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Vieles spricht dafür, daß im Laufe der Evolution der Neodarwinismus mit Mutation, Rekombination und Selektion bei den heutigen Lebewesen zu einem inneren Modell geführt hat, dessen Konsequenz es ist, daß ein solches System an Situationen angepaßt sein kann, die erst in der Zukunft auftreten. Dieses innere Modell, das lediglich eine sinnvolle Verknüpfung von Rückkoppelungsmechanismen darstellt, vermag jeweils durch Teleologie, Lamarckismus und Darwinismus erklärte Erscheinungen in sich zu vereinigen.
Pflanzen zeigen ein offenes Wachstum, Tiere haben im Gegensatz dazu einmal ihre endgültige erwachsene Gestalt erreicht. Dabei wird nicht nur die Gestalt des erwachsenen Individuums im Genotyp festgelegt, sondern auch die gesamte epigenetische Entwicklung. Ebenso wirkt sich hier Roux's Theorie der funktionellen Anpassung - man denke an die Balkenstruktur der Knochen unter veränderter Belastung oder an Simon Schwendeners Untersuchungen über die Verteilung von Festigungsgewebe in Pflanzen - auf das genetisch fixierte Geschehen aus. Dieses Geschehen kann als Reaktion des inneren Modells auf seine Umwelt angesehen werden. Hier wird unter Modell ein Rückkoppelungssystem verstanden, das Signale seiner Umgebung filtert, auf ihren Informationsgehalt für das System analysiert und mit seiner Reaktionsnorm beantwortet. Das innere Modell ist also eine auf das System übersetzte Abstraktion seiner Umwelt.
Bild 1: Warum hat die Giraffe so einen langen Hals? Lamarck nahm an, daß sich die Ausdehnungen der Halswirbel durch das Strecken nach Baumästen auf die jeweils nächste Generation vererbt hätten. Darwin ging davon aus, daß innerhalb einer Population diejenigen Tiere, die nach einer zufälligen Mutation längere Hälse hatten, sich allmählich durch gesetzt hätten. (Photo: dpa)
In der menschlichen Begriffswelt gesprochen, erkennen Pflanzen den Winter nicht nur an den Vorboten seiner Kälteeinbrüche und aufgrund ihrer eigenen biologischen Uhr, sondern vielmehr an der Tageslänge. Sie sehen ganz wie die Tiere den Winter voraus. Man erinnert sich an Hamsterverhalten, Vogelzug und Winterschlaf. Die Unzahl an Beispielen für sinnvolle, systemerhaltende Reaktionen schon bei den einfacheren Lebewesen, den Bakterien, Algen und Pflanzen wie Licht- und Dunkelstellung der Chloroplasten, Blattstellungen im Licht (suntracking), Vergeilung, Orientierungsbewegungen durch Pflanzen Chemikalien bedingt, Blüten- und Fruchtbildung in bestimmten Jahreszeiten, Ordnung der Zweige und Blätter im Raum haben Biologen zu einer oft unbemerkt typisch zielgerichteten, man könnte fast sagen antikausalen Sprechweise geführt. Beispiele sind: Die Pflanze bildet Chlorophyll um Photosynthese zu machen' oder "Die Raubtiere entwickeln Krallen um ihre Beute zu fangen'.
Das innere Modell berücksichtigt nicht nur die spezielle Entwicklung des Individuums und seiner Umwelt, es ermöglicht auch die Regeneration und Restitution. Bei in vitro Kulturen pflanzlicher Zellen kann man beobachten, daß die Regeneration sogar noch vom Einzel stadium möglich ist, es gibt hier also die Totipotenz somatischer Zellen.
Alle Lebewesen sind aufgrund ihres inneren Modells in der Lage, auf bestimmte Reize sinnvoll zu reagieren. Diese Beeinflußbarkeit ist bekanntlich neben der Fähigkeit zum Metabolismus und zur Reproduktion ein Kriterium des Lebens schlechthin.
Bild 2: Die Alternative heißt Sterben oder Umorganisieren: Beim ständigen Wachstum eines zylindrischen Gewebes wird die Sauerstoffversorgung des Zentrums einen kritischen Wert unterschreiten. Das Gewebe kann dem beispielsweise entgehen, indem es sich aufteilt und somit eine größere Oberfläche schafft.
