Evolution

Evolution ist die genetische und daraus resultierende phänotypische Veränderung von Lebewesen.

Mithilfe der Evolutionstheorie kann die Entstehung und Variabilität des Lebens auf der Erde erklärt werden, nicht aber deren Ursprung. Die Evolutionsgeschichte birgt noch viele Geheimnisse. Biologen, Paläontologen und Zoologen auf der ganzen Welt forschen nach dem Ursprung allen Lebens. Die unterschiedlichen Schnäbel von Finken (siehe Bild links) waren für Charles Darwin ein entscheidender Hinweis für die Entwicklung seiner Evolutionstheorie. Darwins Evolutionstheorie zeigt auf, wie sich das Leben von den ersten Einzellern bis zum Menschen hinentwickelte. Doch wie kam das Leben auf die Erde? Wie entstanden die der ersten Zellen? Darauf hatte Darwin keine Antwort. Die einfache Antwort der Religionen, Gott (oder die Götter) hätten die Erde mit allem Leben darauf einfach erschaffen, befriedigt die Wissenschaft nicht. Vor etwa 4 Milliarden Jahren bestand die Atmosphäre der Erde aus einem stark reduzierenden Gasgemisch aus Methan, Wasserstoff, Wasserdampf und Ammoniak. Vulkanausbrüche, heftige Gewitter und die starke, noch nicht durch eine Ozonschicht gefilterte ultraviolette Strahlung der Sonne taten ein Übriges, um die Erde zu einem wahrhaft lebensfeindlichen Platz zu machen. Doch genau unter diesen Bedingungen kann vielleicht Leben entstehen. Dem US-amerikanischen Chemiker Stanley L. Miller gelang im Jahr 1953 ein sensationelles Experiment. Miller baute eine Glasapparatur auf, in der er die angenommene methanhaltige Uratmosphäre und den Urozean der frühen Erde simulierte. In einen der Glaskolben baute er Elektroden ein, um Blitze zu simulieren. Zusätzlich bestrahlte er alles noch mit Ultraviolettlicht. Während die Blitze in das Gefäß zuckten, verwandelte sich das Wasser im Kolben nach nur einer Woche in eine bräunliche Brühe. Die chemische Analyse ergab, dass sich ein beträchtlicher Teil (ca. 15 %) des in der Mischung vorhandenen Methans in andere organische Verbindungen umgewandelt hatte, darunter auch mehrere in Proteinen vorkommende Aminosäuren, die Grundbausteine aller lebenden Wesen. Dies war somit der erste Nachweis, dass grundlegende biologische Lebensbausteine unter möglichen abiotischen (= Vorgänge, an denen keine Lebewesen beteiligt sind) natürlichen Umgebungsbedingungen erzeugt werden können. Doch waren noch längst nicht alle Fragen beantwortet. Entstehen aus Aminosäuren doch nur die Proteine, nicht aber die Nukleinsäuren DNA und RNA, die für die Vererbung und damit eine zentrale Lebensfunktion zuständig sind. Inzwischen wird aber angenommen, dass auch die DNA vermutlich schon vor mehr als vier Milliarden Jahren entstanden ist. Damals gab es bereits flüssiges Wasser auf der Erde und darin alle nötigen chemischen Bausteine: Phosphorsäure, Formaldehyde und Blausäure. Die DNA besteht aus aneinander gereihten Bausteinen, den Nukleotiden. Jedes Nukleotid wiederum setzt sich aus Phosphorsäure, dem Zucker Desoxyribose und einer organischen Base zusammen. Aus den Formaldehyden bildete sich der Zucker. Die Reaktion von mehreren Blausäure-Molekülen führte zu organischen Basen. Diese einzelnen Bausteine verbanden sich zu den Nukleotiden und diese wiederum reagierten in zufälliger Abfolge miteinander zu unterschiedlich langen DNA-Strängen. Die erforderliche Energie für die chemischen Reaktionen kam, wie schon beim Miller-Experiment, von den elektrische Entladungen (z. B. Blitze) oder durch die damals noch sehr intensive UV-Strahlung der Sonne.

