Evolution des Lebens: Genetischer Code, Natürliche Selektion & Klimawandel

Der ultimative Beweis für den gemeinsamen Ursprung aller Lebewesen ist die Universalität des genetischen Codes. Dieser Code übersetzt die Basen A, G, C, T in die Sprache der Proteine (Aminosäuresequenz). Im Februar 2005 forderte das Bildungsministerium von Florida State, die Erklärung der Evolutionstheorie als „das organisierende Prinzip der Naturwissenschaften“ in ihre Lehrpläne aufzunehmen.

Natürliche Selektion als algorithmischer Prozess

Die theoretische Leistung von Darwins Vorschlag liegt in seinem algorithmischen Charakter. Ein Algorithmus ist eine Art formaler Prozess, der logisch ein entscheidendes Ergebnis liefern kann, sofern er ordnungsgemäß funktioniert. Drei wesentliche Merkmale von Algorithmen sind:

• Substratneutralität: Das algorithmische Verfahren funktioniert unabhängig von der Art des verwendeten Materials. Die Wirksamkeit des Verfahrens beruht auf seiner formalen oder logischen Struktur, nicht auf der kausalen Wirkung der verwendeten Materialien.
• Basale Einfachheit: Jeder Schritt des Verfahrens ist absolut einfach. „Wie einfach? So einfach, dass ein Idiot es gehorsam ausführen könnte oder eine mechanische Vorrichtung, die dafür gebaut wurde“ (Dennett 71).
• Ergebnisgarantie: Ein Algorithmus erreicht bei korrekter Ausführung immer eine Lösung.

Der Algorithmus akzeptiert eine Reihe von Wettbewerbern als Eingabe und stellt sicher, dass es schließlich einen Gewinner geben wird. Interessant an der Interpretation der Evolution als algorithmischer Prozess ist, dass wir verstehen, dass die Evolution – als Algorithmus – keinem entworfenen Plan folgt und weder Zweck noch Ziele besitzt. Man kann die Evolution durch natürliche Selektion nicht als einen Prozess zur Herstellung von Menschen verstehen.

Der Prozess der menschlichen Evolution

Klimawandel und Hominiden-Entwicklung

Der Klimawandel ist wesentlich für den Prozess der Hominiden-Evolution. Obwohl die globale Temperatur in den letzten zehntausend Jahren gestiegen ist, stellt dies nur eine kurze Phase innerhalb einer längeren Kaltzeit dar, wobei die Erwärmung zudem uneinheitlich verlief. Vor 4 bis 5 Millionen Jahren begann ein allgemeiner Abkühlungstrend des Planeten, der bis heute anhält und mit geringeren Niederschlägen einherging. Faktoren des Klimawandels sind:

• Katastrophen
• Geodynamische Entwicklung des Planeten
• Verhalten der Hydro-Atmosphäre
• Natürliche Schwankungen der Erdbahn um die Sonne
• Auswirkungen auf die Biosphäre

Milutin Milanković entwickelte ein theoretisches Modell, das die Bahnbewegung der Erde mit dem Klima in Verbindung bringt. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die mit den Bewegungen der Erde und Klimazyklen zusammenhängen:

• Die Erdbahn um die Sonne ist nicht kreisrund (Exzentrizität), mit Zyklen von ca. 100.000 bis 400.000 Jahren.
• Die Sonne befindet sich nicht im geometrischen Mittelpunkt der Bahn, sondern in einem Brennpunkt der elliptischen Umlaufbahn.
• Die Neigung der Erdachse schwankt zwischen 21° und 24,5° (Obliquität, Zyklus von ca. 41.000 Jahren), und die Erdachse präzediert (Präzession, Zyklus von ca. 23.000 Jahren), was die Verteilung der Sonnenstrahlung beeinflusst.

Diese Faktoren führen dazu, dass die Erde sehr langsamen Veränderungen in der Menge der empfangenen Sonnenstrahlung unterliegt. Das Ergebnis ist, dass sich etwa alle 11.000 Jahre heiße Sommer mit kühlen Sommern abwechseln (aufgrund der Präzession).

Klimawandel und Hominiden-Entwicklung in Afrika

Afrika kann nach seinen klimatischen Unterschieden aufgeteilt werden. In West- und Zentralafrika ist subtropischer Regen reichlich vorhanden, im Gegensatz zu Ostafrika, wo die Niederschläge wesentlich geringer sind. Während der kalten Winter wehen trockene Winde aus Nordwesten, die die östliche Region zusätzlich beeinflussen. Aufgrund dieser Bedingungen bleibt in Westafrika die subtropische Vegetation des feuchten Waldes erhalten, während im Osten die Savanne mit einer Dominanz von krautigen Formationen gegenüber Bäumen überwiegt.

Vor 5 Millionen Jahren bedeckte Regenwald die gesamte afrikanische subtropische Region. Vor etwa 2,8 Millionen Jahren ereignete sich ein Phänomen, das die Klimageschichte der Nordhemisphäre veränderte und schwerwiegende Auswirkungen auf die Ökosysteme hatte, in denen sich unsere Vorfahren entwickelten: der Beginn großer Klimaschwankungen mit ewigem Eis in vielen nördlichen Ländern während der Kaltzeit. Diese Entwicklungen hatten einen entscheidenden Einfluss auf das Ökosystem des äquatorialen Afrikas; die Abkühlung der nordatlantischen Gewässer führte dazu, dass die afrikanischen Monsun-Sommer kühler und die tropischen Wälder Ostafrikas weniger feucht wurden. Das Ergebnis dieser Veränderungen war der Rückgang der Waldflächen zugunsten der Savanne. Als Ergebnis dieser Klimaveränderungen kam es zum Verschwinden vieler Hominidenarten, während gleichzeitig (im späten Miozän und Pliozän) offene Ökosysteme in weiten Teilen Afrikas entstanden, mit neuen Pflanzen- und Tierarten, darunter auch Hominiden.