EVOLUTION Code in der Ursuppe
Einst haben die Kerls auf den Bäumen gehockt, behaart und mit böser Visage": So porträtierte Erich Kästner, inspiriert von den Erkenntnissen der Evolutionsforscher, die fernen Vorfahren des Menschengeschlechts. Die Abkunft von den zottigen Urviechern, meinte der Dichter, sei dem Homo sapiens bis heute anzumerken.
Daß der Mensch von den gleichen klobigen Urahnen abstammt wie die buntgescheckte Sippe der Paviane, Schimpansen und Gorillas - diese einstmals schockierende These wird seit langem in jedem Biologie-Lehrbuch an einem weitverzweigten Stammbaum veranschaulicht: Er soll zeigen, wie im Laufe von Jahrmillionen das irdische Leben aus nur wenigen, primitiven Urformen eine schier unendliche Artenvielfalt hervorbrachte.
Doch das Bild vom Lebensbaum mit dem mächtigen Stamm und der üppigen, sich fortwährend weiter verästelnden Krone führt, so scheint es jetzt, in die Irre.
Die unterschiedlichen Lebensformen in Fauna und Flora sind, jedenfalls nach Ansicht des amerikanischen Biochemikers Christian Schwabe, keineswegs einem gemeinsamen Stamm entsprossen; vielmehr haben sie sich, getrennt voneinander wie etwa die Grashalme auf einer Wiese, jeweils ganz eigenständig entwickelt - wobei, laut Schwabe, die Zahl der Arten im Verlauf der Evolution nicht wuchs, sondern im Gegenteil ständig schrumpfte.
Zumindest »potentiell«, glaubt Schwabe, seien zu Beginn der Evolution alle nur denkbaren Lebensformen vollzählig versammelt gewesen - gewissermaßen bereit zum großen Hindernislauf durch die Erdgeschichte: Beim Wettlauf durch Eiszeiten und Sintfluten schieden schwachbrüstige Konkurrenten nach und nach aus; zeitweilige Favoriten fielen zurück, Nachzügler konnten dafür aufrücken. Wer lange durchhielt, schätzt Schwabe, habe wohl schon beim Start eine entsprechend gute Kondition gehabt.
Seine wahrhaft umstürzlerischen »Hypothesen«, die nahezu alle bislang gültigen Vorstellungen vom Evolutionsprozeß auf den Kopf stellen, entwickelte Professor Schwabe, 53, beim Studium gewisser Hormonsubstanzen. Schwabe, ein gebürtiger Flensburger, der 1956 in die USA auswanderte und seit 1971 an der Medical University of South Carolina in Charleston Biochemie lehrt, hatte Mitte der siebziger Jahre die chemische Struktur des Hormons Relaxin aufgeklärt, das im Organismus von Schwangeren produziert wird und beim Geburtsvorgang mitwirkt.
Eiweißstoffe, die mit menschlichem Relaxin weitgehend identisch sind, entdeckte Schwabe bald darauf auch bei einigen Tierarten, die mit dem Homo sapiens entwicklungsgeschichtlich allenfalls entfernt verwandt sind - unter anderem beim stachelbewehrten Dornhai, einem »lebenden Fossil«, das in der Meerestiefe die letzten 500 Jahrmillionen unverändert überdauert hat.
Die Rätselfrage, wie der urtümliche Hai zu einem Hormon gekommen ist, das nur bei hochentwickelten Säugetieren eine biologisch sinnvolle Aufgabe erfüllt, veranlaßte Schwabe, die gängigen Evolutionstheorien gründlich zu überprüfen und mit neueren, eigenen und fremden Untersuchungsergebnissen in Einklang zu bringen. Was daraus wurde, hat der Bioforscher jetzt erstmals in einer Abhandlung zusammengefaßt, die demnächst in dem US-Fachblatt »Perspectives in Biology and Medicine« publiziert werden soll.
Laut Schwabes revidierter Entwicklungsgeschichte hat das Leben etwa 1,5 Milliarden Jahre nach der Entstehung der Erde begonnen - während einer tumultuösen Epoche, in der von Blitzen durchzuckte Gase den noch heißen Planeten umwaberten und der Boden pausenlos mit Asteroiden bombardiert wurde. Aus einer brodelnden »Ursuppe«, in der die Bausteine des herankeimenden Lebens wahllos vermischt waren, erwuchsen in einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne die ersten Organisationsformen der belebten Materie. Am Ende dieser von Schwabe so genannten »Schwellen-Periode« waren in den Tümpeln der urzeitlichen Hexenküche überall Bausteine des universellen genetischen Codes entstanden: Die Bio-Moleküle, fortan Träger der Erbinformationen für alles Lebendige, hatten begonnen, sich zu langen Ketten aneinanderzureihen. Damals, spekuliert Schwabe, habe die Ursuppe sämtliche theoretisch möglichen DNS-Variationen hervorgebracht - und damit die Bauanweisungen für jede nur irgend mögliche Lebensform.
