Am Anfang war die Zelle

Am Anfang war die Zelle

  In diesem Kapitel erfahren Sie, was die Wissenschaft bisher herausgefunden hat über die Entstehungsgeschichte und die Funktionsweise des Lebens, insbesondere des menschlichen Körpers und in dem darauffolgenden Kapitel erfahren Sie, wie das Denken später dazu kam. Erst wenn wir verstanden haben, wie der menschliche physische Organismus und das Denkvermögen entstanden und welches ihre wichtigsten Merkmale sind, können wir im zweiten Hauptteil näher darauf eingehen, welche Fragen bisher noch völlig offenstehen, inwiefern unsere Sinnes- und Denkfähigkeiten bestimmten, von der Naturgesetzten Grenzen unterliegen und welches die Argumente sind, die dafür sprechen, dass der Mensch mehr ist als ein mit einem Denkapparat ausgestatteter physischer Organismus.

  Über die Funktionsweise des menschlichen Organismus hat die Wissenschaft innerhalb der letzten paar Jahrhunderte Erstaunliches herausgefunden. Dazu zunächst einmal einige Fakten und Beispiele, die zeigen, wie komplex und einzigartig unser Körper ist.

  Damit sich eine Menschengeburt ereignen kann, machen sich im Schnitt 300 Millionen Spermien auf den Weg, um eine weibliche Eizelle zu befruchten. Von den wenigen hundert Samenfäden, die den Eileiter erreichen (die meisten gehen unterwegs zu Grunde), kann nur ein einziges die Hülle der reifen Eizelle durchdringen, die mit 0,15 Millimeter Durchmesser die größte Zelle des menschlichen Organismus ist und die einzige, die man mit bloßem Auge sehen kann (sie ist in etwa so groß wie der Punkt am Ende dieses Satzes). Nach ihrer Befruchtung dauert es in der Regel eine knappe halbe Stunde, bis der Prozess der Zellteilung beginnt und sich nach und nach ein Mensch entwickelt.  Nach 4 Wochen in etwa sind wir schon so groß wie ein Reiskorn. Nach drei Monaten ist aus diesem «Reiskorn» schon ein Fetus geworden mit funktionstüchtigen Organen und nach 9 Monaten hat das Herz schon mehr als 50 Millionen Mal geschlagen, um uns am Leben zu erhalten. Nach der Geburt machen wir den ersten von insgesamt 500 bis 600 Millionen Atemzügen in unserem Leben. Dafür, dass uns die Luft nicht ausgeht, sorgt eine mit 230 000 Bronchien und 300 bis 450 Millionen Lungenbläschen ausgerüstete Lunge. Ein erwachsener Mensch besteht aus 50 Billionen Zellen, das sind fünfzigtausend Milliarden (eine Fünf mit dreizehn Nullen). Millionen Zellen sterben jede Sekunde (!!) in einem Menschen ab, und in etwa genauso viele werden durch Zellteilung wieder ersetzt (die Haut erneuert sich komplett einmal pro Monat). Pro Minute erzeugt unser Körper rund 300 Millionen neuer Zellen. Diese Tatsache ist besonders erstaunlich, wenn man bedenkt, dass der Aufbau einer lebenden Zelle alles andere als banal oder einfach ist und es überdies sogar 200 verschiedene Varianten gibt. Jede einzelne Zelle bildet eine Miniwelt für sich, mit einer ganzen Reihe von lebenswichtigen Funktionen (Aufnahme von Sauerstoff und Nährstoffen über die sie umgebende Außenmembran, Aufbau von Eiweißmolekülen, die bestimmte biochemische Reaktionen steuern) und einem Zellkern, der als Steuerzentrale fungiert und in dem der größte Teil der Erbinformationen gespeichert ist.

  Blutgefäße sind röhrenförmige Gebilde unterschiedlichen Durchmessers. Sie bilden die Transportwege, auf denen jeden Tag 8000 Liter Blut durch den Körper fließen. Jeder erwachsene Mensch hat 100 000 Kilometer davon in seinem Körper (das sind zweieinhalb Mal der Erdumfang). Unser Körper erzeugt so viel neues Blut, dass es alle vier Monate komplett ersetzt wird.

  Die durchschnittliche Herzfrequenz eines gesunden Menschen liegt bei 75 pro Minute. Das Herz eines Menschen, der 75 Jahre alt wird, schlägt also knapp 3 Milliarden Mal in seinem Leben (108 000-mal an einem Tag) und fördert während dieser Zeit etwas mehr als 1,9 Milliarden Liter Blut. Es tut das unaufhaltsam. Ein kurzzeitiger Aussetzer allerdings ist gleichbedeutend mit dem Tod.

  Mehr als 650 Muskeln sorgen dafür, dass wir uns bewegen können. Wenn wir einen Schritt machen, werden an die 200 Muskeln bewegt, zum Lächeln braucht man 17 Muskeln, zum Stirnrunzeln mehr als  40, beim Schreiben 57 Muskeln in Hand und Arm.

  Eine komplexe, zehn Kilo schwere Konstruktion, ausgerüstet mit mehreren hundert Stoßdämpfern und aus 206 Knochen zusammengesetzt (wovon die Hälfte sich in den Händen und Füßen befindet),  gibt uns Halt: das Skelett.

  500 000 Tastkörperchen in der Lederhaut (direkt unter der Oberhaut) lassen uns Berührungsreize erkennen. Mit bis zu zwei Quadratmetern Oberfläche ist die Haut unser größtes Organ, aber auch eines der empfindlichsten. 80 000 Meter Nerven stehen mit ihr in Verbindung. Wenn wir zum Beispiel eine Flasche anfassen und aufheben, werden automatisch und binnen Millisekunden von tausenden Tastrezeptoren in den Fingern entsprechende Informationen an das Gehirn weitergeleitet und sorgen dafür, dass wir die Flasche richtig erfühlen und den richtigen Druck mit der Hand ausüben, um sie heben zu können.

