Evolution: Ursprungsforschung und Naturalismus

Experten: Methodik der historischen Forschung

Zusammenfassung: In diesem Artikel wird gezeigt, wie vergangene Abläufe rekonstruiert werden können und welche Grenzen dieser Forschung gesetzt sind. Trotz formaler Ähnlichkeiten von Theorien über Vergangenheit mit Theorien über Gegenwartsprozesse weisen historische Rekonstruktionen einen Reihe von Besonderheiten gegenüber der Erforschung von Gesetzmäßigkeiten gegenwärtig ablaufender Prozesse auf. Dies hat Konsequenzen für die wissenschaftstheoretische Bewertung des Status von Evolutionstheorien.

Inhalt

Begriffsklärungen

In diesem Artikel ist gelegentlich vom Evolutionsparadigma und vom Schöpfungsparadigma die Rede. Unter „Evolutionsparadigma" kann die Anschauung verstanden werden, dass alle Lebensformen von andersartigen Vorläufern abstammen und letztlich auf einen oder allenfalls sehr wenige einzellige Vorläufer abstammungsmäßig zurückgehen. Weiter soll dieser Begriff bezüglich der Evolutionsmechanismen die allgemeine Aussage beinhalten, dass der Evolutionsprozess durch ausschließlich natürliche Prozesse erfolgte. Das „Evolutionsparadigma" impliziert jedoch keine bestimmten Vorstellungen über die Ablaufformen und die Mechanismen der Evolutionsvorgänge. Das sind Inhalte von Evolutionstheorien, die im Rahmen des Evolutionsparadigmas entwickelt werden und sehr verschieden ausfallen können.

Unter Schöpfungsparadigma wird ein von Naturgesetzen nicht ableitbares ins-Dasein-Kommen (der ursprünglichen Lebewesen) durch Befehle Gottes („durch das Wort") verstanden. Wie im Rahmen des Evolutionsparadigmas können auch im Rahmen des Schöpfungsparadigmas konkrete prüfbare Hypothesen und Theorien aufgestellt werden (Näheres dazu im „Genesisnet“-Artikel). Sie werden als „Grundtypenbiologie" zusammengefasst (vgl. VII.16.3 und VII.16.4. im Lehrbuch).

Der Bezug zu empirischen Daten

Naturwissenschaften arbeiten empirisch. Das heißt: Ihre Aussagen müssen einen Bezug zu beobachtbaren Tatsachen haben. Gegenstand der Naturwissenschaft ist der Bereich der Natur, der sich durch systematische Forschung gesetzmäßig beschreiben lässt. Um diese Gesetze zu gewinnen, ist es notwendig, von „Daten" oder „empirischen Befunden" auszugehen. Diese werden durch Naturbeobachtung oder gezielte Experimente gewonnen.

Die zugrundeliegenden Beobachtungen müssen wiederholbar und vom Beobachter unabhängig sein. Diese Forderungen gelten auch für die Beobachtung von Daten, die mit vergangenen Geschehnissen in Verbindung gebracht werden (z. B. Fossilfunde, Sequenzen von Makromolekülen usw.), auch wenn die vergangenen Abläufe selbst nicht wiederholbar sind. Mit wiederholbarer Beobachtung ist also nicht gemeint, dass beispielsweise von einer fossil erhaltenen Art immer wieder neue Exemplare gefunden werden, sondern dass die betreffenden Funde verschiedenen Bearbeitern zugänglich sein müssen (und nach Möglichkeit ein Konsens über die Ergebnisse erzielt werden sollte, was bereits Schwierigkeiten bereiten kann). Diese Bedingung zielt zum Beispiel darauf ab, dass Fossilfunde der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden müssen, wenn sie in der Wissenschaft berücksichtigt werden sollen, und dass Behauptungen über empirische Befunde von jedem entsprechend geschulten Forscher nachvollzogen werden können.

In der Praxis haben Hypothesen und Theorien meistens eine Vorrangstellung vor der Ermittlung von Daten, da sich aus ihnen die Forschungsrichtungen und -ziele sowie die zu erwartenden empirischen Befunde ableiten (Deduktion). Daher werden Theorien als auch als hypothetico-deduktive Systeme bezeichnet. Das heißt: Aus Theorien werden Schlussfolgerungen abgeleitet (Deduktion), die empirisch überprüft werden können. Diese Vorgehensweise wird auch als sog. „Hempel-Oppenheim-Schema" der Erklärung bezeichnet (auch kurz H-O-Schema), benannt nach dem Philosophen C. G. Hempel (1905-1997) und dem Wissenschaftstheoretiker Paul Oppenheim (1885-1977).

Die Geschichte des Lebens kann nur bedingt mit Methoden der empirischen Wissenschaften rekonstruiert werden. Denn die Entstehung sowie die Geschichte der Lebewesen auf unserem Planeten ist einmalig, nicht reproduzierbar und nicht direkt beobachtbar. Es ist ja nicht möglich, die Geschichte der Lebewesen genauso wie heutige Tatsachen durch experimentelle Studien oder durch direkte Beobachtung zu rekonstruieren.

Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Gesetzt den Fall, man könnte im Labor ein Lebewesen de novo herstellen. Dadurch könnte allenfalls gezeigt werden, auf welche Weise Leben entstehen kann und wie es auf der Urerde entstanden sein könnte. Ob es aber wirklich so gewesen ist, ob die Randbedingungen im Labor mit denen auf einer frühen Erde vergleichbar sind usw. ist damit aber nicht gezeigt. Ein „Beweis" wäre nur möglich, wenn man mit einer Zeitmaschine in die Vergangenheit reisen und ein Entwicklungsgeschehen genauso wie gegenwärtige Vorgänge untersuchen könnte. Der Nachweis, wie das Leben auf der Erde entstanden ist, kann so nicht geführt werden. Denn die damaligen Randbedingungen werden vermutlich für immer weitgehend unbekannt sein.