Evolution wird durch sechs Evolutionsfaktoren bestimmt: Selektion, Mutation, Gendrift, Migration, Isolation und Rekombination.  Verschiedene Allele  (= unterschiedliche Varianten eines Gens an einer bestimmten Stelle (Genort oder -locus) auf einem Chromosom) treten in einer Population unterschiedlich häufig oder eben selten auf. Diese Allelhäufigkeit wird zum Beispiel durch Mutationen verändert. Diese führen zu einer Änderung des Genpools und sind eine Voraussetzung für die Entstehung neuer Arten, also der Evolution. Bei der Rekombination wird u.a. durch Crossing-Over oder eine zufällige Verteilung der Chromosomen während der Meiose zufällig die Allelkombination verändert. Eine Gendrift sorgt für eine willkürliche Veränderung der Allelhäufigkeit, z. B. durch Naturkatastrophen (Erdbeben, Fluten oder Wirbelstürme) oder durch Abwanderung eines Teils der Population in einen anderen Lebensraum (Verkleinerung des Genpools). Auch Migration, das ist die Einwanderung anderer Individuen der gleichen oder einer anderen Art in einen neuen Lebensraum, führt zu einer Änderung des Genpools. Und schließlich die Isolation. Diese spaltet (z. B. durch Erdbeben oder Fluten) einen Teil der Population von dem Rest der Population ab und führt dazu, dass zwei Arten entstehen, da sie sich an unterschiedliche Umgebungen anpassen müssen. Und schließlich die Selektion, welche beschreibt, dass nur gut angepasste Individuen überleben. Darwin bezeichnete das als survival of the fittest. Selektion geschieht nicht zufällig, sondern kausal. Individuen, die nicht gut angepasst sind, sterben aus und können sich nicht fortpflanzen. Dabei spielen verschiedene Selektionsfaktoren wie Temperatur, Wasser und auch Fressfeinde eine entscheidende Rolle. Das Leben auf der Erde begann in den Urozeanen. Nachdem die ersten DNA-Moleküle entstanden waren, wurden sie von Membranen umschlossen. Diese sogenannten Micellen waren die Vorläufer der Zellen. Schließlich entstanden mit den Zellmembranen die ersten Zellen. Noch etwa zwei Milliarden Jahre dauerte es dann, bis die sogenannten Eukaryonten entstanden, das sind Zellen, die einen Zellkern besitzen, in dem die DNA von einer separaten Membran umschlossen ist. Bis auf die Bakterien bestehen heute alle Lebewesen aus solchen Zellen. In den Eukaryonten ist die DNA auf Proteinen (Histonen),aufgewickelt und liegt in Form von Chromosomen in der Zelle vor. Im Laufe der Zeit entstanden viele neue Lebensformen und es entwickelten sich die meisten grundlegenden Körperbaupläne mehrzelliger Tierstämme, die seitdem die Erde bevölkern. Dieses für die Artenvielfalt verantwortliche komplizierte System der genetischen Verschlüsselung entstand erst in einem viele hundert Millionen Jahre dauernden andauernden evolutionären Prozess. Alle heutigen Arten stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. Die Individuen einer Population unterscheiden sich dabei durch erbliche Merkmale. Durch den Einfluss bestimmter Evolutionsfaktoren ändert sich die Gesamtheit der Genvariationen in einer Population.