Wenn wir hier von einem inneren Modell sprechen, so hat dies eine besondere Bedeutung, da ein solches Modell mit seinen Rückkoppelungsmechanismen extrapolierbare Fähigkeiten beim offenen oder geschlossenen Wachstum zeigen kann. Ein Beispiel dafür könnten Züchtungen auf künstlichem Nährboden sein, die je nach Größe und Zustand unter natürlichen bis unnatürlichen (in vitro) Bedingungen neue Pflanzen regenerieren, aber auch Situationen, die sich nicht wie der Tag-Nacht-Rhythmus täglich oder der Winter jährlich ereignen, sondern Perioden, die nur alle zehn, hundert oder tausend Jahre auftreten. Dabei müssen dies nicht unbedingt Perioden sein, die dem Menschen bereits bekannt sind, wie z. B. Sonnenflecken. Ebenso können die Erscheinungen mit bestimmten Koinzidenzen gekoppelt sein und auf den ersten Blick unregelmäßig auftreten. Beim Aufbau des Pflanzenkörpers müssen z. B. nicht nur statische Größen wie das Verhältnis von Wurzelwerk Stammdurchmesser, Stammhöhe und Baumkrone berücksichtigt werden, sondern auch Stoffwechselparameter wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Boden- oder Lichtqualität. Erst das Verarbeiten all dieser Parameter erlaubt die Reaktionsnorm und die Festlegung zum Beispiel der Ansatzstellen der Äste.
Es wäre auch denkbar, daß sich bei linear und exponentiell kontinuierlich verändernden Ereignissen in der Abstammung Arten herausgesondert haben, die durch geeignete Rückkoppelung bereits im voraus angepaßt waren. Parallelen dazu wären bei stammesgeschichtlichen Entwicklungen, aber auch in der Allenschen, Bergmannschen, Glogerschen oder Hesseschen Regel zu sehen. In solchen Fälle ist das innere Modell in der Lage, sich bereits heute auf fortgesetzte Trends in der Zukunft einzustellen.
Ein Sonderfall hierzu wären die Katastrophensituationen'. So wie bei einem Individuum das unterschiedlich schnelle Wachstum der Körperorgane leicht zu Katastrophen führen kann, in deren Folge eine morphologisch oder metabolisch völlig neue Situation entsteht, müßte auch in der Evolution mit katastrophalen Kippmechanismen gerechnet werden.
Betrachten wir als Beispiel die Sauerstoffversorgung im Zentrum eines zylindrischen Gewebes, das durch Diffusion von außen her versorgt wird. Bei der Rückkoppelung des Oberflächenwachstums mit der Sauerstoffversorgung tritt bei einem Schwellenwert eine kritische Situation ein, die entweder das Gewebe im Zentrum oder das gesamte Individuum absterben läßt oder die zu einer Umorganisation der Struktur führt (Bild 2).
Bei einer sinnvollen Rückkoppelung, die ja bei der Ontogenese vorliegen und bei der Evolution entstanden sein muß, können also Lösungen für Katastrophensituationen vorprogrammiert sein. Das abgestimmte Wachstum einzelner Organe, das sich in der Alometrie zeigt, ist ein Zeichen, wenn auch kein Beweis für sinnvolle Rückkoppelungsmechanismen, deren Zusammenhänge systemimmanent und damit genetisch festgelegt sind.
Da wir wissen, daß auch viele Verhaltensweisen genetisch ererbt werden, und da diese somit ein Teil des inneren Modells sind, gewinnt hier der Lamarckismus eine neue Bedeutung im Sinne von Poppers Neigungsstruktur. Diese Betrachtung schafft also eine Art Schnittstelle zwischen der aristotelischen Teleologie, der neodarwinistischen Selektionen und der lamarckistischen Vorstellung vom Gebrauch und Nichtgebrauch der Organe.
Bild 3: Das Chamäleon kann sich in seiner Farbe wechselnden Umgebungen anpassen. Man könnte auch sagen, daß es ein inneres Modell seiner Umweit besitzt, (Photo: dpa)
Das innere Modell ist vergleichbar unserem Gehirn, ein auf völlig anderer Ebene erstelltes Simulationsmodell seiner Umwelt, bei dem die Assoziationen durch das metabolische und morphologische Feedback im Laufe der Evolution durch Versuch und Irrtum entstanden sein dürfte. Wesentlich dabei ist, daß der Genotyp über die Enzyme und Hormone die biochemischen und physiologischen Verhältnisse reguliert und nicht Eigenschaften wie blaue Augen oder rote Haare an sich.
2. Mayr, E.: Artbegriff und Evolution. Paul Parey Hamburg 1967.
3. Popper, K R.: Objektive Erkenntnis. Hoffmann und Campe Hamburg 1974.
4. Riedl, R.: Die Ordnung des Lebendigen. Paul Parey Hamburg 1975.
5. Simpson, G. G.: The Baldwin Effect. Evolution 7 110-117 1953.
6. Umstätter, W; Rehm, M.: Einführung in die Literaturdokumentation und Informationsvermittlung. Saur München 1981.