Erforschung von Gegenwart und Vergangenheit im methodischen Vergleich

Die Informationen über die Geschichte des Lebens werden aus geologischen Schichtfolgen, Fossilien, dem Bau und dem Erbgut der Lebewesen u. a. gewonnen. All dies liefert Indizien, die für die Rekonstruktion der vergangenen Ereignisse und Abläufe herangezogen werden können. In diesem Sinne ist Ursprungsforschung methodisch der Geschichtswissenschaft vergleichbar. Wir werden daher im folgenden den normalerweise für die Menschheitsgeschichte gebrauchten Begriff „historisch" für die Erforschung der Geschichte der Lebewesen verwenden, also für die Erforschung von Prozessen und Abläufen, die in der ferneren Vergangenheit abgelaufen sind oder sein sollen.

Die Naturgeschichtsforschung greift auf Ergebnisse der Naturwissenschaften zurück:

Es werden Daten gesammelt, die zu Bausteinen in einer historischen Rekonstruktion werden können. Im Rahmen des Evolutionsparadigmas befasst sich die historische Evolutionsforschung mit solchen Daten. Dabei kann es sich um Fossilien handeln; aber auch Daten über den Bau, die Embryogenese oder das Erbgut heute lebender Arten werden maßgeblich herangezogen.

Auf dem Gebiet der kausalen Evolutionsforschung (Ursachenforschung) wird empirisch gearbeitet. Es ist möglich, Mechanismen und Vorgänge, die eine Höherentwicklung der Organismen bewirken sollen, im Freiland oder experimentell zu untersuchen. Daraus ergeben sich weitere Daten zum Verständnis der Geschichte der Lebewesen.

Die Methode der Naturwissenschaft umfasst auf empirischer Seite die systematische Beobachtung des Naturgeschehens, gezielte Messungen und Experimente, und auf der theoretischen Seite die wissenschaftliche Begriffs- und Theorienbildung. Dazu gibt es einige Parallelen zu historischen Rekonstruktionen, allerdings bestehen bedeutsame Unterschiede:

Experimente zu den historischen Abläufen sind grundsätzlich nicht möglich. Die Möglichkeit der Prüfung ist damit eingeschränkt, mit entsprechend größeren Unsicherheiten sind daher aber auch teilweise die getroffenen Aussagen behaftet. Das gilt auch für manche nicht-historische Theorien (Schwarze Löcher, Meteorologie), denn auch dort ist die Testbarkeit eingeschränkt. Man könnte einwenden, es seien Simulationsexperimente möglich. Das trifft zwar zu, aber solche Experimente zeigen höchstens auf, was unter bestimmten Randbedingungen möglich ist, nicht aber, ob diese Randbedingungen in der Vergangenheit realisiert waren und ob die als möglich erwiesenen Abläufe wirklich geschehen sind.

Es gibt keine Möglichkeit zur Reproduktion der Abläufe. Man kann die Geschichte des Lebens nicht noch einmal von vorne starten lassen. Dagegen wird wiederum eingewendet, dass die Unmöglichkeit der Reproduktion nicht an der Historie liege, sondern an der Kompliziertheit des untersuchten Forschungsgegenstandes, also an der Komplexität der Wechselwirkung von Systemen. Doch dieser Einwand ändert nichts an der Tatsache, dass die Testbarkeit u. U. extrem eingeschränkt ist. Außerdem sei daran erinnert, dass eine Reproduktion der mit der Theorie verknüpften Beobachtungen in jedem Fall gegeben sein muss. Bei Gegenwartsprozessen kann darüber hinaus auch der untersuchte Vorgang reproduziert werden (das gilt in gewissem Sinne selbst für Phänomene, die als Schwarze Löcher gedeutet werden, denn die entsprechenden Beobachtungen können auch wiederholt an verschiedenen Objekten gemacht werden). Bei einmaligen Vorgängen in der Vergangenheit ist das nicht möglich. Darüber hinaus können hier Daten aufgrund späterer Prozesse unwiederbringlich verloren gehen.

Der untersuchte Gegenstand (der vergangene Ablauf) ist einmalig; gesetzhafte Aussagen („Wenn X eintritt, dann geschieht Y") sind daher nicht möglich, da hier regelhafte (immer wieder gleichförmig verlaufende) Prozesse nicht Gegenstand der Untersuchungen sind. Es gibt zwar „Evolutionsregeln" wie die Dollosche Regel oder die Copesche Regel, aber dazu gibt es viele Ausnahmen; von Gesetzen kann nicht gesprochen werden. Einzelhypothesen, die in ein Ablaufszenario eingebettet sind, können dagegen leichter prüfbar sein, z. B. gegenwärtige Struktur-Funktions-Beziehungen, die in phylogenetischen Hypothesen berücksichtigt werden müssen; oder es kann anhand von Beobachtungen an heutigen Ökosystemen beispielsweise die Plausibilität von Selektionsbedingungen abgeschätzt werden, die in der Vergangenheit bei evolutionären Veränderungen eine Rolle gespielt haben könnten.

In der historischen Forschung muss extrapoliert werden, um Aussagen über vergangene Prozesse machen zu können. Auch an diesem Sachverhalt kommt der Unterschied zwischen Gegenwartsanalyse und Geschichtsrekonstruktion zum Tragen, wie Rieppel & Grande (1994, 228) anhand des Evolutionsparadigmas deutlich machen: „Microevolutionary process is sometimes observable, while macroevolutionary process (e. g., speciation) is never definitively observable, but is instead an extrapolation of microevolutionary processes to explain phylogenetic patterns." Die Autoren stellen weiter fest (S. 231f.): „How do we know what taxa are, how new species originate, and how natural groups diversify through speciation? All we observe are organisms, their geographic occurrence, their characters ..., and the change those characters undergo during individual development (ontogeny)." (Das Beispiel der Artbildung im Zitat von Rieppel & Grande eignet sich allerdings nicht als Beispiel für Makroevolution.)