  Mehr als 100 Milliarden Nervenzellen bilden das 1,3 Kilogramm schwere, schmerzunempfindliche Gehirn, das 20% des eingeatmeten Sauerstoffs verbraucht. Es bildet die Denk-, Kontroll- und Steuerungsstation unseres Körpers und hat eine Speicherkapazität von schätzungsweise 2 Millionen Gigabyte, das ist die viertausendfache Speicherkapazität eines guten Laptops. 1000 Billionen (1 Billion, das sind 1000 Milliarden) Synapsen stellen die Verbindungen zwischen den Nervenzellen des Gehirns her und sorgen für seine Funktionstüchtigkeit. Es ist die komplizierteste Struktur, die die Natur auf unserem Planeten hervorgebracht hat.

  Jede Sekunde (!!) laufen in unserem Körper Milliarden (!!) chemische Reaktionen ab. Viele dauern nicht länger als der Bruchteil einer Zehntausendstel Sekunde. Sie tun das automatisch, also ohne, dass wir uns darüber Gedanken zu machen bräuchten.

   Kein Wunder, dass die Menschen bis vor ein paar Jahrhunderten geglaubt haben, dass dieses «Wunderwerk» nicht auf eine natürliche Art und Weise entstanden sein konnte. Um überhaupt auf die Idee zu kommen, dass der menschliche Organismus das Resultat einer Entwicklung ist und nicht fix und fertig von einem (allmächtigen) Schöpfer in die Welt gesetzt wurde, war es zunächst einmal notwendig, zu der Erkenntnis zu gelangen, dass sich die Welt (und damit ist die Welt im weitesten Sinne gemeint, also das gesamte Universum mit allem, was dazu gehört), also auch der Mensch, fortwährend verändern, wenn auch das Meiste nur sehr langsam. So können wir unmittelbar beobachten, wie sich der menschliche (physische) Körper mit den Jahren verändert, altert und schließlich stirbt. Und wir wissen auch mit Sicherheit, dass unsere mentalen Fähigkeiten während unserer Kindheit nicht dieselben waren als heute und sich auch in Zukunft weiter verändern werden. Auch um uns herum sehen wir, wie sich alles verändert, bewirkt durch menschliche Aktivitäten oder durch die Naturkräfte: Gebäude, Straßen, Brücken und Tunnels werden gebaut, Wälder werden abgeholzt oder verbrennen, neue werden angepflanzt, Rohstoffe werden abgebaut und weiterverarbeitet, Dörfer und Städte werden gebaut, Stadtteile werden durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche zerstört, fruchtbarer Boden wird vom Regenwasser mitgeschwemmt und bis in die Weltmeere gespült usw. Viele Veränderungen laufen so langsam ab oder sind so weit weg, dass wir sie mit bloßem Auge nicht bemerken können. Aber wir wissen heute, dass Erdkrustenteile sich um mehrere Zentimeter pro Jahr bewegen und so über Millionen von Jahren hinweg die Form der Kontinente und das Bild der Erdoberfläche verändern; wir wissen auch, dass die Zusammensetzung der Atmosphäre sich im Laufe der Erdgeschichte mehrere Male verändert hat oder dass aus den von den Flüssen ins Meer gespülten Sedimenten über Jahrmillionen hinweg neue Bodenschichten entstehen. Die Kosmologen haben herausgefunden, dass fortlaufend neue Sterne geboren werden und andere sterben und dass sich seit dem als Urknall bezeichneten Moment seiner Entstehung, das gesamte Universum ausdehnt usw. usw.

  Es kann also kein Zweifel mehr daran bestehen, dass nichts so bleibt, wie es ist.

  Und doch hat sich sehr lange Zeit die Überzeugung gehalten, dass die Tatsache, dass alles Existierende das Resultat einer vorherigen Entwicklung, also Evolution, ist, für lebende Organismen, insbesondere die Spezies Mensch, nicht zutrifft. Anhänger des Kreationismus vertreten bis heute die Auffassung, dass ein Schöpfergott vor rund 10 000 Jahren das Universum mit allem, was dazu gehört, innerhalb einer Woche erschaffen hat. Mit dieser Auffassung geht zumeist die Überzeugung einher, dass alle Geschöpfe unveränderlich und vollkommen sind.

  Ausschlaggebend dafür, dass wir heute als (wissenschaftlich) gesichert annehmen dürfen, dass auch der menschliche Organismus das Resultat einer Jahrmilliarden andauernden Entwicklung ist, war die Leistung eines britischen Naturforschers aus dem 19. Jahrhundert: Charles Darwin (1809-1882).

  Da die auf ihn zurückgehende, biologische Evolutionstheorie eine so große Bedeutung hat für unser heutiges Menschenverständnis, werden wir uns in der Folge etwas näher mit ihrem Inhalt beschäftigen.

  Worin besteht also die große Entdeckung Darwins und was bedeutet sie für unser heutiges Welt- und Menschenverständnis?

  Schon relativ früh, also schon bevor der 22-jährige Darwin 1831  an Bord des legendären Schiffes «HMS Beagle» seine fünfjährige Forschungsreise um die Welt unternahm, kannte dieser (dank seiner geologischen Ausbildung) die wichtigsten Argumente, die dafür sprechen , dass die Erde und alles, was sich darauf, darunter und darüber befindet, sich fortwährend verändern. Dass diese Vorstellung richtig war, bestätigte sich dann nach und nach während seiner Reise. Die Entdeckung von fossilisierten, riesigen Säugetierkörpern in Südamerika (eine versteinerte Form eines Riesenfaultiers zum Beispiel) warfen die Frage auf, in welcher Beziehung diese Fossilien mit ähnlichen Tierarten stehen könnten, die es heute noch gibt. Das Einsammeln, die Beobachtung und Beschreibung von unzähligen Tier- und Pflanzenarten vor, während und nach der Weltumsegelung stellten den begeisterten Naturforscher vor eine Reihe von grundsätzlichen Fragen.

