Gene, Zufall, Selektion: Populäre Vorstellungen zur Evolution und der Stand des Wissens

208 Pages·2014·2.312 MB·German

by  Veiko Krauß (auth.)

Veiko Krauß
Gene, Zufall,
Selektion
Populäre Vorstellungen zur Evolution
und der Stand des Wissens
Gene,Zufall,Selektion
Veiko Krauß
Gene, Zufall, Selektion
Populäre Vorstellungen zur Evolution und der Stand
des Wissens
Dr.VeikoKrauß
DepartmentBiologie
Heinrich-Heine-UniversitätDüsseldorf
Düsseldorf,Deutschland
ISBN978-3-642-41754-2 ISBN978-3-642-41755-9(eBook)
DOI10.1007/978-3-642-41755-9
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FürHelgaundHelmutKrauß
Danksagung
Zu diesem Buch regten mich populäre Sackgassen des Denkens ebenso an
wie die in den letzten Jahren besonders rasante Weiterentwicklung der wis-
senschaftlichenEvolutionsbiologie.DahersuchteichnacheinerMöglichkeit,
gerade die heftig diskutierten Aspekte der Evolution einmal zusammenfas-
sendfüreinengrößerenKreisvonLeserndarzustellen.Meineeigenenwissen-
schaftlichen Beiträge haben leider einen viel zu speziellen Charakter, um als
Grundstock oder auch nur als ein geeigneter Ausgangspunkt für ein solches
Projektdienenzukönnen.SostützteichmichbeidiesemBuchfastausschließ-
lich auf das Werk zahlreicher anderer Evolutionsbiologen. Zwei davon will
ich hier besonders hervorheben. Zum einen ist das der amerikanische Po-
pulationsgenetiker Michael Lynch, welcher in seinen Buch „The Origins of
Genome Architecture“ (Lynch 2007) überzeugend die permanent provisori-
scheGestaltdergenetischenInformationallerundbesondersdersogenannten
„höheren“Lebewesendemonstriert.ZumanderenistdasdergebürtigeÖster-
reicherAndreasWagner,welcherinseinenBuch„TheOriginsofEvolutionary
Innovations“(Wagner2011)genausoüberzeugendzeigt,wiedieseineffizient
organisierte genetische Information erstaunlich leistungsfähige Organismen
formenkann.
Beim Entstehen des Buches waren für mich die Hinweise einer Reihe von
LeserndesmehroderwenigerfertigenManuskriptes,darunterEva-MariaAn-
dreas,JörgLehmannundSylviaSeidel,sehrwertvoll.KommentarevonLaien
warengenausohilfreichwiesolchevonFachleuten.FrauImmeTechentinund
HerrFrankWiggervomSpringer-VerlaghabendenPublikationsprozesspro-
fessionellbegleitet.IchdankeihnenherzlichfürihrewertvollenHinweise,die
zuwesentlichenVerbesserungeninStilundGestaltunggeführthaben.Dessen
ungeachtet bleibe ich natürlich für verbliebene Fehler, Ungenauigkeiten und
stilistischeSchwächen ganzalleinverantwortlich.
Nicht zuletzt möchte ich mich bei meiner Frau Grit und meinen beiden
Söhnen Viktor und Volker für die Geduld und das Verständnis bedanken,
mit dem sie meinen mitunter etwas speziellenInteressen stets begegnet sind.
VIII Gene,Zufall,Selektion
Literatur
LynchM(2007)Theoriginsofgenomearchitecture.SinauerAssociates,Sunderland
WagnerA(2011)Theoriginsofevolutionaryinnovations.Atheoryoftransformative
changeinlivingsystems,OxfordUniversityPress,Oxford
Inhaltsverzeichnis
1
IstüberEvolutionnichtschonallesgesagt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 DasDarwin-JahrundseineFolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 KreationismusundUltradarwinismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 AndereFormenunwissenschaftlicherEvolutionsvorstellungen. . . . . 4
1.4 VomSinndesBuches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2
LebenundEvolutionsindzweiSeiteneinerMedaille. . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Umetwasauszuwählen,mussesvorhandensein . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 WarumEvolutionunvermeidlichist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3
Gene–RohmaterialderEvolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1 GeschichtedesGenbegriffs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 EinepopuläreFehlinterpretation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3 Geneheute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4
DieEinheitderSelektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1 SelektioninnerhalbdesOrganismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2 WieweitreichtdieFreiheitdesIndividuums? . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3 Arterhaltung–wasistdran?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4 AndereEbenenderSelektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5
