Martha Jones: Es ist wie in diesen Filmen: Wenn Sie auf einen Schmetterling treten, verändern Sie die Zukunft der menschlichen Rasse.
Der Doktor: Dann treten Sie nicht auf Schmetterlinge. Was haben Schmetterlinge dir jemals angetan?
Science-Fiction-Autoren können sich nicht auf die Regeln der Zeitreise einigen. Manchmal, wie in Doctor Who (oben), können Charaktere in der Zeit reisen und kleine Ereignisse beeinflussen, ohne den Verlauf der Geschichte zu verändern. In anderen Geschichten, wie Zurück in die Zukunft, erzeugen selbst die kleinsten Aktionen der Zeitreisenden in der Vergangenheit große Wellen, die unvorhersehbar die Zukunft verändern.
Evolutionsbiologen haben eine ähnliche Debatte darüber geführt, wie die Evolution seit Jahrzehnten funktioniert. In 1989 (dem Jahr des Zurück in die Zukunft, Teil II) veröffentlichte der amerikanische Paläontologe Stephen Jay Gould sein zeitloses Buch Wonderful Life, nach dem es benannt wurde der klassische Film das beinhaltet auch Zeitreisen. Darin schlug er ein Gedankenexperiment vor: Was würde passieren, wenn man das Band des Lebens wiederholen, die Geschichte der Evolution zurückspulen und sie erneut ausführen könnte? Würdest du immer noch den gleichen Film mit all den evolutionären Ereignissen sehen, die sich wie vorher abgespielt haben? Oder wäre es eher ein Neustart, bei dem Arten sich auf unterschiedliche Weise entwickeln?
Goulds Antwort war die letztere. Seiner Ansicht nach spielten unvorhersehbare Ereignisse eine große Rolle in der Naturgeschichte. Wenn Sie in der Zeit zurückreisen und auf den ersten Schmetterling treten würden (erinnert an die 1952-Kurzgeschichte) A Sound of Thunder von Ray Bradbury), dann würden sich Schmetterlinge nie wieder entwickeln.
Dies liegt vermutlich daran, dass die Variation, die wir in der Natur beobachten - die vielen verschiedenen physischen Merkmale und Verhaltensformen, die Lebensformen haben können - durch zufällige genetische Ereignisse, wie genetische Mutationen, verursacht wird und Rekombination. Natürliche Selektion filtert diese Variation und bewahrt und verbreitet die Merkmale, die den Organismen den besten Fortpflanzungsvorteil verschaffen. Da die Reihe der Mutationen, die zu dem ersten Schmetterling führten, zufällig war, würde es für Gould unwahrscheinlich sein, dass sie ein zweites Mal auftreten würden.
Konvergente Entwicklung
Aber nicht alle stimmen diesem Bild zu. Einige Wissenschaftler verteidigen Sie die Idee der "konvergenten Evolution". Dies ist, wenn Organismen, die nicht miteinander verwandt sind, unabhängig voneinander ähnliche Merkmale in Reaktion auf ihre Umgebung entwickeln. Zum Beispiel sind Fledermäuse und Wale sehr unterschiedliche Tiere, aber beide haben die Fähigkeit entwickelt, zu "sehen", indem sie darauf hören, wie Echos um sie herum klingen (Echoortung). Pandas und Menschen haben sich weiterentwickelt opponierbare Daumen. Das Motorfliegen hat sich weiterentwickelt mindestens vier malbei Vögeln, Fledermäusen, Flugsauriern und Insekten wie Schmetterlingen. Und Augen haben sich unabhängig entwickelt mindestens 50 mal in der Tiergeschichte.
Sogar Intelligenz hat sich mehrfach entwickelt. Der berühmte Paläontologe Simon Conway-Morris wurde einmal gefragt, ob Dinosaurier intelligent wären, wenn sie noch hier wären. Seine Antwort war, dass "das Experiment gemacht worden ist und wir sie Krähen nennen", sich auf die Tatsache beziehend, dass Vögel, einschließlich der sehr intelligente Krähenartenentwickelt aus einer Gruppe von Dinosauriern.