  Die entscheidende Frage, die Darwin nach seiner Reise nicht mehr loss ließ, war die, ob nicht auch die lebenden Arten einer ständigen (wenn auch sehr langsamen, also über sehr große Zeiträume sich erstreckenden) Veränderung unterworfen sind und wie sich die enorme Vielfalt der beobachteten Lebensformen in der Natur anhand von naturwissenschaftlich gesicherten Gesetzen erklären ließe?

  Darwins zentrale Idee bestand schließlich darin, davon auszugehen, dass Populationen (also Gruppen) von Lebewesen sich tatsächlich von Generation zu Generation verändern. Er vermutete also, dass es vor sehr langer Zeit Lebensformen gegeben haben muss, aus denen sich über die Generationen-Folge hinweg zahlreiche und sehr unterschiedliche Arten entwickelt haben. Eine entscheidende Rolle für diesen Gedankengang spielten die auf den Galapagos-Inseln «entdeckten» 14 Finkenarten, die sich unter anderem durch ihre Schnabelform unterscheiden, sowie die unterschiedlichen Schildkrötenarten, deren Panzerform anders war, je nachdem auf welcher Insel die betreffende Art lebte. Nach Darwins Vermutung hatten die unterschiedlichen Finkenarten alle einen gemeinsamen Vorfahren, und ebenso die unterschiedlichen Schildkrötenarten.  Natürlich benötigte er zur Untermauerung seiner Theorie Beweise. Darwin hatte festgestellt, dass jede Finkenart optimal an ihre Umwelt – in diesem Fall also an die Insel, auf der sie lebten – angepasst ist, unter anderem eben durch eine spezifische Schnabelform, die es zum Beispiel leichter machte, bestimmte Samenkörner aufzuknacken. Die Form der Schnäbel verändert sich also vermutlich mit der Form des Nahrungsangebotes. Ähnliche Beobachtungen machte er in der Pflanzenwelt. Die Pflanzen, die in den tropischen Regenwäldern Südamerikas wuchsen, waren ganz anders als die der chilenischen Trockenregionen. Auch in diesem Fall lag die Vermutung nahe, dass es einen Zusammenhang geben musste zwischen den Pflanzenmerkmalen und den Umweltbedingungen (zum Beispiel dem Klima). Aber warum waren so viele unterschiedliche Arten im Laufe der Entwicklungsgeschichte der Erde entstanden und warum sterben immer wieder Arten aus? Viele Jahre intensivster Forschungsarbeit nach seiner Rückkehr mit der Beagle lassen Darwin seine Theorie nach und nach entwickeln und vervollständigen, die dann im Jahr 1859 in seinem berühmt gewordenen Werk «On the Origin of Species» («Über die Entstehung der Arten») zum definitiven Ausdruck kommt und veröffentlicht wird.

  Heute wissen wir, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen und jede Zelle aus einer so genannten Mutterzelle hervorgeht. Das gilt für alle heute noch lebenden und alle ausgestorbenen Organismen. Überdies zeigt die Untersuchung von Fossilien (also versteinerten Lebensformen) in älteren und jüngeren Bodenschichten (in der Regel befinden sich die älteren Bodenschichten tiefer unter der Erde, es sei denn, Letztere wurden durch Bewegungen der Erdkruste nach oben befördert), wie sich im Laufe von Jahrmillionen die Arten verändert haben (für die genaue Datierung der Bodenschichten und die darin enthaltenen Fossilien wurden entsprechende Methoden entwickelt). Fachleute sprechen von aufsteigenden Fossilreihen. So weiß man heute, dass die Fische, entwicklungsgeschichtlich betrachtet, älter sind als die Lurche, diese wiederum älter sind als die Kriechtiere und Letztere den Säugern «vorangegangen» sind. Die große Frage war natürlich: wie genau funktioniert der Mechanismus, der die Weiter-gabe bestimmter Merkmale innerhalb einer Spezies von Generation zu Generation ermöglicht und warum verändern sich die Merkmale über mehr oder weniger lange Zeiträume? Lange Zeit nach Darwin lieferten die Forschungsresultate der Molekularbiologie die entsprechenden Antworten.