Auf der nächsten Stufe der fortschreitenden »Selbstorganisation der Materie« (Schwabe) war es dann vorbei mit dem grenzenlosen Molekülaustausch; das Leben verkapselte sich in Zellen, die sich je nach Standort ein zufällig dort verfügbares, mehr oder minder gut sortiertes DNS-Erbprogramm einverleibten. So begann, laut Schwabe, der verlustreiche evolutionäre Wettlauf der Arten: Am Start drängelten sich Myriaden von Teilnehmern, ausgestattet mit Erbinformationen, die in fließenden Übergängen das gesamte Spektrum künftiger Lebensformen schon in sich trugen.
Von Beginn an allerdings waren die Chancen der einzelnen Wettbewerber ungleich verteilt. Gut voran kamen auf die Dauer nur Arten mit einem reichhaltigen Gen-Programm. Das erlaubte es den Favoriten, auf risikoreiche Umweltveränderungen elastisch zu reagieren - etwa Kiemen oder Lungen, Reißzähne, Hornhautpanzer oder auch ein Superhirn zu entwickeln, wobei bis dahin brachliegende Gene genutzt ("aktiviert") wurden. Sobald jedoch das Gen-Potential einer Spezies erschöpft ("ausgereizt") war, erlosch auch ihre Anpassungsfähigkeit; sie geriet in Gefahr, beim _(SPIEGEL-Titel 52/1962. )
nächsten gravierenden Umweltwandel auszusterben.
Auf diese Weise, glaubt Schwabe, sei die große Mehrheit der ursprünglich existierenden Lebensformen von der evolutionären Bühne abgetreten. Nur etwa ein Tausendstel der Arten, die seit dem Beginn des irdischen Lebens vor rund drei Milliarden Jahren ihren Auftritt hatten, überlebte bis heute. Zu denen, die durchkamen, zählen freilich nicht nur hochgezüchtete, differenzierte Organismen, sondern auch viele unscheinbare Kreaturen - Einzeller oder bizarre Veteranen wie der Dornhai, die in geschützten ökologischen Nischen vor den erdgeschichtlichen Katastrophen Zuflucht fanden.
Für Schwabe - »Ich bin ein konservativer Wissenschaftler« - ist seine neue, revolutionäre Sicht der Evolution fürs erste nur ein »Gedankenexperiment«, das, wie er meint, als Leitlinie für weitere Forschungsarbeiten dienen könne. Für zusätzliche Studien hat ihm die amerikanische National Science Foundation jüngst 80 000 Dollar bewilligt. Offensichtlich verspricht sein Denkmodell eine Lösung für viele vertrackte Probleme, mit denen sich die Evolutionstheoretiker seit einigen Jahrzehnten erfolglos herumschlagen.
Seit der Entschlüsselung des genetischen Codes im Jahre 1953 hatten die Forscher zunehmend Mühe, die Erkenntnisse der modernen Molekulargenetik und die von Charles Darwin entwickelte Stammbaum-Theorie der Evolution miteinander zu versöhnen. So war Darwin beispielsweise davon ausgegangen, daß bei der Entstehung der Arten Mutationen - spontane Änderungen der Erbinformation - eine zentrale Rolle spielen müßten; die Molekulargenetiker aber fanden dafür keinerlei Anhaltspunkte.
Schwabes Denkmodell kommt ohne Mutationen aus, die bei Darwin gleichsam als Ausdruck kreativer Naturkräfte in Erscheinung treten und die Artenvielfalt ständig vergrößern. Für Schwabe ist die Schöpfung im Prinzip schon seit drei Milliarden Jahren abgeschlossen: Sie fand statt in jenem kurzen Moment der Erdgeschichte, als sich unter, sozusagen, unwiederholbaren Laborbedingungen in der Ursuppe die ersten Gen-Bröckchen und Zellorganismen bildeten - was danach kam, war nichts weiter als die Ausführung der fertigen Lebensentwürfe.
Jeden, selbst den bescheidensten Entwurf verwirklicht die Natur, laut Schwabe, isoliert und erprobt ihn im Daseinskampf - die Evolution besteht, so betrachtet, aus einer fast unendlichen Zahl von nebeneinander ablaufenden Entwicklungsgeschichten.
Wahlamerikaner Schwabe warnt schon jetzt vor möglichen »rassistischen« Deutungen seines Modells: »Es könnte einer auf die Idee kommen«, sinniert er, »etwa Neger für eine andere Spezies zu halten - da muß man aufpassen.«
SPIEGEL-Titel 52/1962.