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Wissen & Umwelt

Darwins Erben

Charles Darwin wäre heute Molekularbiologe geworden. Denn im Erbgut der Organismen stecken Antworten auf viele seiner Fragen. Heute haben Gen-Forscher wie Sean Carroll keine Zweifel mehr an Darwins Evolutionslehre.

US-Molekularbiologe Sean Carroll, Professor an der Universität von Wisconsin, Madison (Foto: DW)

Sean Carroll

Sean Carroll gilt vielen als Darwin des 21. Jahrhunderts. Er ist Professor an der Universität von Wisconsin in Madison, und im mittleren Westen der USA kennt man ihn als Kämpfer für Darwins Evolutionslehre. Denn hier gibt es vor allem in der religiös geprägten Landbevölkerung immer noch viele Zweifler. Sean Carroll kann verstehen, dass es vielen Menschen schwer fällt, das für ihn Offensichtliche anzuerkennen. "Das war schon eine Revolution, die unserer Bild von der Welt auf den Kopf gestellt hat", sagt er und lächelt: "Wir sind seitdem Tiere mit einer langen Entwicklungsgeschichte und stehen nicht mehr über der Natur, sondern sind ein Teil davon."

Eisfisch (Foto: picture alliance/dpa)

Weiße Kiemen, klares Blut. Der Eisfisch besitzt kein Hämoglobin und nur wenige rote Blutkörperchen

Fische werden durchsichtig

Wenn die Leute, so wie er als Molekularbiologe, im Erbgut von Mensch und Tier lesen könnten, wäre ihnen plötzlich auch alles klar. Davon ist Sean Carroll überzeugt. Um diese Erkenntnisse für jedermann verständlich zu machen, hat er die schönsten Beispiele in seinem Buch "Die Darwin-DNA" zusammengefasst. Hier beschreibt er, wie Eisfische durchsichtig geworden sind: Als es im Meer um die Antarktis kälter wurde, mussten die Fische fliehen, oder sie mussten eine Gegenstrategie entwickeln. Einige bildeten in ihrem Blut Frostschutzmittel, andere verzichteten auf ihre roten Blutzellen und entwickelten eine neue Form von Blut, das auch bei sehr niedrigen Temperaturen dünnflüssig bleibt. Da ihnen auch der rote Blutfarbstoff fehlt, sind die Fische durchsichtig. Einige der inneren Organe dieser Fische lassen sich von außen durch die Fischhaut erkennen.

Wie es zu dieser Kuriosität im Tierreich kam, können Molekularbiologen wie Sean Carroll in den Genen heutiger Tiere nachlesen. Beim Studium der Erbbausteine einiger Eisfische fanden sie Rudimente eines ehemaligen Hämoglobin-Gens. Die Erbanlage war unleserlich geworden. Sie hatte ihre Funktion verloren. Was blieb, ist eine Art Fossil, ein Gen aus alter Zeit, das die Eisfische bis heute in ihrem Erbgut mit sich herumtragen. Durch die Untersuchung dieses Gens erfahren moderne Biologen, wie sich die Art in früheren Jahrmillionen verändert hat. Denn die Gene tragen auch eine Art Uhr. Und bestimmte zufällige Veränderungen im Erbgut treten in regelmäßigen Zeitabständen auf. Die Forscher sehen so die Folgen der Evolution im Erbgut und können sie zeitlich einordnen. Sie sehen jede Mutation (zufällige Änderung) und erkennen die Folgen der Selektion (Auslese durch kältere Temperaturen). Beide Faktoren der Evolution haben ihre Spuren für Fachleute eindeutig lesbar hinterlassen.

Schwarze Mäuse

Weiße Mäuse, schwarze Mäuse (Foto: AP)

Weiße Mäuse, schwarze Mäuse!

Noch offenkundiger ist das bei der Fellfarbe von Wüstenmäusen. Ihr helles Fell wurde plötzlich zur Gefahr, nachdem ein Vulkan ausgebrochen war. Auf der schwarzen Lava konnten Greifvögel die Mäuse nun schon aus großer Entfernung sehen. Die Selektion führte innerhalb weniger Generationen fast zum Aussterben der Mäuse auf dem Vulkanfelsen. Doch dann entwickelten einige Tiere zufällig ein schwarzes Fell, wie das auch in Schafherden vorkommt. Einige einzelne schwarze Tiere sind immer darunter. Da ausschließlich die schwarzen Mäuse überlebten, da sie von Räubern nicht entdeckt wurden, entstand schließlich auf dem Vulkan eine neue Art, während die hellen Mäuse weiterhin die umgebende Wüste bevölkerten. Durch den Vergleich der für Fellfarbe zuständigen Gene konnten die Molekularbiologen auch diese Entwicklung im Erbgut der Tiere nachlesen.

"Das wird von vielen Evolutionsgegnern durchaus akzeptiert", erklärt Sean Carroll. "Der Einspruch kommt oft erst, wenn ich diese Erkenntnisse auf den Menschen übertrage." Auch im Menschen finden die Erbgutforscher nämlich viele Hinweise auf die Mechanismen von Mutation und Selektion. Besonders deutlich ist der seit Jahrtausenden andauernde Kampf zwischen Mensch und Malaria in unserem Erbgut zu erkennen. Nicht nur, aber verstärkt, in Afrika haben sich genetische Varianten entwickelt, die dem Malaria-Erreger das Leben schwer machen. Je länger die Menschen in malariafreien Regionen lebten, umso seltener kommen diese schützenden Varianten im Erbgut vor.

Immer wieder treibt es den Biologen Sean Carroll hinaus in die Natur. Wo er auch hinschaut, entdeckt er die Evolution am Werk, wie Darwin vor 150 Jahren. Aber die wichtigen Erkenntnisse, so gibt er zu, gewinnt er in seinem Labor in Madison, wenn er ganz tief in die die Erbanlagen und damit die Geschichte der Tiere blickt. Zurzeit beschäftigt er sich mit den Mustern der Schmetterlinge und den Flecken der Giraffen. Auch dafür gibt es Erklärungen im Sinne Darwins. Sean Carroll muss sie nur noch finden.

Buch-Cover: 'Die Darwin-DNA' von Sean B. Carroll (Foto: DW)

Buchtip:

Die Darwin-DNA

Wie neueste Forschung die Evolutionstheorie bestätigt

Sean B. Carroll

S.Fischer-Verlag, 2008

330 Seiten, 19.90 Euro