  Die entscheidende Rolle spielt die Erbsubstanz, in der Fachsprache DNS genannt (was soviel bedeutet wie Desoxyribonukleinsäure).  In der Erbsubstanz sind alle Informationen gespeichert, die nötig sind für den Aufbau, das Funktionieren und die Entwicklung eines lebenden Organismus. Die Informationen sind in der Erbsubstanz in der Form eines genetischen Codes enthalten, der universell ist, also von allen lebenden Organismen auf der Erde verwendet wird, von den Bakterien bis zum Menschen, und diese Informationen werden an die nächste Generation weitergegeben (also jeweils von den Eltern auf die Kinder). Bei der Durchmischung der Erbsubstanz durch die sexuelle Fortpflanzung oder durch so genannte «zufällig» vorkommende Mutationen, ereignen sich kleine Veränderungen bei der Weitergabe der Erbinformationen. Daraus resultiert das, was Darwin als Variation innerhalb einer Art bezeichnete (es gibt keine zwei Lebewesen, die zu hundert Prozent identisch sind). Erweist sich nun eine Veränderung als vorteilhaft für das Überleben eines Organismus, dann behauptet sich dieser (bei der Nahrungssuche zum Beispiel) innerhalb seines spezifischen Lebensraums mit größerem Erfolg als seine Konkurrenten und die Wahrscheinlichkeit, dass er Nachkommen hinterlässt, wird dadurch größer (das ist das darwinsche Prinzip vom Überleben des Stärkeren, oder besser ausgedrückt in der Originalsprache: «the survival of the fittest»). So passen sich, durch natürliche Auslese, lebende Organismen von Generation zu Genera-tion an ihre Umwelt an und verändern sich. Die Merkmale der Arten verändern sich also im Wechselspiel mit ihrem Lebensraum.  Ob sich solche Veränderungen als vorteilhaft herausstellen oder nicht, hängt also einzig und allein davon ab, ob die Merkmale eines Lebewesens in irgendeiner Weise dessen Überlebens- und Fortpflanzungschancen in Bezug auf ganz spezifische Umweltbedingungen (die zu dem gegebenen Zeitpunkt und in dem Gebiet herrschen, wo die entsprechenden Organismen gerade leben) erhöhen oder nicht. Wenn beispielsweise durch eine Mutation das Fell eines tierischen Nachkommens etwas heller ausfällt und in dem Gebiet, wo das Tier lebt, «zufälligerweise» durch einen Klimawandel im Durchschnitt etwas mehr Schnee fällt als während den vorangegangenen Jahrhunderten, dann sind die Tiere mit dem etwas helleren Fell bevorteilt, da sie auf dem helleren Bodengrund nicht so schnell von anderen Tieren gesichtet werden, die auf sie Jagd machen und dadurch erhöhen sich natürlich die Überlebenschancen der Ersteren und somit die Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreichere Fortpflanzung. Aus den entgegengesetzten Gründen wird innerhalb der Art die Zahl der Individuen mit einem dunkleren Fell abnehmen. Nach einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden Generationen wird es in dem entsprechenden Gebiet mit großer Wahrscheinlichkeit keine Tiere mehr mit einem dunkleren Fell geben. Die Farbe des Fells hat sich somit durch den Mechanismus von Mutation und Selektion verändert. Das ist der Grund dafür, warum die meisten Tiere in den schnee- und eisbedeckten Polargebieten ein helles Fell haben oder warum die dominante Farbe der Meeresechsen auf den Galapagos-Inseln schwarzgrau ist, fast so wie die vulkanischen Felslandschaften dort. Die 20 Gramm schweren Taschenmäuse in den Wüsten Arizonas hätten nicht die geringste Chance gehabt, sich gegenüber Tieren zu behaupten, die auf sie Jagd machen und wären schon längst ausgestorben, wenn nicht vor langer Zeit eine Mutation dafür gesorgt hätte, Tiere mit einem Fell hervorzubringen, dessen Farbe der beige-rötlichen Bodenfarbe sehr ähnelt und den Mäusen den Vorteil einer effizienten Tarnung verschafft. Aus denselben Gründen haben die auf den dunk-leren Lavafeldern Arizonas lebenden Mäuse ein dunkleres Fell. Die Überlebenschancen heller Mäuse wären auf diesem dunklen Boden extrem gering. Diese Beispiele illustrieren in vereinfachter Form den wichtigsten Mechanismus, auf dem die biologische Evolution beruht. Änderungen bei einer Art entstehen also durch Mutationen und deren Bedeutung in Bezug auf die vorherrschenden Umweltbedingungen. Letztere können sich ihrerseits ändern durch einen Klimawandel, durch Vulkanausbrüche oder einen Meeresspiegelanstieg zum Beispiel oder ganz einfach dadurch, dass eine gewisse Anzahl von Mitgliedern einer Art wandert und den Lebensraum wechselt. Nach solch einer Wanderung können Merkmale, die in einem bestimmten Lebensraum einen Nachteil bedeuteten, auf einmal vorteilhaft sein. Und so hat sich der Stammbaum ursprünglicher Lebensformen im Laufe der Zeit immer mehr aufgesplittert und zu der heutigen Artenvielfalt geführt.

  Aus der biologischen Evolutionstheorie ergibt sich des Weiteren, dass alle Lebewesen miteinander verwandt sein müssen, also einen gemeinsamen Vorfahren haben (eine Urzelle, die vor schätzungsweise 3,5 Milliarden Jahren «geboren» wurde).

