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Wohin die Evolution uns treibt

Die biologische Entwicklung des Menschen geht immer weiter – ungeachtet des medizinischen und technischen Fortschritts.

In dem großen alienähnlichen Schädel steckt ein hyperintelligentes Gehirn, das alle Herausforderungen meistert. Die Augen sind überdimensioniert, ähnlich wie bei Figuren in Manga-Comics, die Nasenlöcher aufgebläht. Schön ist anders. So stellt sich der Digitalkünstler Nickolay Lamm die Zukunft des Homo sapiens vor (siehe Abbildung auf S. 16). Die bizarre Gestalt des Kopfes sei nötig, meint der Futurist. Eines Tages, in 100 000 Jahren vielleicht, werde der bislang getreue Bewohner des Planeten Erde ferne Himmelskörper im Weltraum besiedeln. Dann müsse er sich biologisch anpassen an die wüsten Verhältnisse im dunklen Sonnensystem, seiner neuen Heimat voller gefährlicher Strahlung und knapper Luft zum Atmen.

Science-Fiction kann herrlich unterhaltsam sein in ihrer fabulierenden Freiheit. Die Welt der klaren Fakten – firmierend unter dem Titel „Wissenschaft“ – gibt sich dagegen nüchtern, wenn es um die biologische Zukunft unserer Art geht. Medizinischer Fortschritt zum Beispiel bedeutet, dass sich auch Menschen fortpflanzen können, die noch vor 200 Jahren an Krankheiten gestorben wären, gegen die es heute Rezepte gibt. Therapien sind ein tiefer Eingriff in die Mechanismen der Evolution (siehe Kasten „Wie Evolution funktioniert“ auf S. 16). Trotzdem: „Die biologische Evolution hat nicht mit der Steinzeit aufgehört“, ist der australische Evolutionsbiologe Darren Curnoe überzeugt.

„Natürlich nicht“, sagt auch sein Fachkollege Axel Meyer von der Universität Konstanz, „ganz egal, wie viele Leihmütter oder Designerbabys es geben wird. Das sind Privilegien einer Minderheit. Für die meisten Menschen ist das kein Thema.“ Vor allem für jene nicht, die in Afrika, Südamerika oder Asien ums Überleben kämpfen. Sie müssen weitgehend ohne modernes Gesundheitssystem und Arzneien auskommen. Ob sich allerdings in den privilegierteren Ländern in Sachen Evolution noch etwas tun wird, bezweifeln manche Forscher. „Dafür werden hier einfach zu wenige Kinder geboren“, meint Meyer. Der Biologe Ulrich Kutschera von der Universität Kassel erkennt sogar umgekehrt „in vielen Ländern Mitteleuropas eine rasche Evolution im Rückwärtsgang“. Das heißt: Die Populationen sterben aus. Das ist etwas ganz Normales und gehört zur Geschichte der Evolution.

Gisela Grupe von der Universität München stimmt in den Gesamttenor ein. „Man kann nicht darüber spekulieren, welche konkreten Veränderungen am Körperbau die Evolution künftig hervorbringen wird“, sagt die Anthropologin. „Evolution ist grundsätzlich nicht vorhersagbar.“ Was bleibt, ist begründete Spekulation – und das, was die Forscher herausgefunden haben.

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Welche Mütter bekommen den meisten Nachwuchs?

Die wohl aufsehenerregendsten Ergebnisse hat das Team des Evolutionsbiologen Stephen Stearns von der Yale- Universität in den USA geliefert. Die Forscher werteten Daten der „Framingham Heart Study“ aus. Sie analysierte den medizinischen Werdegang von gut 14 000 Bewohnern der Stadt Framingham in Massachusetts seit 1948, oft über drei Generationen hinweg. Im Fokus der Forscher standen über 2200 Frauen nach den Wechseljahren. Stearns wollte herausfinden: Hängen Körpergröße, Gewicht, Bluthochdruck und Cholesterinwerte mit der Zahl der Kinder zusammen, die diese Frauen geboren haben? Und falls ja – wie?

Resultat: Kleinere und schwerere Frauen hatten im Schnitt mehr Nachwuchs als größere und leichtere. Auch Frauen mit geringerem Blutdruck und niedrigeren Cholesterinwerten hatten mehr Kinder aufgezogen. Gleiches galt für Frauen, die schon sehr früh ihr erstes Baby zur Welt gebracht oder spät in die Wechseljahre gekommen waren. Erstaunlicherweise, berichten die Forscher im Fachblatt „Proceedings of the National Academy of Sciences“, vererbten die Frauen diese Merkmale an ihre Töchter.

