Evolution – Auf ein Ziel hin?

Werner Arber ist dieses Jahr das zehnte Mal in Lindau mit dabei und hat auch dieses Mal einen Vortrag gehalten. Sein Thema bei diesem Treffen war “Genetic and Cultural Impacts on the Course of Biological Evolution” und er verpaarte dabei altbekanntes mit ein wenig neuem.

“I’m full of bacteria. And most of them are friendly. Only some become pathogens.” – Werner Arber, 2010

Denn wer sich, so wie ich, ein paar ältere Vorträge in der Lindauer Mediathek angeschaut hat kann diesen Vortrag von Arber in den Grundzügen schon kennen, denn 2007 hielt er die Vorlesung «Darwinian evolution as understood by scientists of the 21st century».

Was den Vortrag an sich natürlich nicht schlecht macht. Alleine schon für die handgemalten Folien lohnt es sich. Und ja, mit Folien sind diese Dinger gemeint, die man auf einen Overhead-Projektor legt, um sie damit an die Wand zu werfen. Ganz ohne Beamer und Laptop (und ohne eventuell fehlende Adapter die man braucht um den Laptop an den Beamer angeschlossen zu kriegen).

Und das nicht einfach aus Prinzip, sondern weil Arber die Vorteile des Projektors schätzt: Sie geben ihm die Möglichkeit relativ frei die Vorlesungen abzuhalten ohne alles präzise zu planen. Auf Folien kann man mit dem Marker auch noch in der Vorlesung malen, in Powerpoint-Slides geht das nur begrenzt.

Arber erklärte in seinem Vortrag dann zu Beginn, dass genetische Variation die treibende Kraft hinter der Evolution ist. Denn ohne Variation kann danach keine Selektion, die er Richtungsgeber der Evolution nannte, geben. Die Formulierung der Richtung finde ich dabei unglücklich. Denn der Begriff kann wieder so aufgefasst werden, dass Evolution ein Ziel hat auf das sie sich hinbewegt. Und von dort aus ist es auch nur noch ein kleiner Schritt in Gedanken um zu postulieren, dass es doch ein intelligent Design gäbe.

Aber so meinte Arber es natürlich nicht, denn die Richtung ist immer jene «bestmögliche Anpassung» auf die dann über die Selektion erreicht wird. Auch auf die Frage welche Mechanismen überhaupt dafür sorgen, dass es genetische Variation gibt ging er ein. Gene bestehen aus der Region in der das spätere Gen-Produkt codiert werden und den Kontroll-Regionen (die nicht in räumlicher Nähe sein müssen).

Eine veränderte Sequenz innerhalb des Gens stellt dabei, zumindest in der modernen Sichtweise, eine Mutation dar. In der klassischen Genetik spricht man nämlich eigentlich dann von einer Mutation, wenn es einen veränderten Phenotypen gibt, der sich weitervererbt. Aber wir sind ja zum Glück nicht mehr ganz in der klassischen Genetik verhaften. Solche Mutationen können dann entweder schädlich sein (meistens ist das der Fall), positive Auswirkungen haben (der seltenste Fall) oder eben völlig neutral sein, sprich keinen Effekt auf den Fortpflanzungserfolg haben.

Neben Mutationen trägt auch das Neu-Zusammenbasteln von Genen (also ganze Abschnitte werden kopiert, gelöscht o. Ä.) und auch horizontaler Gentransfer zur genetischen Variation bei. Für den Mikrobiologen Arber ist der letzte Fall natürlich besonders interessant: Bei horizontalem Gentransfer werden Gene von einem Organismus auf den anderen Übertragen. Und das manchmal sogar über Artgrenzen hinweg. Bislang ging man davon aus, dass so etwas nur bei Bakterien vorkommt weil sie das sogar halbwegs gesteuert vollziehen können. Doch über Retroviren kann das prinzipiell auch bei allen anderen Organismen passieren. Dazu prägte Arber den schönen Spruch, dass wir Organismen vielleicht nur alle eine gemeinsame Abstammung haben, sondern auch eine gemeinsame Zukunft durch eben solchen Transfer von Genen. Danach ging Arber zu den von ihm «Evolution Genes» getauften Genen über. Diese sorgen, wie Restriktionsenzyme z.B. entweder direkt für eine genetische Variation oder modulieren nur die Frequenz mit der eine solche Variation erzeugt wird.

“Natural reality takes actively care of biological evolution”

Und der Satz hat mich dann wieder aufhorchen lassen, denn hier ist schon wieder so ein Vergleich der Evolution eine Richtung und sogar irgendwie eine Absicht gibt. Beziehungsweise der Natur eine solche zusprechen will. Allerdings ist der Gedanke einer „second order-selection” nicht so abwegig, wie es auf den ersten Blick scheint. Denn Restriktionsenzyme & Co existieren und sorgen ja dafür, dass Variation erzeugt und aufrecht erhalten wird. Allerdings würde ich nicht sagen,dass die “natural reality” aktiv dafür sorgt.

Sondern irgendwann im Laufe der Evolution haben sich genau solche Enzyme gebildet. Allerdings nicht mit einer Absicht im eigentlich Sinne, sondern sie haben den Trägern des Gens einen Fitness-Vorteil erbracht. Weil Variation erzeugt -wenn auch selten- positive Veränderungen. Und gerade, wenn man sich an veränderte Lebensbedingungen anpassen muss, kann es von Vorteil sein, wenn es Variation gibt. Wer nun mehr zu dem Thema wissen will – Werner Arber gab dem Lindaublog 2009 ein umfangreiches Interview "Looking back" und hier gibt es die Vorlesung und ein weiteres Interview mit ihm.