Extrapolationen in die Vergangenheit sind nur möglich, wenn bestimmte Randbedingungen zugrundegelegt werden. Die Glaubwürdigkeit der Extrapolationen steht und fällt damit, inwieweit die Randbedingungen zutreffen. Die historischen Randbedingungen sind aber nicht direkt zugänglich und müssen hypothetisch vorgegeben werden. Als Beispiel sei die Reaktivierbarkeit von Mikroorganismen aus sehr alten Gesteinen genannt. Auf der Basis heutiger Kenntnisse aus der Molekularbiologie und Biochemie kann man extrapolieren, dass Mikroorganismen nur eine begrenzte Zeit haltbar sind, wenn sie von Wasser- und Nahrungszufuhr abgeschnitten sind. Wie kann man vor diesem Hintergrund mit den mittlerweile zahlreichen Befunden umgehen, dass Millionen Jahre (bis zu einer halben Milliarde Jahre) alte Mikroorganismen noch kultivierbar sind? (Binder 2001). Nach gegenwärtigem Verständnis müsste eine Extrapolatione auf der Basis heute bekannter Gesetzmäßigkeiten zum Schluss führen, dass die hohen Alter nicht zutreffen. Alternativ könnte eine Kontamination angenommen werden, obwohl das in vielen Fällen als ausgeschlossen gilt. Oder es waren unbekannte Mechanismen am Werk, welche die Bakterien in einem „subvitalen" Zustand erhalten konnten, der ein Überleben über Jahrmillionen hinweg ermöglicht. Gab es also in der Vergangenheit besondere, uns bislang unbekannte Randbedingungen, die die Lebensfähigkeit dieser Mikroorganismen erhalten haben? Auf welcher Basis soll also extrapoliert werden?

Die Datenbasis ist oft sehr schmal und kann oft nicht gezielt erweitert werden. Beispielsweise stehen von der Fossilgeschichte einer Art in vielen Fällen nur wenige bruchstückhafte Momentaufnahmen zur Verfügung, also nur winzige Bruchteile eines längeren Vorgangs, der erschlossen werden soll. Dagegen konnte z. B. die Fruchtfliege Drosophila schon über tausend Generationen hintereinander experimentell studiert werden.

Wenn die Datenbasis schmal ist, bietet sie unter Umständen mehrere verschiedene Möglichkeiten, die vorliegenden Daten in ein stimmiges Ablauf-Szenario einzubauen. Man kann diese Situation mit einem Schaukasten vergleichen, der vor einem Kino steht. Darin mögen fünf oder sechs Szenenfotos abgebildet sein. Ohne einen beigefügten Text wird man sich schwer tun, daraus eine Handlung zu rekonstruieren, und noch viel weniger wird eine solche Rekonstruktion in eindeutiger Weise möglich sein. Andererseits gibt es aber auch die Erfahrung, dass es bei zunehmender Datenfülle immer schwieriger wird, ein widerspruchsfreies Ablaufszenario zu entwickeln („The more you know the harder it is" – Clark Howell). Ein beredtes Beispiel dafür liefert die Entwicklung der Paläanthropologie der letzten 20 Jahre (vgl. Hartwig-Scherer & Scherer 2003).

Die Testbarkeit von Hypothesen über vergangene Abläufe ist nur sehr eingeschränkt gegeben. Beispielsweise kann man leicht überprüfen, ob der sogenannte Urvogel Archaeopteryx eine Merkmalsmischung aus Dinosaurier- und vogeltypischen Merkmalen besitzt. Dies ist durch direkte Beobachtung möglich. Dagegen ist die Frage, ob der Urvogel von Dinosauriern abstammt, allenfalls indirekt im Rahmen komplexer Theorien testbar. Bock (2000a, 478) stellt in diesem Sinne fest: „... it is argued that test of historical-narrative evolutionary explanations, including classifications and phylogenies, is generally difficult to impossible because of the lack of the necessary objective empirical observations."

Es sind kaum Vorhersagen und kaum strikte Falsifizierungen möglich. In vielen Fällen können höchstens Retrodiktionen formuliert werden, also Erwartungen über Dinge, die früher passiert sein müssen oder Erwartungen von Fossilfunden, die man entdecken sollte, wenn die zugrundeliegende Hypothese zutrifft.

Dazu ein Beispiel: Jahrzehntelang gab es folgende Hypothese über die Entstehung von Vierbeinern aus Fischen: Die Vorfahren der Vierbeiner waren einem ökologischen Stress durch Austrocknen der Tümpel, in denen sie lebten, ausgesetzt. Diejenigen Fische, die in der Lage waren, mit etwas veränderten Flossen zum nächsten Tümpel zu kriechen, konnten überleben. Unter diesem Auslesedruck sollen sich die Landextremitäten gebildet haben. Damit war eine der nötigen Voraussetzungen für die Eroberung des Festlandes gegeben. Wie konnte eine solche Hypothese geprüft werden? Offenkundig enthielt sie viele spekulative Elemente und war nur sehr schwammig formuliert. Dennoch konnte man aus ihr die Vorhersage ableiten, dass Extremitäten mit Fingern nur bei mindestens teilweise landlebenden Wirbeltieren vorkommen würden. So hat man das in der Paläontologie auch lange gesehen. Später wurden dann aber Wirbeltiere entdeckt, die eine typische Vierbeiner-Extremität (mit Fingern) besaßen, aus deren sonstigem Körperbau aber ein ausschließliches Wasserleben gefolgert werden musste. Daher vermuten Evolutionstheoretiker nun, die Vierbeiner-Extremität sei bereits bei ausschließlich im Wasser lebenden Tetrapoden entstanden (Clack 2002). Doch auch dieses Szenario ist kaum prüfbar; es kann nur eine Plausibilitätsbetrachtung vorgenommen werden, bei der die relevanten Fossilfunde berücksichtigt und Selektionsdrücke plausibel gemacht werden müssen (Junker 2005). Das alte Szenario ist damit auch nicht endgültig widerlegt, es ist nur noch unplausibler geworden, als es ohnehin schon war.

Schlussfolgerungen

Wesentliche Besonderheiten der historischen Forschung in der Biologie bestehen in zwei Punkten:

1. Die Randbedingungen sind historisch einmalig und können für jedes Merkmal und jede Art verschieden sein.

2. Gesetzhafte Aussagen über die vergangenen Abläufe können im Bereich der Makroevolution nicht als gesichert gelten.

Aus diesen Gründen stellt sich die Rekonstruktion vergangener Abläufe methodisch in mancher Hinsicht anders dar als die Erforschung gegenwärtiger, regelhafter Vorgänge. Nur in sehr formaler Hinsicht kann eine methodische Gleichheit von Gegenwartsanalyse und historischer Rekonstruktion behauptet werden (vgl. Hübner 1975). So kann die hypothetico-deduktive Methode (Hempel-Oppenheim-Schema; s.o.) in beiden Fällen angewendet werden. Wissenschaftliche Erklärungen beinhalten Ableitungen von Ereignissen aus Randbedingungen und allgemeinen Gesetzesaussagen. Wie dargelegt fehlt aber von den vergangenen Geschehnissen eine sichere Kenntnis der Randbedingungen. Und welche allgemeinen Gesetze es gibt, die anwendbar sind, steht oft zur Disposition.