Sollte sich der Trend weitere zehn Generationen fortsetzen, rechnen die Wissenschaftler vor, würden die Frauen aus Framingham im Jahr 2049 durchschnittlich zwei Zentimeter kleiner und ein Kilo schwerer sein als heute. Außerdem würden sie ihre Kinder im Schnitt fünf Monate früher gebären, kämen jedoch zehn Monate später als heute in die Wechseljahre.

Die Biologen haben mit statistischen Mitteln soziale und kulturelle Faktoren als Ursache für den beobachteten Trend geprüft – und einen Einfluss für unwahrscheinlich befunden. Einstweilen gehen sie davon aus, dass sich etwas auf genetischer Ebene verändert hat, was den Fortpflanzungserfolg der Frauen beeinflusst. Die Studie ist eine der wenigen – wenn nicht die einzige –, die Evolutionsprozesse beim Menschen in der Jetztzeit beleuchtet.

Andere Experten suchen in unserem Erbgut nach Hinweisen auf die vergangene Entwicklung. „Das menschliche Genom steckt voller Hinweise auf Veränderungen“, berichtet Gisela Grupe. Seit Beginn der Landwirtschaft vor etwa 7000 bis 8000 Jahren hat sich unsere Evolution beschleunigt. Viele Menschengruppen wechselten damals ihren Lebensstil. Statt durch Wald und Flur zu streifen, um Wild zu jagen und Grünzeug zu sammeln, wurden sie sesshaft, bauten Getreide an und domestizierten Tiere.

Forscher können die Signatur dieses drastischen Wechsels in unserem Erbgut entziffern. Die Methoden dazu sind heute schnell, günstig und genau. Mit moderner Computertechnologie rechnen Wissenschaftler zurück, wann welche Mutationen im Genom von verschiedenen Menschengruppen aufgetaucht sind und bei wem sie sich durchgesetzt haben. Inzwischen lesen sie in der DNA fast wie in einem Buch.

Bei einer solchen „Lesung“ hat sich ein US-amerikanisches Team jüngst die Varianten von 15 000 Genen bei Amerikanern europäischer und afrikanischer Herkunft vorgeknöpft. In unterschiedlichen Regionen der Erde wurden verschiedene Varianten der gleichen Gene vererbt. Das Ergebnis der Studie ist im renommierten Fachblatt „Nature“ zu lesen: Mehr als drei Viertel der Gen-Varianten kamen in den vergangenen 5000 bis 10 000 Jahren auf – eben zu der Zeit, als die Landwirtschaft erfunden und die Menschen sesshaft wurden.

Mit dem neuen Lebensstil stieg die Zahl der Menschen auf Erden unaufhörlich – in den vergangenen 400 Generationen um ein Vielfaches. Derzeit sind es über sieben Milliarden Individuen. „ Mit entsprechend vielen Mutationen im Gen-Pool des Menschen“, wie Curnoe bemerkt. Genug Rohmaterial also, damit die Mechanismen der Evolution greifen konnten.

Der Australier spielt gedanklich Szenarien durch, die auf der Basis jener unzähligen Mutationen die Evolution des Homo sapiens künftig leiten könnten. „Selbst auf die Gefahr hin, dass ich als Futurist gebrandmarkt werde“, wie er erklärt. Und das sind die Faktoren des sogenannten Selektionsdrucks, die auf den Menschen wirken könnten:

· Klimawandel mit steigenden Temperaturen, Wetterextremen, möglichen Nahrungskrisen und Wassermangel,

· Missbrauch von Antibiotika in immer größer werdenden Beständen von Nutzvieh,

· Ausbreitung von Insekten, die Krankheitserreger übertragen,

· zunehmende Umweltverschmutzung, die größere Mengen von Chemikalien in Luft, Wasser und Nahrung mit sich bringt,

· ein Lebensstil mit wenig körperlicher Bewegung, der verstärkt auf technische Aktivitäten setzt.

Damit sich diese Faktoren auswirken können, braucht es Mutationen im Genom. Manche Gen-Veränderungen könnten unter dem jeweiligen Selektionsdruck Überlebensvorteile bieten – mit dem Resultat, dass sich ihre Träger erfolgreicher fortpflanzen als andere.

„Wenn der Selektionsdruck groß genug ist, etwa bei hoch tödlichen Infektionskrankheiten, kann das Ganze in wenigen Generationen passieren“, sagt Curnoe. Und fügt hinzu: „Das ist simple Darwin’sche Evolution.“ Andere Experten, darunter Gisela Grupe, sind skeptisch, was die Geschwindigkeit der Evolution betrifft, und reden eher von mehreren Hundert Generationen.

Welche Gene könnten die Evolution des Menschen vorantreiben? Als Erstes fallen dem Australier die Gene für „ Hitzeschockproteine“ ein. Sie schützen Zellen vor stresserzeugenden Umwelteinflüssen, zum Beispiel erhöhten Temperaturen, aber auch vor UV-Strahlung oder Schadstoffen. Hinzu kommen Gene, deren Varianten die Funktionen des Immunsystems regeln sowie Gene für Schweißdrüsen und Gene, die Skelett, Muskeln und Nervensystem beeinflussen.

