit Insekten überleben, zum Beispiel Ameisen und Schaben. Diese werden es aber nie schaffen, sich zu großen intelligenten Lebewesen zu entwickeln, weil die Physik ihrer Konstruktion keine Größenzunahme erlaubt. Ihr Bauplan müsste sich drastisch ändern, insbesondere müssten Lungen entstehen.
Kleine Säugetiere mit hoher Vermehrungsrate haben auch eine Chance. Da kommen vor allem Mäuseartige in Betracht. Sie hätten durchaus das Potenzial, nach längerer Zeit den Menschen zu ersetzen. Und der Mensch hätte nur eine Chance eine große Katastrophe zu überleben, wenn es ihm gelänge, einen anderen erdähnlichen Planeten zu besiedeln. Nach allem, was wir heute wissen, wird aber ein solcher Planet für uns niemals erreichbar sein. Daher sollten wir alles tun, um die Katastrophe zu vermeiden.
Jennifer Dacqué, Stand vom 26.04.2010
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