Evolution erfolgt in zwei Schritten: Zuerst werden durch Mutation und Rekombination Varianten im Genpool einer Population erzeugt, die dann der Selektion durch Umwelt und Sexualität unterliegen. Die wesentlichen Evolutionsfaktoren Mutation, Rekombination, Selektion und Gendrift wirken zusammen. Mutation ist die spontan auftretende, dauerhafte Veränderung des Erbgutes einer Zelle. Die Veränderung betrifft zunächst nur das Erbgut dieser einen Zelle, wird aber an deren Tochterzellen weitergegeben. Die Ausprägung einer Mutation als deutlich unterschiedener Erscheinungstyp, der in einer Population zu einem gewissen Anteil (über 1 %) stabil erhalten bleibt, ist dabei wesentliche Voraussetzung für die Entstehung neuer Arten . Durch Neuanordnung (Rekombination) von genetischem Material (DNA, RNA) in den Zellen entstehen neue Gen- und Merkmalskombinationen. Rekombination und Mutation sind die beiden grundsätzlichen Faktoren für genetische Variabilität innerhalb einer Population und damit die Basis für den Ausleseprozess, bzw. die Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen während der evolutionären Entwicklung von Lebewesen. Die Selektion bzw. das Überleben der Individuen im natürlichen Ausleseprozess ist dabei von der erblichen Qualität ihrer Angepasstheit an die Umwelt abhängig. Oder mit anderen Worten, die Auslese der am besten geeigneten Merkmale durch erhöhten Fortpflanzungserfolg. Dadurch wird der Genpool einer Population langsam, aber stetig verändert. Die am besten angepassten einer Art überleben statistisch öfter und haben dadurch eine höhere Anzahl fortpflanzungsfähiger Nachkommen. Ihre Fähigkeit zur Weitergabe der eigenen Gene in die Nachfolgegeneration ist besser als die ihrer Konkurrenten. Durch die natürliche Auslese bekommen Individuen mit nachteiligen Merkmalsausprägungen weniger Nachkommen als Individuen mit vorteilhafteren Merkmalsausprägungen. In der Ökologie, der Lehre von den Zusammenhängen und Beziehungen der verschiedenen Organismen untereinander und der unbelebten Umwelt, werden drei Arten von Selektion unterschieden:

• Selektion durch Umweltfaktoren oder äußere Ursachen: z. B. infolge Futtermöglichkeit, Standortbedingungen oder Räuber-Beute-Beziehungen
• Sexuelle Selektion: a) Intersexuelle Selektion erfolgt durch Partnerwahl des anderen Geschlechts (meist wählen die Weibchen). b) Intrasexuelle Selektion erfolgt durch Wettbewerb unter den Mitgliedern eines Geschlechts, die durch Wettkampf oder auch Täuschung ausgetragen werden (überwiegend unter Männchen).
• Künstliche Selektion: Diese Form der Selektion erfolgt durch Menschen und betrifft Zuchtauswahl oder genetische Modifikation.

Durch kontrollierte Fortpflanzung mit dem Ziel der genetischen Umformung sollen gewünschte Eigenschaften verstärkt und unerwünschte Eigenschaften durch entsprechende Zuchtauslese zum Verschwinden gebracht werden. Die herkömmlichen Zuchtverfahren der Kreuzung und Paarung sind dabei nur begrenzt anwendbar, da insbesondere bei Tieren eine fruchtbare Fortpflanzung unter artfremden Individuen stark eingeschränkt ist. Um diese artspezifische Begrenzung zu überwinden, wird die genetische Modifikation bzw. Gentechnik eingesetzt. Das Resultat sind Organismen, deren Erbanlagen mittels gentechnischer Methoden gezielt verändert worden sind.

Eine Art Komplement zur natürlichen Selektion ist der Gendrift, d. h. die zufällige Änderung eines Genpools. Das kann z. B. durch Naturkatastrophen, die zum Aussterben einer Gruppe von Trägern bestimmter Genmerkmale führen, erfolgen oder infolge der Besiedlung eines neuen Lebensraums durch eine kleine Gründerpopulation. Im erstgenannten Fall breitet sich der überlebende Teil der Population mit einer etwas anderen genetischen Zusammensetzung aus. Beim zufälligen Überleben von Individuen mit nachteiligen Erbanlagen, können sich auch diese ausbreiten. Im zweitgenannten Fall weist die neue Population zwar die Häufigkeitsverteilung der Erbanlagen der Gründerpopulation auf, unterscheidet sich aber zufallsbedingt von der Stammpopulation. Sowohl Gendrift als auch natürliche Selektion sind wesentliche Evolutionsfaktoren und wirken gleichzeitig. Die vorherrschende Zusammensetzung des Genpools in einer Population wird im Laufe der Zeit durch den Einfluss beider Faktoren geändert. Gendrift ist zufallsbedingt, erfolgt also unabhängig davon, ob die Veränderung in der Häufigkeit der Genvariationen vorteilhaft oder nachteilig für die genetische Überlebensrate ist. Im Gegensatz dazu werden bei der natürlichen Selektion diejenigen phänotypischen Merkmale und damit diejenigen Genvariationen bevorzugt, welche die genetische Überlebensrate erhöhen. In großen Populationen, in denen die Gendrift klein ist, wird die natürliche Selektion den größeren Beitrag zur Veränderung der Genfrequenzen haben. In kleinen Populationen dagegen werden die größeren statistischen Schwankungen durch die Gendrift die Änderungen durch die Selektion überlagern. Dies kann sogar zum Aussterben einer ganzen Population führen.