  Folgende Argumente stützen diese Theorie. Alle Lebewesen, die es auf dieser Erde gibt und jemals gegeben hat, enthalten Kohlenstoff, brauchen Wasser zum Überleben, bestehen aus Zellen, enthalten als Erbanlage eine DNS und benutzen den gleichen genetischen Code, pflanzen sich fort und vererben ihre Eigenschaften auf ihre Nachkommen. DNS ist ein chemisches Kettenmolekül in Form einer Doppelschraube, in der Fachsprache Helix genannt und deren Struktur erstmals 1953 durch den US-amerikanischen Biochemiker und Nobelpreisträger James Dewey Watson, zusammen mit Francis Crick, Maurice Wilkins und Rosalind Franklin, entschlüsselt werden konnte. Dieses Molekül befindet sich im Kern jeder lebenden Zelle und kontrolliert oder steuert alle Vorgänge in der Zelle. Der genetische Code wird bestimmt durch die Struktur des Moleküls und besteht aus nur vier Buchstaben (in der Form von vier verschiedenen, chemischen Substanzen: Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, also A,C,G und T, insgesamt 3 Milliarden davon). Die Sequenzen, also unterschiedlichen Abschnitte dieses Codes bilden unsere Gene (also die Erbinformationen, die die Merkmale eines Lebewesens bestimmen). In den Genen sind beispielsweise die Informationen enthalten für die Bildung bestimmter Eiweißstoffe, die ihrerseits wichtige Bausteine bilden, aus denen lebende Organismen zusammengesetzt sind. Man sagt, die Gene codieren bestimmte Proteine. Bestimmte Proteine steuern in Form von sogenannten Enzymen den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen in lebenden Organismen. Ohne Enzyme wäre Leben in den uns bekannten Formen nicht möglich. Enzyme sind Eiweißstoffe, die aus Aminosäuren zusammengesetzt sind. Es sind Kettenmoleküle unterschiedlicher Länge, die aus 20 verschiedenen Aminosäuren bestehen. Eines dieser Enzyme trägt den Namen Cytochrom C und besteht aus 104 Aminosäuren (immer die gleichen oben erwähnten 20 Säuren, von denen also jede mehrfach vorkommt). Die Reihenfolge dieser 104 Aminosäuren wiederum bestimmt die Spezifizität, also die Funktion des betreffenden Enzyms. Im Falle des Cytochrom C ist es die Sauerstoffübertragung innerhalb der Zelle. Cytochrom C befindet sich in jeder lebenden Zelle, die es auf diesem Planeten gibt oder seit Urzeiten gegeben hat, von der Urzelle bis zu den 50 000 Milliarden Zellen (!!), aus denen sich der menschliche Organismus zusammensetzt. Die statistische Wahr-scheinlichkeit, dass sich dieses Enzym durch reinen Zufall noch ein zweites Mal im Laufe der irdischen Entwicklungsgeschichte hätte bilden können, ist Null (und dasselbe trifft zu für tausende anderer Enzyme). Aus evolutionärer Sicht besteht natürlich eine der wichtigsten Eigenschaften der DNS darin, dass sie sich verändert. Bei der Befruchtung einer weiblichen Eizelle zum Beispiel erhält das befruchtete Ei die Hälfte der DNS von beiden Elternteilen und so entstehen neue Kombinationen dieser vier Buchstaben, also ein neues Lebewesen, das zwar den Eltern mehr oder weniger ähnlich ist, aber nie absolut gleich. Durch die sexuelle Fortpflanzung wird das Erbmaterial also durchgemischt. Mutationen (die sich mehr oder weniger «zufällig» ereignen) können dazu führen, dass die vier Buchstaben, die den genetischen Code bilden, sich neu anordnen und dazu führen, dass die Merkmale eines neugeborenen Lebewesens sich mehr oder weniger von denen der Eltern unterscheiden. So kann eine Mutation dazu führen, dass eine neugeborene Maus kein dunkles Fell hat, wie das der Eltern, sondern ein helles.

  1990 machte man sich, im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes, genannt «Human-Genome-Projekt», daran, alle drei Milliarden (!!) Buchstaben der menschlichen DNS und deren Aufeinanderfolge zu untersuchen. Parallel dazu wurde auch die DNS bestimmter Tierarten untersucht. Sehr erstaunt waren die Wissenschaftler, als sich herausstellte, dass die Zahl der Gene beim Menschen nicht dementsprechend größer war als bei vielen Tieren (was man hätte erwarten können angesichts der Tatsache, dass der Mensch ein viel komplexeres Lebewesen ist als die meisten Tiere). Als 2003 das Resultat feststand, war man nicht wenig überrascht darüber, dass die Zahl der Gene (also die Zahl der DNS-Abschnitte oder-Sequenzen) beim Menschen lediglich 23 000 beträgt (sogar weniger als bei manchen Pflanzen oder Tieren). Darüber hinaus stellte man auch noch eine Reihe von Übereinstimmungen der menschlichen Gene mit denen von Tieren fest. Das stellte die Wissenschaftler vor neue Fragen: wenn sich die Gene von Menschen und Tieren und die Gene unterschiedlicher Tierarten so ähnlich sind, wie funktioniert dann der genaue Mechanismus, der die Grundlage bildet für die großen und erstaunlichen Unterschiede zwischen den Arten?

  Die Untersuchung von Embryos versprach neue Erkenntnisse. Bei der Betrachtung von wenigen Tagen alten Embryos sind so gut wie keine Unterschiede zu erkennen zwischen dem eines Huhnes, einer Fledermaus und dem des Menschen. Erst mit zunehmendem Wachstum sind die Unterschiede klar zu erkennen. Genaue Untersuchungen der DNS von Fruchtfliegen ließen erkennen, dass es nicht nur darauf ankommt, ob ein bestimmtes Gen vorhanden ist oder nicht, sondern viel mehr auf die Art und Weise, wie es benutzt wird. Bei einer Fruchtfliegenart zum Beispiel ist ein bestimmtes Gen für die Entstehung von Punkten auf den Flügeln verantwortlich, bei einer anderen Art bewirkt dasselbe Gen das nicht. Die Wissenschaftler wussten schon, dass 98% der DNS keine Proteine codieren (wie schon weiter oben angedeutet, bilden Proteine die wichtigsten Bausteine lebender Organismen) und wollten nun herausfinden, worin ihre Funktion besteht. Dabei entdeckten sie, dass es bestimmte DNS-Abschnitte gibt, die wie Schalter funktionieren. Es sind also keine Gene (die beispielweise dafür verantwortlich sind, dass sich bei einem Lebewesen Haare oder Muskeln bilden), sondern diese Abschnitte schalten bestimmte Gene an und aus und Mutationen (also eine Veränderung in der Reihenfolge der oben erwähnten vier Buchstaben, die den genetischen Code bilden) können dafür sorgen, dass bestimmte Schalter eingeschaltet werden (in unserem Beispiel die Entwicklung der Flügelpunkte einer bestimmten Fruchtfliegenart). Bei einer näheren Untersuchung der DNS von Galapagos-Finken fanden sie heraus, dass bestimmte Gene während der embryonalen Phase zu unterschiedlichen Zeiten aktiviert werden, je nach Finkenart. Ein und dasselbe Gen bei unterschiedlichen Finkenarten führt zu unterschiedlichen Resultaten, je nachdem, zu welchem Zeitpunkt es aktiviert wird und mit welcher Intensität.