Die konvergente Evolution legt nahe, dass es einige optimale Möglichkeiten gibt, wie Arten sich an ihre Umwelt anpassen können. Das bedeutet, dass Sie (wenn Sie genügend Informationen haben) vorhersagen können, wie sich eine Art über lange Zeit entwickelt. Wenn Sie auf den ersten Schmetterling treten, wird sich schließlich ein anderes schmetterlingsartiges Insekt entwickeln, weil andere Mutationen schließlich die gleichen Merkmale hervorbringen werden, die bei der natürlichen Selektion bevorzugt werden.
A aktuellen Studie in der Zeitschrift Current Biology scheint die Skala zugunsten der konvergenten Evolution zu kippen. Diese Studie untersucht, wie sich Stäbchenspinnen auf den Hawaii-Inseln entwickelt haben und liefert Beweise für verschiedene, isolierte Gruppen von Tieren, die unabhängig voneinander die gleichen Merkmale entwickeln.
Inseln werden oft als natürliche Laboratorien bezeichnet, weil sie effektiv geschlossene Umgebungen sind. Jedes Mal, wenn eine Art eine neue Insel besiedelt, findet ein neues unabhängiges Experiment zur Anpassung statt. Ein ikonisches Beispiel sind die Finken, die sich an die verschiedenen Nahrungsquellen auf jeder Galapagos-Insel angepasst haben, was Charles Darwin dabei half, seine Theorie der natürlichen Selektion zu entwickeln. Einige dieser Bevölkerungsgruppen sind sogar dabei erwischt worden, neu zu werden Arten von Finken.
Die meisten der Stachelspinnen auf den Hawaii-Inseln haben goldene, dunkle oder weiße Körperfärbung als Tarnung, um sich vor Raubtieren wie Vögeln zu verstecken. Die Wissenschaftler verwendeten die DNA der verschiedenen Spinnenarten, um die Entwicklungsgeschichte zu rekonstruieren. Sie zeigten, dass sich die dunklen Spinnen und die weißen Spinnen wiederholt von den goldenen Spinnen der Vorfahren entwickelt haben, sechsmal bei den dunklen Spinnen und zweimal bei den weißen Spinnen.
Chance oder Notwendigkeit?
Diese Studie ist ein bemerkenswertes Beispiel für eine konvergente Entwicklung, die in demselben geografischen Gebiet stattfindet. Es erinnert an die klassischen Studien an Anolis Eidechsen Englisch: bio-pro.de/en/region/freiburg/magaz...1/index.html Der Evolutionsbiologe Jonathan Losos, der Eidechsen auf verschiedenen karibischen Inseln entdeckt hatte, entwickelte die gleiche Anpassungen mehrmals. All dies legt nahe, dass Lebensformen, die über einen ausreichend langen Zeitraum in einer bestimmten Umgebung leben, bestimmte Merkmale entwickeln können.
Aber die Evidenz für die konvergente Evolution schließt die Rolle des Zufalls nicht aus. Es besteht kein Zweifel, dass Mutationen und die biologischen Variationen, die sie erzeugen, zufällig sind. Organismen sind ein Mosaik aus mehreren Merkmalen mit jeweils unterschiedlichen Entwicklungsgeschichten. Und das bedeutet, dass alles, was sich im Ort des Schmetterlings entwickelte, nicht genau gleich aussieht.
Die Beweise sind in beiden Fällen nicht schlüssig, aber vielleicht spielen Zufall und Notwendigkeit eine Rolle in der Evolution. Wenn wir das Band des Lebens wieder laufen lassen würden, würden wir am Ende mit den gleichen Arten von Organismen enden, die wir heute haben. Es würde wahrscheinlich Primärproduzenten geben, die Nährstoffe aus dem Boden und Energie von der Sonne extrahieren, und andere Organismen, die sich bewegen und die Primärproduzenten essen. Viele von ihnen würden Augen haben, andere würden fliegen und manche wären intelligent. Aber sie sehen vielleicht ganz anders aus als die Pflanzen und Tiere, die wir heute kennen. Vielleicht gibt es nicht einmal intelligente zweibeinige Säugetiere.
Für den Fall, dass Sie jemals in der Zeit zurückreisen, sollten Sie keine Schmetterlinge aufstellen.
Für den Fall, dass Sie jemals in der Zeit zurückreisen, sollten Sie keine Schmetterlinge aufstellen.Über den Autor
Jordi Paps, Dozent, Schule für biologische Wissenschaften, Universität von Essex
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.
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