Fitness–einBegriffundseineDeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6
DerWegdesgeringstenWiderstandes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1 DerKreislaufdesWassersundderFortschrittderEvolution . . . . . . 63
6.2 VomUnsinnegoistischerGene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
6.3 OckhamsRasiermesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.4 AbsichtundVerwandtenselektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
X Gene,Zufall,Selektion
7
DieStrukturdesZufallsalsMotorderVeränderung . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.1 Nukleotidaustausche–EvolutioninkleinerMünze . . . . . . . . . . . . 77
7.2 WiewerdenGenedupliziert? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.3 GeneimExil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.4 ZufallundNotwendigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8
EindringlingeimGenom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8.1 EinlabilesGleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
8.2 VerwendungspringenderGensequenzendurchdenWirt . . . . . . . . 102
8.3 FrankRyan,das„kreativeGenom“unddie„aggressiveSymbiose“ . 108
8.4 KannStressgenetischeVielfalterzeugen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
9
Epigenetik–derZugriffaufsGenom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
9.1 WasbeschreibtdieEpigenetik?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
9.2 DieEntstehungepigenetischerVorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
9.3 EpigenetischeVererbungzwischendenGenerationen . . . . . . . . . . 136
9.4 ErinnerungundVerdrängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
9.5 FaltungshelferundPrionen–WaddingtonsEpigenetik. . . . . . . . . . 146
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10
RobustheitundPlastizität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
10.1 Kanalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.2 Plastizität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
11
DerMensch–EndeoderNeuanfangderEvolution? . . . . . . . . . . . . . . . 167
11.1 BesonderheitenderEvolutiondesMenschen . . . . . . . . . . . . . . . . 168
11.2 KulturundEvolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
11.3 Wedernoch–einFazit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
12
Epilog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
1
Ist über Evolution nicht schon
alles gesagt?
WolltendochdieLeuteendlicheinsehen,
dassÜberzeugungdengrößtenSiegfeiert,
wennsiesichderbesserenaufopfert!
KurdLaßwitz
Laßwitz, dem zu Unrecht wenig bekannten Pionier der Science-Fiction-Li-
teraturdeutscherZunge, istunbedingtrechtzugeben.Nurüberwenige wis-
senschaftlicheErrungenschaftenexistierensoviele,oftgrundverschiedeneAn-
sichtenwieüberdieEvolutionstheorie.AuchbeidiesemThemawerdenMei-
nungen nicht gern geopfert, dafür aber mitunter sehr vehement vertreten.
Angesichts des allgemeinen Interesses gibt es bereits eine beinahe unüber-
schaubareReihevonBüchernüberEvolution.EingroßerTeildavonsindgut
lesbare,populärwissenschaftlicheDarstellungen.WarumalsodiesesBuch?
Am liebsten würde ich meinen Lesern, also Ihnen, kein positives Vorur-
teilzumvorliegendenBuch abverlangen. LesenSiebitte undentscheiden Sie
dann,obeseinsinnvolles Unternehmen war.DasProblemistnur,Siehaben
vermutlichwenigZeit.IchmussSiealsoindiesemerstenKapiteldavonüber-
zeugen, dass es sich lohnt, diesem Buch Ihre Aufmerksamkeit zu schenken.
LassenSiemichdahermeineMotivedarlegen.
1.1 Das Darwin-Jahr und seine Folgen
2009jährtesichdieHerausgabedesberühmtenWerkes„DieEntstehung der
ArtendurchnatürlicheZuchtwahl“zum150.Mal.Zugleichwares200Jahre
her, dassder Autor diesesBuches, CharlesDarwin,inEngland geborenwur-
de. Er hat als der maßgebliche Begründer der Evolutionstheorie eine schwer
zuüberschätzendeBedeutungfürdieGeschichtederBiologie.Deshalbwurde
dieses Jahr zum Darwin-Jahr erklärt. Die Zahl der Publikationen über Dar-
winundseineTheorieschnellteinbisherungekannteHöhen. Dasowohldas
V.Krauß,Gene,Zufall,Selektion,DOI10.1007/978-3-642-41755-9_1,
©Springer-VerlagBerlinHeidelberg2014