  So sind die Wissenschaftler in der modernen Genforschung nach und nach zu der Erkenntnis gelangt, dass die Funktionsweise der Gene um ein Vielfaches komplizierter ist als bisher angenommen. Die Offenlegung sämtlicher Schalterkombinationen und deren Wirkung auf die Funktionsweise des menschlichen Organismus stellt die Molekularbiologen vor eine neue Herausforderung. Die klassische Vorstellung jedenfalls, dass in den Genen ein unabänderlicher Bauplan enthalten ist, der unser Leben zum allergrößten Teil vorbestimmt, gilt nicht mehr. In den Genen ist zwar die Entstehung der Proteine codiert (also vorprogrammiert), damit diese aber ihre lebenswichtigen Funktionen erfüllen können, müssen sie besondere räumliche Strukturen annehmen (Proteinfaltung), die, wie neuere Forschungsergebnisse zeigen, maßgeblich in einem Zusammenhang stehen mit der Umwelt des betreffenden Lebewesens. Die Bedeutung der Gene ist für den Ablauf eines menschlichen Lebens infolgedessen weitaus geringer als bisher angenommen. Überspitzt ausgedrückt sind die Gene lediglich vorprogrammierte Proteinproduzenten. Alles weitere hängt von der Entwicklung der Proteine ab. Welche Faktoren die Proteinfaltung beeinflussen, ist noch sehr wenig erforscht. Einige Forscher gehen davon aus, dass unser Lebensstil und Umweltfaktoren allgemein, einen entscheidenden Einfluss ausüben.

  Es kann kein Zweifel daran bestehen, dass auch in Zukunft noch viele weitere Einzelheiten über die molekularbiologischen Mechanismen im Menschen und deren Bedeutung aufgedeckt werden. Für unseren zentralen Gedankengang stellt sich an dieser Stelle die Frage, welche entscheidende Schlussfolgerung man denn nun aus den bisherigen Erkenntnissen der Evolutionsbiologen ziehen kann?

  Der Mensch hat (richtigerweise) erkannt, dass sich lebende Organismen von Generation zu Generation verändern, dass also die Entstehung und die Veränderung der Arten ein historischer Prozess ist. Und er hat auch die Regeln (also die Naturgesetze) aufgedeckt, die diesen Prozess steuern. Man weiß inzwischen auch recht gut zu erklären, wie die allererste Urzelle entstanden ist und wie sich über Jahrmilliarden hinweg aus dieser ersten Zelle die enorme Vielfalt der lebenden Organismen entfaltet hat. Diese Geschichte hier noch einmal zu erzählen würde den Rahmen dieses Buches sprengen und nichts Wesentliches dazu beitragen zu dem Thema, um das es in erster Linie geht. Wenn Sie sich trotzdem eingehender informieren möchten über die biologische Stammesgeschichte, empfehle ich Ihnen die Lektüre von Winfried Henke und Hartmut Rothe: «Stammesgeschichte des Menschen: Eine Einführung (Springer-Verlag; April 2000).

  Die Naturgesetze, die die Entstehung und Weiterentwicklung lebender Organismen erklären, von der Urzelle bis zum Menschen, sind also weitestgehend erforscht und bekannt. Diese Erkenntnisse entspringen der menschlichen Vernunft, also seinem ausgereiften Denkvermögen, dessen Entstehung sich aufgrund derselben Naturgesetze erklären lässt (wie im nächsten Kapitel näher erläutert wird). Die Tatsache, dass es nicht möglich ist, den ganzen Weg lückenlos nachzuzeichnen, ändert nichts an dem zentralen Gedankengang, auf den es hier ankommt. Unberücksichtigt können deshalb auch hier die Argumente derer bleiben, die immer noch der Überzeugung sind, es bedürfe einer übernatürlichen Erklärung für die Entstehung und Weiterentwicklung des menschlichen Erdenkörpers. Dass es in dem Gesamtbild immer noch eine Reihe von Lücken gibt, ändert nichts an der Tatsache, dass derzeit die naturgesetzliche Erklärung die wahrscheinlichste ist. Deshalb schließen wir uns diesem Erklärungsmodell an dieser Stelle an.

  Wir sollten  an dieser Stelle ein weiteres Argument nicht unberücksichtigt lassen, das ebenfalls dafür spricht, dass die Entstehung lebender Organismen auf der Erde ein historischer und natürlicher Prozess war, zu dessen Erklärung die Naturgesetze ausreichen. Es geht hier um die von den führenden Astronomen anerkannte Tatsache, dass es mit sehr großer Wahrscheinlichkeit lebende Organismen an unzähligen Orten im Universum gibt. Wir sind also nicht allein im Universum. Welches sind die Argumente?

  Die erstaunliche Vielfalt und Schönheit der Lebensformen auf der Erde, sowie das wunderbare Zusammenspiel terrestrischer und kosmischer Faktoren, die ihre Entstehung ermöglicht haben, legen die Vermutung nahe, dass der Prozess der Lebensentstehung auf der Erde ein einzigartiges Phänomen im Universum ist. Die Argumente, die allerdings eindeutig dafür sprechen, dass wir nicht allein im Universum sind, sind seit längerem bekannt und wurden in zahlreichen Veröffentlichungen auch immer wieder angeführt und erklärt. Dennoch verursacht solch eine Aussage bei vielen Menschen heutzutage immer noch skeptisches Kopfschütteln. Darum sei hier noch einmal das Wichtigste zu diesem Thema in kurzer Form erwähnt.

  Astronomen schätzen die Zahl der Sterne in unserer Galaxie, der Milchstraße, auf 100 Milliarden, von denen 15% Planeten haben (innerhalb der letzten 15 Jahre wurden hunderte solcher so genannten Exoplaneten entdeckt). Die Hälfte davon sollen erdähnliche Planeten sein. Das wären demnach rund 7,5 Milliarden. Da man die Zahl der Galaxien auf rund 100 Milliarden schätzt, ergeben sich daraus 100 Milliarden mal 7,5 Milliarden erdähnliche Planeten im ganzen Universum. Moderne Teleskope sind in der Lage, zehn Trilliarden Sterne auszumachen. Das ist eine eins mit dreißig Nullen.

