Experten haben vorgeschlagen, dass Evolution nicht nur in lebenden Organismen, sondern auch in anderen komplexen Systemen stattfindet (Bild: Dr. Robert Lavinsky)
Ein Team aus Wissenschaftlern und Philosophen hat ein „fehlendes Naturgesetz“ vorgeschlagen – eines, das darauf hindeutet, dass Evolution nicht nur in lebenden Organismen, sondern auch in anderen komplexen Systemen von Planeten und Sternen bis hin zu Atomen, Mineralien und mehr stattfindet.
Das Gesetz, so argumentiert das Team, besagt, dass sich komplexe natürliche Systeme immer zu Zuständen größerer Strukturierung, Vielfalt und Komplexität entwickeln werden.
Diese Systeme, so das Team, werden definiert, nachdem sie aus vielen verschiedenen Teilen gebildet wurden, unterliegen natürlichen Prozessen, die diese Komponenten neu anordnen, und sehen, dass in einem Prozess, den sie „Auswahl nach Funktion“ nennen, nur wenige Konfigurationen überleben.
Und unabhängig davon, ob das System lebt oder nicht, kann man sagen, dass Evolution dann stattfindet, wenn eine neuartige Konfiguration gut funktioniert und die Funktion verbessert wird.
Es würde sich mit den anderen makroskopischen Naturgesetzen verbinden – etwa denen, die Elektromagnetismus, Energie, Kräfte, Schwerkraft und Bewegung beschreiben.
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Evolution, so das Team, manifestiere sich in allem, von Atomen bis hin zu Sternen (Bild: Getty Images)
Die Forscher – unter der Leitung des Astrobiologen Dr. Michael Wong von der Carnegie Institution for Science – haben ihr Konzept das „Gesetz der zunehmenden funktionalen Information“ getauft.
Wong sagte: „Ein wichtiger Bestandteil dieses vorgeschlagenen Naturgesetzes ist die Idee der ‚Selektion nach Funktion‘.“
Im Fall lebender Organismen setzte Charles Darwin – der Naturforscher, der oft als „Vater der Evolution“ bezeichnet wird – Funktion in erster Linie mit Überleben gleich, also lange genug leben, um fruchtbare Nachkommen zu zeugen.
Wong und seine Kollegen argumentieren jedoch, dass es in der Natur mindestens drei Arten von Funktionen gibt.
Das erste ist Stabilität. Stabile Anordnungen von Atomen oder Molekülen werden für den Fortbestand ausgewählt, zweitens auch dynamische Systeme mit kontinuierlicher Energieversorgung.
Drittens gibt es jedoch „Neuheit“ – die Tendenz sich entwickelnder Systeme, neue Konfigurationen zu erkunden, die gelegentlich unerwartete neue Eigenschaften hervorbringen können.
Der abgebildete Charles Darwin setzte Funktion in erster Linie mit Überleben gleich (Bild: Getty Images)
In der Biologie ist die Evolutionsgeschichte voller Neuheiten. Die Photosynthese entstand beispielsweise, als einzelne Zellen erstmals lernten, Lichtenergie zu nutzen, während sich mehrzellige Organismen entwickelten, als Zellen die Fähigkeit zur Zusammenarbeit entwickelten.
Den Forschern zufolge sind ähnliche Entwicklungen jedoch auch im Mineralreich zu beobachten, wobei die frühesten Mineralien besonders stabile Anordnungen von Atomen darstellten.
Diese Grundmineralien bildeten dann die Grundlage für die nächste Generation von Mineralien, die dann an der Entstehung des Lebens beteiligt waren und letztendlich zum Aufbau von Dingen wie Muscheln, Zähnen und Knochen beitrugen.
In ähnlicher Weise wurden die ersten Sterne, die nach dem Urknall entstanden, hauptsächlich von nur zwei Elementen angetrieben – Wasserstoff und Helium –, aus denen immer schwerere Elemente hergestellt werden können.
Der Co-Autor des Papiers, Dr. Robert Hazen – ein Mineraloge bei Carnegie Science – sagte: „Charles Darwin hat eloquent dargelegt, wie sich Pflanzen und Tiere durch natürliche Selektion entwickeln, mit vielen Variationen und Merkmalen von Individuen und vielen verschiedenen Konfigurationen.“
„Wir behaupten, dass die darwinistische Theorie nur ein ganz besonderer, sehr wichtiger Fall innerhalb eines weitaus größeren Naturphänomens ist.
„Die Vorstellung, dass die Selektion nach Funktion die Evolution vorantreibt, gilt gleichermaßen für Sterne, Atome, Mineralien und viele andere konzeptionell äquivalente Situationen, in denen viele Konfigurationen einem Selektionsdruck ausgesetzt sind.“
Wong kam zu dem Schluss: „In dieser neuen Arbeit betrachten wir die Evolution im weitesten Sinne – Veränderung im Laufe der Zeit –, die die darwinistische Evolution auf der Grundlage der Einzelheiten des ‚Abstiegs mit Modifikation‘ zusammenfasst.“
„Das Universum erzeugt neuartige Kombinationen von Atomen, Molekülen, Zellen usw. Die Kombinationen, die stabil sind und noch mehr Neuheiten hervorbringen können, werden sich weiterentwickeln.“
„Das macht das Leben zum auffälligsten Beispiel der Evolution, aber Evolution ist überall.“
Dr. Corday Selden ist Umweltbiophysiker an der Rutgers University in New Jersey.
Selden sagte: „Die Naturgesetze, die wir heute kennen, können eine erstaunliche Eigenschaft unseres Universums noch nicht erklären – die Neigung natürlicher Systeme, sich weiterzuentwickeln.“
„Wie die Autoren dieser Studie bestätigen, ist die Tendenz, mit der Zeit an Komplexität und Funktion zuzunehmen, nicht spezifisch für die Biologie, sondern eine grundlegende Eigenschaft, die im gesamten Universum beobachtet wird.“
„Wong und Kollegen haben eine Reihe von Prinzipien herausgearbeitet, die eine Grundlage für den interdisziplinären Diskurs über sich entwickelnde Systeme bilden.
„Auf diese Weise wird ihre Arbeit das Studium der Selbstorganisation und der entstehenden Komplexität in der natürlichen Welt erleichtern.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
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