Man könnte die genannten Unterschiede in der Erforschung von Gegenwart und Vergangenheit an der Verschiedenheit der Komplexität des untersuchten Gegenstandes festmachen. Naturwissenschaft hätte es demnach mit relativ einfachen, Geschichtswissenschaft dagegen mit sehr komplexen Systemen zu tun. Die Unterschiede sind an den Extremen aber so groß, dass sie mehr als nur quantitativer Natur sind. Um es beispielhaft auf den Punkt zu bringen: Die Gesetzmäßigkeit beim freien Fall ist methodisch wohl kaum noch auf gleiche Weise erforschbar wie die Gesetzmäßigkeit, die zur Entstehung einer Vogelfeder führt (sollte es eine solche überhaupt geben). Ein übergreifendes Wissenschaftskonzept müsste daher sehr flexibel gestaltet werden, wenn es die Extreme in der Komplexität der Forschungsgegenstände umfassen soll.

Man kann auch folgende Schlussfolgerung ziehen: Wird der Unterschied zwischen Natur- und Geschichtswissenschaft methodisch völlig eingeebnet, würde das heißen, dass die Gesamtgeschichte des Lebens aus erfolgreich getesteten Gesetzmäßigkeiten abgeleitet werden müsste. Das aber liefe de facto darauf hinaus, dass die Geschichte des Lebens nicht erforschbar wäre. Denn die Geschichte ist zu komplex, um ihre Abläufe gesetzmäßig beschreiben zu können. Außerdem sind die Randbedingungen in der Regel viel zu wenig bekannt, um hypothetische Gesetzmäßigkeiten anwenden zu können (s.o.).

Die geschilderten Besonderheiten historischer Forschung führen noch zu einer weiteren wichtigen Schlussfolgerung: Bei historischen Fragestellungen sind nur Plausibilitätsbetrachtungen möglich. Die Erfahrung zeigt, dass dabei subjektive Einschätzungen eine relativ große Rolle spielen können.

Historisch-narrative und nomologisch-deduktive Erklärungen

Manche Autoren unterscheiden im Zusammenhang mit Ursprungsfragen in der Biologie zwischen „nomologisch-deduktiven" und „historisch-narrativen" Erklärungen (z. B. Szalay & Bock 1991).

Nomologisch-deduktive Erklärungen (N-D E) sind solche, die auf hypothetische Gesetzmäßigkeiten (nomos = Gesetz) Bezug nehmen, aus welchen konkrete testbare Schlussfolgerungen abgeleitet (deduziert) werden. Diese werden dann durch Freilandbeobachtungen oder Laborexperimente überprüft.

Historisch-narrative Erklärungen (H-N E) dagegen versuchen das vorhandene Belegmaterial durch ein mutmaßliches historisches Ablaufszenario (eine Erzählung = lat. narratio) zusammenzufügen, wobei solche Szenarien bekannten Gesetzmäßigkeiten nicht widersprechen dürfen (Bock 2000a, 482). Die Plausibilität von historisch-narrativen Erklärungen hängt also davon ab, ob und wie sie nomologisch-deduktive Aspekte berücksichtigen.

Bock (2000b, 34) betont, dass sich H-N E scharf von N-D E unterscheiden und daher beide separat analysiert werden müssen. N-D E gelten für Universalien, hängen nicht von der vergangenen Geschichte der Objekte ab, die erklärt werden sollen, und ihre Prämissen werden als generell gültig angenommen.

Weiter wird gefordert: H-N E müssen relevante N-D E benutzen. Ihre Objekte sind jedoch Singularitäten und betreffen definierte räumlich-zeitliche Positionen (Bock 2000b, 35). Das heißt aber auch, dass H-N E abgewiesen werden können, wenn die N-D E, auf die Bezug genommen wird, sich nicht bewährt haben. Das wiederum heißt konkret: Die historische Evolutionsforschung darf nicht von der kausalen abgekoppelt werden. „Hence any H-N evolutionary explanation is absolutely dependent on well-tested and corroborated N-D Es, both functional and evolutionary" (Bock 2000b, 41). Als Beispiel nennt Bock (2000b, 40) die sog. „Kritische Evolutionstheorie" der Frankfurter Arbeitsgruppe für Phylogenetik: „A notable exception to ignoring functional explanations is found in the extensive analysis of phylogenetic reconstruction of many groups of animals by members of the Frankfurt Group under the leadership of Professor Wolfgang Gutmann in that their H-N evolutionary explanations are firmly based on N-D functional explanation" (Bock 2000b, 40).

Bock (2000b, 35) nennt folgende Aspekte von H-N E:

H-N E sind historisch, das heißt frühere Ereignisse beeinflussen spätere.

Zu H-N E können nur Wahrscheinlichkeitsaussagen über ihre Gültigkeit gemacht werden. (Es kann sein, dass widersprüchliche N-D E zugrundgelegt werden oder dass es Unsicherheiten über Randbedingungen gibt, s. o.)

H-N E müssen auf relevanten N-D E aufgebaut werden; diese bilden zusammen mit den empirischen Daten die Basis für die Prüfung.

H-N E sind nicht generell gültig (z. B. wenn man wüsste, wie die Homoiothermie bei den Säugetieren entstanden ist, wüsste man deshalb noch nicht, wie sie bei den Vögeln entstanden ist).

Als Beispiel für die Problematik von H-N E nennt Bock (2000a, 478) Theorien zur Entstehung der Vogelfeder: „Because of the lack of knowledge about the roles and ecological relationships of protofeathers and of the most primitive feathers, it is not possible to test strongly either of these theories, or others as proposed in this symposium, against objective empirical evidence to determine which is falsified or is the most probable" (Bock 2000a, 478).

