Evolution: Motor Variation
Bislang rätselten Wissenschaftler, warum im Computer simulierte Evolutionsprozesse selbst für einfachste Veränderungen immense Zeitspannen benötigten - viel zu lange, um die heutige Vielfalt der Lebewelt zu erklären. Das allerdings ist kaum verwunderlich, wenn der Hauptantrieb jeglichen Wandels fehlt.
© Howard Falcon-Lang (Ausschnitt)
Es ist schon ein paar Jahre her, dass Menschen das Ende der Welt anhand der Daten aus der Bibel auf den Tag genau berechneten und erwarteten. Irgendwann mehrten sich jedoch verwunderte Fragen, warum sich beispielsweise Muschelschalen auf Berggipfeln finden – weitab vom nächsten Strand – und in Gestein erhaltene Geschöpfe, die zwar ähnlich, aber nicht ganz so aussehen wie heutiges Gewächs, Gekreuch und Gefleuch.
Und doch dauerte es noch ein paar Jahre mehr, bis sich die Vorstellung behaupten konnte, dass die Welt nicht etwa nach sechs arbeitsreichen Schöpfungstagen und einem kurzen Feiertag fix und fertig in den Startlöchern lag, sondern sich über Jahrmilliarden entwickelt hatte – mit manchem Rückschlag und mancher Sackgasse. Die damalige Kühnheit des Gedankens können wir heute nur noch erahnen.
Evolution virtuell belegen
Der Streit um das richtige Konzept jedoch wird noch immer – oder besser gesagt: wieder – erbittert geführt. Evolutionsgegner behaupten gern, es gebe keine Beweise für die langsame Veränderung von Organismen als Antwort auf die Lebensbedingungen in ihrer Umwelt. Ein Vorwurf, den Evolutionsbiologen nur noch kopfschüttelnd konstatieren.
Doch wenn schon Beispiele aus Mutter Natur nicht akzeptiert werden, wie wäre es dann mit Modellen? Simulationen, die unbeeindruckt vor sich hin rechnen und schließlich eine kleine binäre, in jedem Schritt nachvollziehbare Erdgeschichte ausspucken? Ganz im Trend, möglichst alles und jedes noch so Komplexe irgendwie in mehr oder weniger passende Funktionen zu pressen.
Es gelang durchaus, solche Entwicklungslinien mit virtuellen Organismen zu erzeugen, deren "Genome" sich im Laufe der Zeiten veränderten und weiter entwickelten. Allerdings häufig mit einem entscheidenden Schönheitsfehler: So manche Evolution fand nur in extremer Zeitlupe statt, selbst einfachste Umgestaltungen zogen sich teils über tausende Generationen hin. In einem solchen Schneckentempo konnte aber unmöglich die heutige Vielfalt unserer Lebewelt entstanden sein. Eins zu Null für einen intelligenten Schöpfer?
Faktor Umwelt
Wenn, dann als Eigentor seitens der Modellierer. Zumindest klingen die als neu vermeldeten Erkenntnisse von Uri Alon vom Weizmann-Institut in Rehovot und seinen Kollegen danach.
Alons Team berichtet erfreut, sie hätten die Geschwindigkeit von Evolutionsprozessen erfolgreich steigern können, indem sie das Ziel, auf das ein Prozess ausgerichtet war, flexibel gestalteten. Am effektivsten waren sie, wenn sich das Ziel schrittweise derart veränderte, dass es immer noch einige Aspekte des vorangegangenen enthielt. Und je komplexer die Anforderung, desto fixer reagierten die Systeme in die richtige Richtung.
Nun ist die Programmierung solcher Simulationen alles andere als ein Kinderspiel und jeder Fortschritt hinsichtlich Wirklichkeitsnähe eine feine Sache. Das Fazit der hochkomplexen Rechenoperationen aber fällt reichlich banal aus: "Die Studie lässt vermuten, dass sich verändernde Umgebungsbedingungen maßgeblich zur Geschwindigkeit natürlicher Evolution beitragen könnte." Hurra, die In-silico-Evolutionsforscher haben die Rolle der Umwelt entdeckt?
Anpassung als Überlebensstrategie
Bevor nun jemand auf den bösen Gedanken kommt, das hätten sie nicht etwa schon vorher gewusst, schreiben sie: "Natürliche Evolution findet normalerweise in Umgebungen statt, die sich in Raum und Zeit verändern." So müssten beispielsweise auf Organismenebene dieselben Subziele wie Fressen, Paaren und Fortbewegung in jedem neuen Lebensraum erfüllt werden, aber mit verschiedenen Nuancen und Kombinationen. Oder Zellen müssten schließlich Adhäsion und Kommunikation trotz unterschiedlicher Signale in jeglichem Gewebe zustande bringen.