Dann weist Curnoe auf einen Mechanismus jenseits der klassischen Darwin’schen Evolution hin, den Biologen in den vergangenen Jahren zunehmend prominent aufs Tablett gebracht haben: die Epigenetik. Demnach bestimmen chemische Signale am Gerüst der DNA, welche Gene abgelesen werden. Inzwischen mehren sich die Belege, dass epigenetische Veränderungen durch Umweltbedingungen und kulturelle Prozesse hervorgerufen und an die nächste Generation weitergegeben werden können.

Darren Curnoe sieht die Evolution des Menschen daher als „eine Mixtur aus natürlicher Selektion, kulturellen Prozessen und Epigenetik“. Gisela Grupe verweist auf eine neue Theorie, die Ähnliches besagt. „Wir beeinflussen die natürliche Evolution und schaffen uns durch Kultur neuen Selektionsdruck. Da gibt es Wechselwirkungen.“ Der Evolutionsbiologe Kevin Laland von der schottischen Universität St. Andrews hat diesen Trend in der biologischen Forschung mit angestoßen. Im Fachblatt „Nature Review Genetics“ schreibt er: „Die parallele Gen-Kultur-Evolution könnte sogar der vorherrschende Mechanismus in der jüngsten menschlichen Evolution sein.“ Und damit auch der künftigen menschlichen Evolution.

Hilfreiche Mutation: Milch verdauen können

Das beste Beispiel: Als Menschen in Europa vor 6000 Jahren anfingen, Rinder zu züchten, begannen sie auch, Milchprodukte zu sich zu nehmen – Nahrungsmittel, die sie bislang nicht verwerten konnten. Ihr Körper hörte nach der Kindheit auf, das Enzym Laktase herzustellen, das die Laktose in der Milch abbaut. Dann führten genetische Veränderungen dazu, dass die Laktase-Produktion im Erwachsenenalter nicht mehr eingestellt wurde. „Und das genetische Merkmal Laktose-Toleranz setzte sich durch“, sagt Axel Meyer. „Das muss für die entsprechenden Populationen ein großer Überlebensvorteil gewesen sein.“ Meyer zufolge sollen Menschen mit Laktose-Toleranz vier bis zehn Prozent mehr überlebende Kinder aufgezogen haben, weil sie besser ernährt waren. Wissenschaftlich bewiesen ist das zwar nicht zweifelsfrei, aber fest steht: In Bevölkerungsgruppen von Nord- und Ostafrika, bei denen vor etwa 10 000 Jahren die Ziegenzucht begann, spielte sich mehrfach und unabhängig voneinander das gleiche genetische Prozedere ab.

Ein anderes Beispiel ist die Sichelzellenanämie, eine Bluterkrankung, die durch eine Mutation in einem Gen verursacht wird und die Schutz vor Malaria bietet. Die krank machende Variante des Gens ist vor allem in Westafrika verbreitet, wo Malaria häufig vorkommt. Vor allem Bevölkerungsgruppen, die die Yam-Pflanze kultivieren, sind Träger der Mutation, berichtet Laland. In den für den Anbau benötigten Wasserstellen brüten viele Moskitos – die Malariagefahr ist groß. Gene, die im Gehirn aktiv sind, sind für Laland ebenfalls bevorzugte Angriffspunkte kulturell getriebener Evolution.

Anders als je zuvor weiß der Homo sapiens heute ungefähr, wie seine Zukunft aussehen könnte. Wenn es wohl auch nicht zu so eindrucksvollen biologischen Veränderungen kommen wird, wie sie der Futurist Nickolay Lamm heraufbeschwört, so meint Darren Curnoe doch: „Ich bezweifle stark, dass sich der Mensch jemals komplett von den Prinzipien der Evolution lösen kann.“ •

Wissenschaftsjournalist Klaus Wilhelm war als Kind fest davon überzeugt, dass wir irgendwann alle große Ohren haben werden – wie Mr. Spock von Raumschiff Enterprise.

von Klaus Wilhelm

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fes|ti|vo  〈[–vo:] Mus.〉 feierlich, festlich (zu spielen); Sy festoso ... mehr

Gra|nu|lom  〈n. 11; Med.〉 geschwulstartiges Granulationsgewebe, das meist durch Krankheitserreger od. Fremdkörper entsteht [zu lat. granulum ... mehr

Kür|bis|ge|wächs  〈[–ks] n. 11; Bot.〉 Angehöriges einer Familie der Cucurbitales, mit Ranken kletterndes, raublättriges Kraut mit großen, dickschaligen Beerenfrüchten (Kürbis, Melone, Gurke): Cucurbitaceae

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