Aus der aktuellen Diskussion über „Kreationismus" und „Intelligent Design" sei ein weiteres Beispiel herausgegriffen, das „Gesetz der rekurrenten Variation" (Lönnig 1995). Dieses Gesetz beschreibt das Phänomen des häufigen Wiederkehrens derselben Mutationen; die Anzahl der verschiedenen Mutanten nähert sich dabei asympotisch einer Maximalzahl. Dieses Gesetz ist empirisch sehr gut belegt. Diese vielfach dokumentierte Regelhaftigkeit des Mutationsgeschehens deutet auf ein begrenztes Variationspotential der Lebewesen hin. Evolutionäre Erklärungen können an diesem Gesetz nicht vorbei, wenn sie eine relevante N-D E nicht einfach ignorieren wollen. Dies gilt umso mehr, als es eine umfassende N-D E für Makroevolution (vgl. II.4.3 im Lehrbuch und Mikro- und Makroevolution) nicht gibt. Wesentliche Inhalte der Evolutionsanschauung sind nur beschreibend, und die evolutionären Interpretationen der Daten können allenfalls als plausible, oft nur als mögliche, keinesfalls aber als zwingende Deutungen gelten. In dieser Situation kommt den N-D E eine besondere Bedeutung zu, denn sie geben einen maßgeblichen Hinweis darauf, welche H-N E überhaupt diskutabel ist. Dennoch bezweifelt Neukamm (2005) den Wert des Gesetzes der rekurrenten Variation für die Evolutionsbiologie. Es sei bestenfalls dann plausibel, „wenn alle genannten Evolutionsbelege unter den Tisch fallen". Doch hier operiert Neukamm mit einer Voraussetzung, die nicht gegeben ist: Die Evolutionsbelege sind nämlich nicht stichhaltig (Junker & Scherer 2006) und sprechen nicht zwingend für Makroevolution. Sie fallen auch keineswegs unter den Tisch, sondern stehen für alternative Deutungen offen. Vor diesem Hintergrund kann eine empirisch vielfach erfolgreich getestete (und falsifizierbare) Gesetzmäßigkeit wie das Gesetz der rekurrenten Variation nicht einfach übergangen werden.

Die Plausibilität des Gesetzes der rekurrenten Variation hängt im übrigen nicht von der Stichhaltigkeit der Evolutionsbelege ab, sondern davon, wie gut es sich gegen Falsifikationsversuche behauptet hat. Und in dieser Hinsicht steht dieses Gesetz sehr gut da. Diese Einschätzung hat nichts mit „naivem Empirismus" zu tun, wie Neukamm (2005) meint. Vielmehr ist es gerade ein Kennzeichen naturwissenschaftlicher Gesetze, dass sie sich auf zahlreiche empirische Daten berufen.

Falsifizierung von H-N E

Sowohl N-D E als auch H-N E sind gemessen am Abgrenzungskriterium für Wissenschaftlichkeit nach Popper insofern wissenschaftlich, als beide Tests und Falsifizierung (= Widerlegungen) anhand objektiver, empirischer Daten erlauben (Bock 2000b, 35). Allerdings sind solche Tests bei H-N E oft sehr schwierig und nicht zwingend. Darüber hinaus wird die Möglichkeit einer Falsifizierung von H-N E von manchen Autoren verneint – entgegen anderslautender Statements in der Literatur. H-N E werden nicht durch Falsifizierung getestet, sondern gewöhnlich durch Bestätigungen durch weitere stützende Daten (Bock 2000b, 35; vgl. Szalay & Bock 1991, 8). Ebenso halten Mahner & Bunge (2000, 341) die Synthetische Evolutionstheorie in ihrer allgemeinen Form nur für bestätigbar, nicht für widerlegbar.

Rieppel (1997) schreibt zu dieser Problematik: „Because History is a unique process, predictions are impossible, and falsificationism in a strict sense cannot apply." Über den Cladismus stellt er fest: „Additional measures have been introduced, not to test, but to support hypotheses of relationships, such as bootstrapping, jackknifing, the Bremer decay index, and stratigraphy. All these measures reflect a verificationist perspective. No bootstrap value, no decay index, and no missing fossil will ever have the power to refute any hypothesis of relationship. In that sense, these support measures transcend the limits of empirical knowledge, and lay claim to truth." (Im Anhang zu diesem Artikel finden sich weitere Statements aus der Literatur.) An dieser Stelle kann auch darauf hingewiesen werden, dass auch sehr niedrige Konsistenz-Index-Werte von Cladogrammen (= Ähnlichkeitsbäume, die aufgrund von Merkmalsvergleichen erstellt werden) (das bedeutet das zahlreiche Vorkommen von Konvergenzen (= mehrfach unabhängiges Auftreten baugleicher Merkmale)) als nicht weiter problematisch für das Evolutionsparadigma betrachtet werden. Das Merkmalsspektrum kann sehr unterschiedlich verteilt sein, ohne dass eine Falsifizierung des Evolutionsparadigmas erwogen wird.

Sind H-N E überhaupt Erklärungen?

Mahner & Bunge (2000) gehen noch etwas weiter als Bock und betrachten H-N E gar nicht als Erklärungen, sondern als bloße Beschreibungen (S. 343f.). Theorien stellen die allgemeinen Mechanismen von Vorgängen dar und beinhalten nicht nur Beschreibungen; dies müsse hervorgehoben werden, „weil bloße Beschreibung allzu oft als Theorie durchgeht" (S. 337). Im Blick auf die Evolutionstheorie stellen diese Autoren fest, dass es zwar die Selektionstheorie und die Populationsgenetik als umfassende Theorien gebe, andere Komponenten der Evolutionstheorie aber „in bloßer Historiographie bzw. in der Rekonstruktion der Phylogenese" bestünden. Nötig wären aber eine Theorie der Mutation und eine Theorie der Entwicklung (S. 337). Da viele Komponenten der Evolutionstheorie nur beschreibend seien, nehme es daher „nicht wunder, dass oft geglaubt wird, die ET [Evolutionstheorie] beinhalte sogenannte narrative Erklärungen anstelle deduktiv-nomologischer. Doch ohne Bezug auf Mechanismen sind evolutionäre Szenarios und phylogenetische Rekonstruktionen bestenfalls Beschreibungen, aber keine Erklärungen. Als solche gehören sie in die Naturgeschichte (genauer: Naturgeschichtsschreibung) und nicht zur ET, die eine Theorie über die Mechanismen der Evolution ist und sein sollte. Falls erklärend, werden evolutionäre Modelle Gesetze und Mechanismen umfassen, obwohl diese nicht unbedingt deduktiv-nomologisch formuliert sein müssen" (Mahner & Bunge 2000, 343f.). Einige Teildisziplinen der Synthetischen Theorie wie die funktionelle Morphologie, Ökologie oder Entwicklungsbiologie scheinen eher deskriptiv als theoretisch und mechanismisch zu sein (S. 335).