  Auch wenn die fernen Welten, die die Raumsonden und Teleskopen bisher entdeckt haben, entweder gefroren oder sengend heiß, also unbewohnbar sind, die oben angeführten, ungeheuer großen Zahlen lassen es als äußerst unwahrscheinlich erscheinen, dass der Mensch das einzige intelligente Lebewesen ist, das im Universum existiert.

   Skeptiker setzen solchen Überlegungen entgegen, dass die Bedingungen auf der Erde so außergewöhnlich und einmalig sind, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich Ähnliches ein zweites Mal, geschweige denn zahlreiche Male im Universum ereignet hat, äußerst gering, wenn nicht sogar Null ist. Gegen letztere Behauptung spricht aber, dass das ganze Universum (also auch die Erde und alle anderen Planeten) aus denselben 92 Elementen aufgebaut ist (genauer gesagt, aus 92 verschiedenen Atomkombinationen) und überall die gleichen Naturgesetzte herrschen. Darüber hinaus konnte mithilfe von Radioteleskopen festgestellt werden, dass überall in den Weiten zwischen den Sternen organische Stoffe oder Verbindungen existieren, die notwendig sind zur Entstehung von Lebensbausteinen (man bezeichnet sie als chemische Vorläufer des Lebens) und dass sie sich unter bestimmten Voraussetzungen (dazu gehören das Vorhandensein von Kohlenstoff, flüssigem Wasser und einer Energiequelle) so anordnen, dass Strukturen entstehen, die für den Prozess der Lebensentwicklung unentbehrlich sind. Solche organischen Stoffe (Aminosäuren zum Beispiel, die Bausteine der Proteine) wurden auch schon in Meteoriten nachgewiesen, die auf die Erde niedergegangen sind und lassen sich sogar im Laboratorium künstlich herstellen. Dazu bilden Forscher die Atmosphäre von fernen Monden nach und schicken Strom durch das Gas, um die UV-Strahlung der Sonne zu simulieren. Nach einigen Tagen haben sich organische Verbindungen in den Röhren gebildet, die als die Grundbausteine des Lebens gelten (die ersten, die schon 1953 solch ein Experiment erfolgreich durchführen konnten, waren Stanley Miller und Harold Clayton Urey von der «University of Chicago»).

  Diese und zahlreiche weitere Argumente haben viele Wissenschaftler zu der Aussage veranlasst, dass es aller Wahrscheinlichkeit nach im Universum nur so wimmelt von Leben. Astrochemiker behaupten, dass der Prozess der Lebensentstehung im Universum geradezu unvermeidlich ist. Sie gehen davon aus, dass die Voraussetzungen, die notwendig waren, damit sich Leben auf der Erde entwickeln konnte, an unzähligen Orten im Universum gegeben sind oder waren. Der renommierte und mehrfach ausgezeichnete Schweizer Professor und Astronom Michel Mayor vom astronomischen Departement der Universität Genf drückt es mit folgenden Worten aus: «Ich bin mir ziemlich sicher, dass das Leben ein automatisches Nebenprodukt der Evolution des Universums ist. Wenn die nötigen Voraussetzungen zusammenkommen, muss sich Leben entwickeln».

  Nicht zuletzt die Tatsache, dass auch auf der Erde Leben unter sehr extremen Bedingungen existiert, zeigt, dass Leben sich grundsätzlich fast überall entwickeln kann, fast wäre man geneigt zu sagen, entwickeln will (so gibt es beispielsweise in der Tiefsee, trotz der extremen Druckbedingungen, eine vielseitige Tierwelt).

  Das Problem für viele Menschen besteht darin, dass sie sich außerirdische Lebensformen meistens sehr ähnlich vorstellen wie die Lebensformen, die es auf der Erde gibt. So wahrscheinlich die Existenz von Leben im Universum ist, so unwahrscheinlich ist andererseits die Möglichkeit, dass diese Lebensformen denen auf der Erde sehr ähnlich sind (wenn man das auch nicht ganz ausschließen kann). Dass die vorherrschende Farbe bei Pflanzen, die auf der Erde wachsen, grün ist, muss ja nicht heißen, dass alle Pflanzen im Universum grün sind. Grün sind sie für unsere Augen nur, da die Pflanzen diesen Wellenbereich des Sonnenlichts nicht verwerten können und ihn daher zurückwerfen. Da die Planeten sich in sehr unterschiedlichen Distanzen zu ihrer Sonne befinden, ist das Angebot an Sonnenlicht ebenfalls sehr unterschiedlich. Je nachdem wie groß dieses Angebot ist, absorbieren oder reflektieren Pflanzen bestimmte Anteile des Sonnenlichtes und dementsprechend ist auch ihre Farbe anders.

  Die Faktoren, die im Spiel waren, um lebende Organismen in genau den Formen auf der Erde entstehen zu lassen wie wir es kennen, waren sehr zahlreich und wären sie auch nur geringfügig anders gewesen, dann hätte die Entwicklung unseres Planeten und des Lebens auf ihm einen ganz anderen Weg eingeschlagen. Dass es eher unwahrscheinlich ist, dass es im Universum Leben gibt, das dem auf unserer Erde ähnelt, ist aber kein Argument dafür, dass sich Leben grundsätzlich nicht auch auf anderen Planeten entwickeln konnte und auch heute noch existiert. So können wir mit ziemlich großer Sicherheit davon ausgehen, dass die Existenz von intelligentem Leben auf der Erde kein einzigartiges Phänomen im Universum ist.