Fünf Massenaussterben, auch „Big Five“ genannt, haben den Verlauf der Evolution geprägt und die Vielfalt des Lebens auf der Erde dramatisch verändert:
 

I. Spätes Ordovizium:  (vor 443 Millionen Jahren)  > Das Massenaussterben im späten Ordovizium, fand zum Großteil in den Ozeanen statt. Weichtiere und Trilobiten waren die vorherrschenden Arten. Es wird angenommen, dass dieses Aussterben, das etwa 85 % der Meeresarten auslöscht, durch eine Reihe von Vereisungen auf der Südhalbkugel der Erde ausgelöst wurde.

II. Spätes Devon:  (vor 372 bis 359 Millionen Jahren) > Das Massenaussterben im späten Devon,war eher durch einen langsamen Rückgang verschiedener Arten auch bedingt durch einer langsamere Evolutionsrate gekennzeichnet. Die Ursachen dieses Aussterbens, bleiben rätselhaft. Es wird spekuliert, dass ein Meteoriteneinschlag oder eine nahegelegene Supernova zu Störungen in der Atmosphäre dazu geführt haben könnte.


III. Perm-Trias:  (vor 252 Millionen Jahren) > Das Massenaussterben im Perm und der Trias,  war das verheerendste Aussterben in der Erdgeschichte. Es  führte zum Verlust der meisten Arten auf dem Planeten. Ca. 90 bis 96 % aller Meeresarten und 70 % der Landwirbeltiere starben aus. Die Ursachen dieses katastrophalen Ereignisses sind  noch immer kaum bekannt. Es wird aber angenommen das große Vulkanausbrüche die Atmosphäre veränderten was einen erheblichen Klimawandel verursachte, der die Ökosysteme weltweit zerstörte.


IV. Trias-Jura:  (vor 201 Millionen Jahren) > Während der Trias dominierten Archosaurier, große krokodilähnliche Reptilien, das Land. Das für das Trias-Jura-Aussterben löschte die meisten Archosaurier aus und bot die Gelegenheit für die Entstehung der Dinosaurier und Vögeln. Als Ursache werden vulkanische Aktivitäent in der Magmatischen Provinz des Zentralatlantiks angenommn. In der Folge veränderte sich  die Zusammensetzung der Atmosphäre.


V. Kreidezeit-Paläogen:  (vor 66 Millionen Jahren) > Das Massenaussterben in der Kreidezeit und im Paläogen markierte das Ende der Dinosaurier und den Beginn des Känozoikums. Als Ursache dieses Aussterbens gilt heute allgemein ein massiver Asteroideneinschlag. Der durch den Einschlag entstandene Chicxulub-Krater in Mexiko ist ein sichtbarer Beweis dieses Ereignises ,das tiefgreifende Auswirkungen auf die Ökosysteme der Erde hatte. Es ebnete jedoch den Weg für die Entstehung von Säugetieren und den vielfältigen Lebensformen, die heute auf unserem Planeten leben.