Aus den Ausführungen von Mahner & Bunge kann man folgern, dass die (hypothetische) Makroevolution der Lebewesen bislang nicht theoretisch beschrieben ist. Denn Selektionstheorie und Populationsgenetik, die als umfassende Theorien gelten können, stehen in keinem nachgewiesenen Zusammenhang mit Makroevolution (und haben ihren Platz auch im Rahmen des Schöpfungsparadigmas!). Andere Bestandteile der Evolutionsanschauung sind nur beschreibend (Mahner & Bunge [2000, 335] nennen die funktionelle Morphologie, Ökologie und Entwicklungsbiologie).

Hier macht sich der Unterschied zwischen Gegenwartsanalyse und Geschichtsrekonstruktion deutlich bemerkbar. Solange es keine kausalen Gesetzesaussagen über das Auftreten von Mutationen gibt, sind evolutionstheoretisch keine Vorhersagen, sondern nur Deutungen im Nachhinein möglich. Aber auch die hypothetische evolutionäre Vergangenheit lässt sich nicht von Gesetzmäßigkeiten ableiten. Das hat einen theoretischen und einen praktischen Grund. Zum einen hängt der Evolutionsprozess von zahllosen Zufällen ab: Welche Mutationen treten gerade auf? Welche Umweltbedingungen herrschen gerade? usw. (vgl. Mahner & Bunge 2000, 343). Zum anderen wissen wir viel zu wenig über die vergangenen Randbedingungen. Selbst wenn wir über eine umfassende Kausaltheorie der Evolution verfügen würden, fehlten uns die jeweiligen Ausgangsbedingungen, um konkrete Prognosen zu liefern. Mahner (1986, 42) schreibt dazu: „Im Gegensatz zu den sogenannten ‘exakten’ Wissenschaften ergibt sich für die Evolutionstheorie eine besondere Schwierigkeit bei der Kausalerklärung. Wenn man auch hier dem Schema der deduktiv-nomologischen Erklärung folgen will, müsste für jedes Merkmal eines Lebewesens gezeigt werden, unter welchen Randbedingungen die Merkmalsevolution durch das Zusammenspiel der bekannten Evolutionsfaktoren in jedem Einzelschritt verlaufen ist und wie der ‘Umbau’ von Strukturen bei voller Gewährleistung ihrer Funktionalität und Adaptivität in jedem Zwischenstadium stattgefunden hat. Gerade die Randbedingungen, wie z.B. ökologische Wechselbeziehungen und andere historische Umstände und Zufälle aller Art, sind dabei in jedem Einzelfall nicht nur anders, sondern auch einmalig und mithin konstitutiv für das zu betrachtende biologische System, d.h. der Biologe kann kein allgemeingültiges Problemlösungsverfahren geben wie die Physiker, für den die Randbedingungen mehr oder weniger austauschbar sind." Das Besondere an vergangenen Vorgängen ist ihre Einmaligkeit und die Unmöglichkeit, ihre Abläufe durch Gesetzmäßigkeiten vorherzusagen oder auch im Nachhinein aus jeweiligen Vorbedingungen abzuleiten. Gould (1991) geht sogar soweit (und dürfte damit nicht alleine stehen) und behauptet, dass die Evolution ganz anders verlaufen würde, würde man sie ein zweites Mal auf dem Stand des Kambriums beginnen lassen.

Wenn evolutionstheoretisch im Bereich Makroevolution aber de facto nur Beschreibungen hypothetischer vergangener Abläufe und mithin nur Deutungen im Nachhinein möglich sind, kann diese Vorgehensweise im Rahmen des Schöpfungsparadigmas nicht kritisiert werden. Denn in beiden Paradigmen gilt: Es fehlt eine umfassende Kausaltheorie und es liegen Indizien vor, die in ein Gesamtbild eingeordnet werden. Mahner & Bunge (2000, 341) stellen folgerichtig fest: „Da die ET ein System von Theorien ist, nimmt es nicht wunder, wenn sie nur indirekt geprüft werden kann, nämlich durch Tests der Teiltheorien. Doch selbst diese Teiltheorien sind nur schwer zu überprüfen. [...] Ähnliches gilt für die Synthetische Theorie, die in ihrer allgemeinen Form nur bestätigbar, aber nicht widerlegbar ist."

Aus alledem kann gefolgert werden: Wenn es für den Evolutionsablauf keine allgemeingültige N-D E gibt, dann ist das Evolutionsparadigma wissenschaftstheoretisch gesehen in keiner anderen Situation als das Schöpfungsparadigma.

Interessanterweise sprechen Mahner & Bunge (2000, 342) davon, dass es neben direkten Belegen „Indizienbelege" und „historische Belege" für die Evolutionstheorie (i. S. des Evolutionsparadigmas nach unserer Definition am Anfang dieses Kapitels) gebe. Dabei betreffen die direkten Belege nur den mikroevolutiven Bereich (vgl. II.4.3 im Lehrbuch und Mikro- und Makroevolution), sie sind also nicht spezifisch für das Evolutionsparadigma. Die von den Autoren genannten Indizienbelege wiederum haben keinerlei Beweiskraft und erlauben großenteils auch Deutungen im Rahmen des Schöpfungsparadigmas. Wir kommen zum Ergebnis, dass Makroevolution methodisch anders begründet wird als Hypothesen und Theorien von Gegenwartsprozessen.

Trotz aller genannten Einschränkungen halten Mahner & Bunge an der Wissenschaftlichkeit des Evolutionsbiologie fest, da von Gesetzesaussagen Gebrauch gemacht werde, die in anderen Disziplinen formuliert wurden (Mahner & Bunge 2000, 344); ganz im Sinne der oben referierten Ausführungen von Bock (2000a; 2000b) über die Verflochtenheit von H-N E mit N-D E. Dies gelte selbst wenn die Evolutionsbiologie keine eigenen Gesetzesaussagen produzieren würde. „[D]ie Evolutionsbiologie wäre immer noch eine wissenschaftliche Disziplin, weil sie von Gesetzesaussagen aus Genetik, Entwicklungsbiologie, Selektionstheorie, usw. Gebrauch macht" (Mahner & Bunge 2000, 344). Genau dies trifft aber auch auf das Schöpfungsparadigma zu.