  Damit drängt sich zwangsläufig die brisante und in der breiten Öffentlichkeit oft gestellte Frage auf, wie groß die Wahrscheinlichkeit einer Kontaktaufnahme mit einer außerirdischen Lebensform oder Zivilisation ist. Der Astrophysiker Rudolf Kippenhahn äußert sich zu diesem Problem in einem Artikel der Spezialausgabe von «Spektrum der Wissenschaft» (Ausgabe vom Februar 2007). Sein Gedankengang sei hier in zusammenfassender Form wiedergegeben: Wegen den ungeheuer großen Distanzen im Universum sind zunächst einmal für eine Kontaktaufnahme alle Orte auszuschließen, die außerhalb unserer Milchstraße liegen. Zu berücksichtigen ist auch die Tatsache, dass, nachdem was wir über die Bedingungen der Lebensentstehung wissen, es prinzipiell mehrere Milliarden Jahre braucht, damit sich eine technisch hoch entwickelte Zivilisation aus einer einzelnen Zelle entwickeln kann. Schätzungen zufolge gibt es unter den 100 Milliar-den Sternen in unserer Milchstraße etwa 40 Milliarden, die in der Lage sind, einen Planeten lange genug gleichmäßig zu erwärmen, damit sich solches ereignen kann. Des Weiteren ist von Bedeutung, ob sich diese Planeten in einer geeigneten Entfernung von ihrer Sonne befinden (von Experten als Lebenszone bezeichnet) und eine geeignete Masse aufweisen (um beispielsweise eine lebensschützende Atmosphäre zu halten). Unter Berücksichtigung dieser Faktoren gehen Astronomen davon aus, dass es rund eine Million belebter Planeten in unserer Milchstraße gibt, mit Lebensformen der unterschiedlichsten Entwicklungsstufen. Der Astronom Frank Drake hat folgende Rechnung aufgestellt um herauszufinden, in welchem Abstand Zivilisationen, die Funksignale aussenden könnten, in unserer Milchstraße vorkommen. Er geht davon aus, dass eine technisch entwickelte Zivilisation in der Lage ist, eine Million Jahre Funksignale zu senden. Dann multipliziert er diese Zahl mit der Zahl der Planeten, auf denen sich (aufgrund der oben erwähnten Bedingungen) Leben entwickelt hat und teilt das Resultat durch die Anzahl der Jahre, während denen ein Planet von seiner Sonne erwärmt wird. Das macht dann ein Hundert sendende Zivilisationen in unserer Milchstraße. Geht man schließlich davon aus, dass diese Zivilisationen gleichmäßig verteilt sind, ergibt sich ein mittlerer Abstand von rund 5000 Lichtjahren. Kippenhahn weist in seinem Artikel darauf hin, dass es mindestens zehntausend Jahre dauern würde, um eine Antwort auf ein von der Erde gesendetes Signal zu erhalten. Die Wahrscheinlichkeit, dass es den Menschen gelingt, einmal Kontakt mit einer fremden Zivilisation aufzunehmen, ist also extrem gering, zumindest unter heutigen Bedingungen, denn wir wissen nicht, wie sich die Menschen und die Technik in Zukunft weiterentwickeln werden.

  So oder so, die Erkenntnis, dass wir nicht allein im Universum sind, hat tiefgreifende Folgen für unser Selbstverständnis und unser Weltbild, und gerade darin liegt ihre größte Bedeutung. Die trostlose Beschreibung über die Situation des Menschen im Universum von Jacques Monod  (Der Mensch: «Wie ein Zigeuner am Rande des Universums, das für seine Musik taub ist und gleichgültig gegen seine Hoffnungen, Leiden oder Verbrechen») verliert mit den Erkenntnissen der modernen Astronomie ihre Gültigkeit. Angesichts der ungeheuer großen Zahl von möglichen Lebensorten im Universum verlieren wir Menschen zwar unsere Sonderstellung, aber nicht unsere Verantwortung und unsere Würde.

    Die Evolutionstheorie und die Astronomie lehren uns, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass es im Universum Milliarden Orte gibt, an denen sich intelligentes Leben entwickelt hat. Zu glauben oder zu denken, dass der Intelligenzgrad der Erdbewohner der höchste ist, der zur Zeit im ganzen Universum existiert, dass der Mensch also die «Krone der Schöpfung» ist (wohlbemerkt, die Krone all dessen, was der Kosmos in seiner 13,5 Milliarden Jahre dauernden Entwicklung bisher hervorgebracht hat), das hat sich schon seit langem als rein anthropozentrisches Vorurteil erwiesen (es hat sich wahrscheinlich nur noch nicht genug herumgesprochen).

  Und dass sich aus den intelligenten Lebewesen, die wir zurzeit sind, in ferner Zukunft Wesen entwickeln werden, dessen Intelligenzgrad dem Unsrigen weit überlegen sein wird (insofern der Mensch nicht schon vorzeitig die Grundlagen seiner Existenz zerstören wird), das ergibt sich aus der Evolutionstheorie geradezu zwangsläufig.

  Für unsere weiteren Überlegungen ist nun vor allem von Bedeutung, zu erkennen, dass die vom Menschen erforschten und als richtig erkannten Naturgesetze alles das haben entstehen und sich weiterentwickeln lassen, was unseren Sinnen und unserem Denken zugänglich ist. Sie haben das Geschehen bestimmt vom Moment des Urknalls an bis in unsere Zeit und sind selbst ein Teil dieser physischen (oder naturwissenschaftlich zugänglichen) Welt. Sogar die Mathematik, die uns hilft, die Welt zu beschreiben und zu erklären, dort wo unsere Alltagssprache nicht mehr ausreicht, entspringt derselben Welt, denn auch sie – die Mathematik – erschließt sich uns Dank unserem Denkvermögen. Deshalb ist es von großem Interesse, dass wir uns im nächsten Kapitel näher damit beschäftigen, was die Naturwissenschaftler bisher herausgefunden haben über die Entstehung, Entwicklung und Funktionsweise des Denkens. Wir werden diese Erkenntnisse unter anderem dazu nutzen, einmal klar und deutlich festzulegen, was man denn genau unter «Denken» zu verstehen hat.

 

Tagged , , , , . Bookmark the permalink.

Comments are closed.

  • Follow me on Facebook