Wie schön, dass nun also auch die virtuelle Welt bestätigt, was die reale seit Jahrmilliarden praktiziert: Neues zu entwickeln und sich anzupassen, wenn sich die äußeren Einflüsse wandeln. Schließlich überlebt nur der, welcher am besten mit den herrschenden Bedingungen zurecht kommt. Darwin brauchte für diese Erkenntnis keinen Computer. Und die Simulation keine höhere Macht.
Und doch dauerte es noch ein paar Jahre mehr, bis sich die Vorstellung behaupten konnte, dass die Welt nicht etwa nach sechs arbeitsreichen Schöpfungstagen und einem kurzen Feiertag fix und fertig in den Startlöchern lag, sondern sich über Jahrmilliarden entwickelt hatte – mit manchem Rückschlag und mancher Sackgasse. Die damalige Kühnheit des Gedankens können wir heute nur noch erahnen.
Evolution virtuell belegen
Der Streit um das richtige Konzept jedoch wird noch immer – oder besser gesagt: wieder – erbittert geführt. Evolutionsgegner behaupten gern, es gebe keine Beweise für die langsame Veränderung von Organismen als Antwort auf die Lebensbedingungen in ihrer Umwelt. Ein Vorwurf, den Evolutionsbiologen nur noch kopfschüttelnd konstatieren.
Doch wenn schon Beispiele aus Mutter Natur nicht akzeptiert werden, wie wäre es dann mit Modellen? Simulationen, die unbeeindruckt vor sich hin rechnen und schließlich eine kleine binäre, in jedem Schritt nachvollziehbare Erdgeschichte ausspucken? Ganz im Trend, möglichst alles und jedes noch so Komplexe irgendwie in mehr oder weniger passende Funktionen zu pressen.
Es gelang durchaus, solche Entwicklungslinien mit virtuellen Organismen zu erzeugen, deren "Genome" sich im Laufe der Zeiten veränderten und weiter entwickelten. Allerdings häufig mit einem entscheidenden Schönheitsfehler: So manche Evolution fand nur in extremer Zeitlupe statt, selbst einfachste Umgestaltungen zogen sich teils über tausende Generationen hin. In einem solchen Schneckentempo konnte aber unmöglich die heutige Vielfalt unserer Lebewelt entstanden sein. Eins zu Null für einen intelligenten Schöpfer?
Faktor Umwelt
Wenn, dann als Eigentor seitens der Modellierer. Zumindest klingen die als neu vermeldeten Erkenntnisse von Uri Alon vom Weizmann-Institut in Rehovot und seinen Kollegen danach.
Alons Team berichtet erfreut, sie hätten die Geschwindigkeit von Evolutionsprozessen erfolgreich steigern können, indem sie das Ziel, auf das ein Prozess ausgerichtet war, flexibel gestalteten. Am effektivsten waren sie, wenn sich das Ziel schrittweise derart veränderte, dass es immer noch einige Aspekte des vorangegangenen enthielt. Und je komplexer die Anforderung, desto fixer reagierten die Systeme in die richtige Richtung.
Nun ist die Programmierung solcher Simulationen alles andere als ein Kinderspiel und jeder Fortschritt hinsichtlich Wirklichkeitsnähe eine feine Sache. Das Fazit der hochkomplexen Rechenoperationen aber fällt reichlich banal aus: "Die Studie lässt vermuten, dass sich verändernde Umgebungsbedingungen maßgeblich zur Geschwindigkeit natürlicher Evolution beitragen könnte." Hurra, die In-silico-Evolutionsforscher haben die Rolle der Umwelt entdeckt?
Anpassung als Überlebensstrategie
Bevor nun jemand auf den bösen Gedanken kommt, das hätten sie nicht etwa schon vorher gewusst, schreiben sie: "Natürliche Evolution findet normalerweise in Umgebungen statt, die sich in Raum und Zeit verändern." So müssten beispielsweise auf Organismenebene dieselben Subziele wie Fressen, Paaren und Fortbewegung in jedem neuen Lebensraum erfüllt werden, aber mit verschiedenen Nuancen und Kombinationen. Oder Zellen müssten schließlich Adhäsion und Kommunikation trotz unterschiedlicher Signale in jeglichem Gewebe zustande bringen.
Wie schön, dass nun also auch die virtuelle Welt bestätigt, was die reale seit Jahrmilliarden praktiziert: Neues zu entwickeln und sich anzupassen, wenn sich die äußeren Einflüsse wandeln. Schließlich überlebt nur der, welcher am besten mit den herrschenden Bedingungen zurecht kommt. Darwin brauchte für diese Erkenntnis keinen Computer. Und die Simulation keine höhere Macht.
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