Fazit

Aus dem Gesagten kann eine Reihe von Schlussfolgerungen gezogen werden:

– Historische Theorien können kaum strikt falsifiziert werden, da es nur schwer möglich ist, strikt verbotene Aussagen zu formulieren.

– Historische Theorien sagen bestimmte zu beobachtende Daten in der Regel nicht eindeutig voraus, sondern können meist nur ungefähre Erwartungen angeben. Die Daten werden gewöhnlich erst im Nachhinein im Rahmen historischer Theorien gedeutet.

– Historische Theorien können nur auf Plausibilität untersucht werden; dabei können subjektive Einschätzungen nicht ausgeschaltet werden. In der Praxis bemühen sich die Wissenschaftler daher um Verifizierung im Sinne einer Plausibilitätssteigerung.

– Historische Theorien können nicht völlig von Mechanismenfragen abgekoppelt werden. H-N E müssen N-D E berücksichtigen.

– Aus erfolgreichen Tests untergeordneter spezieller Hypothesen ergibt sich keine logisch zwingende Bestätigung des zugrundeliegenden Paradigmas, sondern lediglich eine Stärkung der Plausibilität.

ANHANG 1: Zur Diskussion im Internet

Neukamm (2003; 2005) begründet die methodologische Gleichartigkeit von Geschichts- und Gegenwartsforschung wie folgt: Geschichts- und Gegenwartsforschung stünden vor ein und demselben wissenschaftstheoretischen Problem, das die methodologische Gleichbehandlung ihrer Fragestellungen erzwinge: Beide hätten einen jenseits aller Erfahrung liegenden, im Transempirischen verborgenen Erkenntnisgegenstand zu rekonstruieren. Der Wissenschaftler könne nur die Folgerungen, die aus den Theorien resultieren, anhand der Beobachtung prüfen, er müsse also die Beobachtungen im Lichte seiner Theorien „deuten" (hypothetico-deduktive Methode).

Neukamm zieht zur Verdeutlichung einen Vergleich heran: So könne beispielsweise ein Chemiker zwar im Experiment chemische Reaktionen beobachten und gesetzmäßig beschreiben, so wie ein Biologe im Wandel des Fossilienbestandes Gesetzmäßigkeiten feststellt. Um solche Beobachtungen aber einer Erklärung zuzuführen, müssen beide Wissenschaftler Theorien voraussetzen, die die Gesetzmäßigkeiten auf die Existenz metaphysischer und nicht erfahrbarer Elemente (im einen Fall auf Atome und Moleküle, im anderen Fall auf transspezifische Evolution) zurückführen. Niemand sei dabei gewesen, als sich die Arten wandelten, aber auch niemand sei auf der elementaren Ebene dabei, wenn sich die Materie wandelt, daran ändere auch die Wiederholbarkeit eines Experiments nichts. Deshalb könne ein Chemiker ebensowenig die Existenz der postulierten Atome theoriefrei aus dem Experiment ableiten, wie ein Biologe die postulierte „Makroevolution" theoriefrei aus der Beobachtung erschließen kann. Somit sei die methodische Rekonstruktion evolutionshistorischer Prozesse nicht verschieden von der methodischen Rekonstruktion der „atomaren Wirklichkeit".

Der Vergleich zwischen Atomen und Molekülen einerseits und der Geschichte des Lebens andererseits (und ähnliche Vergleiche, die Neukamm in diversen Internetbeiträgen zieht) ist jedoch grob irreführend. In der Wissenschaftstheorie wird nämlich die indirekte Zugänglichkeit zu Atomen, Elementarteilchen oder auch unsichtbaren Objekten im Weltraum und die Zugänglichkeit zu vergangenen Abläufen strikt getrennt (Th. Jahn, pers. Mitt.). Im Falle der subatomaren Teilchen spricht man vom Problem der theoretischen Entitäten, während wir es im Falle vergangener Abläufe mit dem Problem geschichtlichen Entitäten (Ereignisse) zu tun haben. Im ersteren Falle sind Abläufe und Ereignisse – z.B. messbare Änderungen im Reagenzglas, Spuren in Nebelkammern, Ausschlagen von Instrumenten etc. – sichtbar und nur die dahinter angenommen Entitäten stehen in Frage. Dagegen verhält es sich bei vergangenen Ereignissen genau umgekehrt: die Entitäten wie Fossilien, Ablagerungen usw. sind direkt sichtbar, jedoch nicht die Abläufe, die als Erklärung für die jeweilige sichtbare Entität dienen. Zwar wird in beiden Fällen theoriegeleitet vorgegangen, doch impliziert Theoriegeleitetheit in den Wissenschaften nicht Methodengleichheit. Bei Atomen, Elementarteilchen geht es um Modelle, die helfen, Phänomene zu beschreiben und zu verstehen; bei der Geschichte dagegen geht es darum, ob etwas wirklich passiert ist.

Um weiter zu verdeutlichen, weshalb die Unterscheidung zwischen Gegenwartsanalyse und Geschichtsrekonstruktion sinnvoll ist, sollen hier zwei Beispiele aufgegriffen werden, die auch im Text angesprochen werden.

An dem Fossil des Archaeopteryx („Urvogel") kann direkt und reproduzierbar beobachtet werden, dass es sich um eine Mosaikform handelt. Die entsprechenden Merkmale können analysiert und mit Merkmalen anderer Lebewesen vergliche werden. Strittige Fragen können am Objekt selbst diskutiert werden usw. Eine ganz andere Frage ist, ob diese Mosaikform als evolutionäre Übergangsform interpretiert werden kann, d. h. ob sie sich einem einer vergangenen Generationenkette befindet, an deren „Anfang" irgendwelche Reptilien und an deren „Ende" andere Vögel standen. Diese Frage kann nicht in gleicher Weise behandelt werden, wie die Frage, welche Merkmalskombination Archaeopteryx aufweist und ob er als Mosaikform betrachtet werden kann.