Wesentliche Informationsquelle zur Entwicklung des Lebens auf der Erde ist der sogenannte ¹Fossilbericht. Im Fossilbericht gibt es eine Lücke die als  Missing Link (englisch für „fehlendes Bindeglied“) bezeichnet wird . Damit ist eine noch unentdeckte fossile Übergangsform in der Entwicklungsreihe vom menschenaffenähnlichen Vorfahren zum Menschen (Hominisation) gemeint, die aufgrund evolutionstheoretischer Überlegungen vorhergesagt worden ist.
Von den meisten Wissenschaftlern werden mindestens 21 menschliche Arten anerkannt. Diese alten menschlichen Spezies, bekannt als Homininen, umfassen einen Zeitraum von etwa sechs Millionen Jahren. Aus Homo habilis, der vor etwa 2.8 Millionen Jahren lebte, bis Homo Neanderthalensis, der erst vor 40,000 Jahren verschwand, hatte jede Art ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anpassungen an ihre Umwelt. Die ältesten Funde von Knochen eines H. sapiens fand man in Äthiopien. Diese Funde werden auf ein Alter von ungefähr 130 000 Jahren datiert.Warum hat Homo sapiens als einzige Spezies überlebt, während die anderen untergegangen sind? Wissenschaftler versuchen seit Jahren dieses Rätsel zu lösen. Eine vorherrschende Theorie besagt dass die kognitiven Fähigkeiten des Homo sapiens diesen in die Lage versetzte, sich besser als andere Homininenarten an veränderte Umgebungen anzupassen.  Im Verlauf der Evolution des Menschen gab es zwei Haupttrends: einen allgemeinen Temperaturrückgang und eine stärkere Klimaschwankung im Laufe der Zeit. Die einzigartige Kombination aus Intelligenz, Sprachkenntnissen und fortschrittlichen sozialen Strukturen soll Homo sapiens entscheidende Vorteile beim Überlebenskampf aber auch bei der Fortpflanzung verschafft haben. Eine andere Theorie besagt, dass es zu Kreuzungen und genetischer Assimilation zwischen verschiedenen Hominin-Arten kam. Es gibt Hinweise auf eine Kreuzung zwischen Homo sapiens und Neandertaler sowie mit anderen alten Homininen wie Denisova-Menschen.  Diese Vermischung könnte dazu geführt haben, dass bestimmte genetische Merkmale anderer Arten übernommen wurden, wodurch die Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit dieser Arten verbessert wurde. Der Mangel an fossilen Beweisen, insbesondere aus Zeiträumen, in denen mehrere Arten nebeneinander existierten, erschwert es, diese Theorien endgültig zu beweisen. Durch die Extraktion und Analyse von DNA aus antiken Hominin-Überresten konnten Wissenschaftler aber inzwischen das Vorhandensein von Neandertaler-DNA im Genom moderner Menschen nachweisen. Die Untersuchung der DNA alter Homininen hat aber auch die Existenz einiger bisher unbekannter menschlicher Spezies ans Licht gebracht. So wurde beispielsweise die Entdeckung der Denisova-Menschen in Sibirien durch die genetische Analyse eines in einer Höhle gefundenen Fingerknochenfragments ermöglicht. Letztendlich bleibt die Frage, warum nur  Homo sapiens – überlebt hat, bis auf weiteres unbeantwortet. Eine mögliche Antwort ist die Hypothese dass Homo sapiens eine außerirdische Hybrid-Schöpfung ist. Haben uns Ausserirdische Hinweise auf ihre Existenz ins Genom geschrieben? Neueste wissenschaftliche Untersuchungen beweisen, dass eine lange Liste von DNA-Anomalien nur durch die gentechnische Veränderung des Homo sapiens aus einer frühen menschlichen Spezies erklärbar ist.  