Im zweiten Beispiel geht es um Ursuppen-Simulationsexperimente: Ein Chemiker kann jederzeit (reproduzierbar) unter mutmaßlichen (genau definierten), simulierten Ursuppen-Bedingungen Versuche durchführen und feststellen, welche Moleküle (z. B. Aminosäuren) dabei entstehen. Eine ganz andere Frage ist, ob auf einer hypothetischen frühen Erde vergleichbare Konstellationen vorhanden waren, unter denen solche Prozesse ablaufen konnten, die der Chemiker heute im Labor simuliert, und ob es eine solche Erde überhaupt gab.

ANHANG 2: Zitate zur wissenschaftstheoretischen Sonderstellung des Evolutionsparadigmas

„Systematical biology and evolutionary research are rather historical science than strict natural science in the sense of Popper, and therefore imply hermeneutic procedures (or ‘mutual enlightenment’ sensu Hennig) rather than falsificationism (Hoffmann & Reif 1988)" (Bechly 2000, 3). Die komplexen Probleme der Phylogenie und Evolution können weder auf pseudo-objektive Computeralgorithmen reduziert noch als strikt falsifizierbare Hypothesen formuliert werden (Bechly 2000, 9).

„Thus counterexamples from the actual practice of biological research contradict all those philosophical analyses which consider the entire biology as a methodologically uniform science" (Hoffman & Reif 1988, 192). „Van Valen (1982) distinguishes between the molecular-physiological and the evolutionary halves of biology. In the evolutionary half, '... the underlying theme is in some way evolution. This contrasts with molecular-physiological biology, where the focus is on how an organism works rather than how it came to work that way or why it does so ..." (Hoffman & Reif 1988, 192).

„Evolution is a historical process that cannot bei proven by the same arguments and methods by which purely physical or functional phenomena can be documented" (Mayr 2001, 13).

„Zwischen Physik und Biologie – beides Zweige der Naturwissenschaft – gibt es mehr Unterschiede als zwischen Evolutionsbiologie (einer Naturwissenschaft) und Geschichte (einer Geisteswissenschaft)" (Mayr 2000, 65).

Carr (1961) formulierte fünf Unterschiede zwischen Geschichte und Wissenschaft (zit. nach Mayr 2000, 65): 1. Geschichte befasst sich mit dem Besonderen, Wissenschaft mit dem Allgemeinen; 2. Geschichte erteilt keine Lektionen; 3. Geschichte ist, anders als Wissenschaft, zu keinen Vorhersagen fähig; 4. Geschichte ist notwendigerweise subjektiv, während Wissenschaft objektiv ist; 5. Geschichte berührt, anders als Wissenschaft, auch religiöse und moralische Fragen. Mayr: „Die Aussagen 1, 3 und 5 treffen ... auf die Evolutionsbiologie ebenso zu wie auf die Geschichte."

Literatur
Bechly G (2000)
Mainstream Cladistics versus Hennigian Phylogfenetic Systematics. Stuttg. Beitr. Naturkd. Ser. A, Nr. 613, 1-11.
Binder H (2001)
Dornröschenschlaf bei Mikroorganismen? Stud. Int. J. 8, 51-55.
Bock WJ (2000a)
Explanatory history of the origin of feathers. Am. Zool. 40, 478-485.
Bock WJ (2000b)
explanations in historical science. In: Peters DS & Weingarten M (eds) Organisms, Genes and Evolution. Stuttgart, S. 3-42.
Clack JA (2002)
Gainig Ground. Bloomington and Indianapolis.
Gould SJ (1991)
Zufall Mensch. München.
Hartwig-Scherer S & Scherer S (2003)
Evolution des Menschen ohne Zwischenglieder? Stud. Int. J. 10, 86-88.
Hoffmann A & Reif W-E (1988)
The methodology of the biological sciences: Form an evolutionary biological perspective. N. Jb. Geol. Paläont. Abh. 177, 185-211.
Hübner K (1975)
Grundlagen einer Theorie der Geschichtswissenschaften. In: Simon-Schaefer R & Zimmerli WC (Hg) Wissenschaftstheorie der Geisteswissenschaften. Konzeptionen, Vorschläge, Entwürfe. Hamburg, S. 101-131.
Junker R (2005)
Vom Fisch zum Vierbeiner – eine neue Sicht zu einem berühmten Übergang. Teil 3: Tetrapoden des Unterkarbons, unklare Selektionsdrücke und andere evolutionstheoretische Probleme. Stud. Int. J. 12, 11-18.
Junker R & Scherer S (2006)
Evolution – ein kritisches Lehrbuch. Gießen.
Lönnig WE (1995)
Mutationen: Das Gesetz der rekurrenten Variation. In: Mey J, Schmidt R & Zibulla S (Hg) Streitfall Evolution. Stuttgart, S. 149-165.
Mahner M (1986)
Kreationismus. Inhalt und Struktur antievolutionistischer Argumentation. Berlin.
Mahner M & Bunge M (2000)
Philosophische Grundlagen der Biologie, Springer-Verlag, Berlin.
Mayr E (2000)
Das ist Biologie. Heidelberg, Berlin. (Original 1997)
Mayr E (2001)
What Evolution Is. New York.
Neukamm M (2003)
Der Antievolutionismus: Über dessen Definition von Naturwissenschaft und die Beschränkung auf das experimentell oder direkt Beobachtbare. http://www.martin-neukamm.de/empirismus.htm (Stand 7. 11. 2003)
Neukamm M (2005)
Affäre Max Planck – und kein Ende? http://www.evolutionsbiologen.de/max-planck.pdf (Zugriff am 21. 4. 2005)
Rieppel O (1997)
Falsificationist versus verificationist approaches to history. J. Vert. Paleont. 17, 71A.
Rieppel O & Grande L (1994)
Summary and comments on systematic pattern and evolutionary process. In: Rieppel O & Grande L (eds) Interpreting the hierarchy of nature. San Diego, pp 227-255.
Szalay FS & Bock WJ (1991)
Evolutionary theory and systematics. relationships between process and pattern. Z. zool. Syst. Evolut.-forsch. 29, 1-39.

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Letzte Änderung: 03.04.2008
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