Ein gewichtiges Indiz für diese Hypothese ist die Behauptung von Kulturen auf der ganzen Welt von den Sternen abzustammen.
 Angeblich habe eine Reptilien Rasse aus dem Sternensystem Alpha Draconis in der Konstellation Draco eine Primatenrasse erschaffen, die einst zum Mars und später zur Erde wurde.  Die Reptilien/Reptiloiden sind humanoide Wesen mit reptisischem Aussehen und Merkmalen. Ihre Haut wird von hellsichtigen Menschen als schuppig beschrieben, die Hautfarbe mit grün, rot, braun oder weiß. Sie haben reptilientypische Augen und nur drei Finger an jeder Hand. Sie kommunizieren auf telepathische Weise.
Die Primatenrasse soll  von 21 weiteren außerirdischen Rassen genetisch modifiziert worden sein.  Eine davon sollen die Anunnaki gewesen sein – humanoide Außerirdische vom (hypothetischen) Planeten Nibiru, die aus der biblischen Genesis als Elohim bekannt sind. Sie sollen erschufen durch genetische Manipulation einst den Menschen als Arbeitssklaven erschaffen haben (siehe auch Gilgamesh-Epos) .
Die Primaten wurden insgesamt 22 mal genetisch verändert bzw. erweitert, was im Laufe der Zeit zum heutigen Homo sapiens führte. Die DNA des Menschen soll einst 12 Stränge gehabt haben,  wurde aber genetisch auf zwei reduziert, um die Menschen besser beherrschen zu können.  Ähnliches ist bekannt aus den Werken der Theosophin Helena Blatwatksy. Alte Manuskripte in Sanskrit enthielten zudem Informationen, wonach Außerirdische vor 20.000 bis 30.000 Jahren auf die Erde gekommen waren und genetisch den Homo sapiens erschufen. Außerdem enthielten sie technische Informationen über Flugobjekte, die Vimanas,  mit denen sich die Außerirdischen auf der Erde fortbewegten.

Es gibt eine weitere Theorie die behauptet, dass Außerirdische die menschliche Evolution mitgestaltet haben, indem sie die Erde Virenepidemien aussetzten. Das ist unbewiesen, aber zumindest besteht kein Zweifel daran, dass Viren mit dem Homo sapiens und seinen Vorfahren eine Jahrmillion alte Wechselbeziehung verbindet, deren Spuren bis heute in uns zu finden sind: Viren sind an der Aktivierung der menschlichen Immun-Gene verlässlich beteiligt; sie haben im Lauf der Evolution das Immunsystem gestärkt und damit eben auch das Überleben der Menschheit gefördert. Viren standen möglicherweise am Anfang allen Lebens. Der Mensch ist zwar das komplexeste und vielseitigste Wesen auf der Erde. Im Laufe der Evolution entstanden nur zwei Prozent der genetischen Information, die für Proteine codieren, also Muskeln, Fleisch, Knochen oder Haare. Die übrigen 98 Prozent dienen der Regulierung der zwei Prozent. Rund 50 Prozent des menschlichen Erbgutes stammt von Viren. Vielleicht sind alle Gene einst aus Viren entstanden. Jedenfalls sind wesentliche menschliche Eigenschaften, wie das Langzeitgedächtnis oder die embryonale Schwangerschaft, durch Viren in unsere DNA gelangt. Einige Viren lassen sich aus dem menschlichen Erbgut wiederherstellen. Der französische Virologe Thierry Heidmann konnte das in einem abenteuerlichen Versuch belegen: Er rekonstruierte 2006 aus Virusresten im menschlichen Erbgut, die etwa 50 Millionen Jahre alt waren, ein intaktes Virusgenom und erzeugte damit vermehrungsfähige Viren, die er „Phoenix“ nannte. Das war riskant, zeigt doch die Geschichte der Epidemien, von den Masern über Aids bis zu Ebola und Covid-19, dass Viren sehr gefährlich sein können. Glücklicherweise ist nichts passiert, aber Heidmanns Experiment beweist, dass die verstümmelten Viren in unserem Erbgut einst wirkliche Viren waren.

¹Der Fossilbericht ist die Summe aller wissenschaftlich dokumentierten (d. h. in Publikationen beschriebenen) Vorkommen von Fossilien auf der Erde. Der Fossilbericht  setzt vor etwa 3,5 Milliarden Jahren im Archaikum mit den ersten dokumentierten Mikrofossilien in Chert-Gestein (sedimentär und durch Verfestigung von Sedimenten entstandene Kieselgesteine) ein. Das Leben kann aber deutlich früher entstanden sein.