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Der große Filter

Viele Entwicklungsschritte hin zu komplexem Leben treten wohl mit hoher Wahrscheinlichkeit ein. Warum sehen wir dann keine Aliens?

Offenbar gibt es viele Himmelskörper, die potenziell bewohnbar sind. Mehr als 4000 Exoplaneten (Planeten außerhalb des Sonnensystems) sind bisher bekannt; viele von ihnen scheinen Gesteinsplaneten zu sein, auf deren Oberfläche flüssiges Wasser existieren kann. Geht man von dieser Stichprobe aus, könnten allein in der Milchstraße mehr als 30 Milliarden Sternsysteme bewohnbare Planeten haben. Selbst wenn nur jeder tausendste davon tatsächlich besiedelt wäre, ergäbe das dutzende Millionen belebte Welten.

Wieso bemerken wir dann nichts von Aliens? Damit befasst sich dieses Buch. Die Autoren postulieren: Wenn es dermaßen viele potenziell lebensfreundliche Himmelskörper gibt, aber nichts auf außerirdische Zivilisationen hindeutet, dann scheint es einen »großen Filter« zu geben, der technologisch fortgeschrittene Kulturen fast immer verhindert. Welcher von den vielen Entwicklungsschritten, die auf der Erde uns Menschen hervorgebracht haben, könnte dieser Filter sein? Das hinterfragen der Astrobiologe Dirk Schulze-Makuch von der TU Berlin und der Biochemiker William Bains vom MIT in Cambridge.

Innovationen des Lebens

Schulze-Makuch und Bains erörtern, ob die großen Entwicklungssprünge des Lebens jeweils wahrscheinlich oder unwahrscheinlich waren. Dazu zählen sie: die Entstehung erster zellähnlicher Strukturen, die »Erfindung« der Fotosynthese, die ersten Eukaryoten, das Aufkommen der geschlechtlichen Fortpflanzung, die ersten Vielzeller, den Aufstieg komplexer Tiere und Pflanzen, die Entstehung der Intelligenz und schließlich der technologisch fortgeschrittenen Intelligenz. Für jeden dieser Übergänge betrachten die Autoren, ob es sich um einen »Kritischen Weg« handelte (der Umbruch tritt ein, sobald seine Voraussetzungen erfüllt sind), um einen »Random Walk« (der Übergang erfolgt rein zufallsbedingt) oder um »Viele Wege« (diverse Kombinationen aus zufälligen Ereignissen können den Wandel herbeiführen, was ihn sehr wahrscheinlich macht).

Die meisten großen Entwicklungssprünge ließen sich wohl auf vielerlei Weise realisieren, legen die Autoren dar. So sei die Fähigkeit, Sonnenlicht einzufangen und seine Energie zu nutzen, wohl viermal unabhängig voneinander entstanden. Und zwar auf der Grundlage so unterschiedlicher Verbindungen wie Chlorophyll, Rhodopsin, Melanin und Carotinoiden.

Auch zu den Eukaryoten – jenen Lebewesen, deren Zellen einen echten Kern besitzen und räumlich stark untergliedert sind, und zu denen auch wir Menschen gehören – führten offenbar viele Wege. Sie gingen höchstwahrscheinlich aus Endosymbiosen hervor, also aus Lebensgemeinschaften, bei denen ein Organismus in den Zellen eines anderen überdauert. Wie die Autoren zeigen, tritt Endosymbiose in diversen Spielarten auf und ist weit verbreitet: Bakterien leben in anderen Bakterien oder auch in Zellen von Pilzen oder Tieren; Pilze leben in Pflanzenzellen; Archaeen nisten sich im Gewebe von Schwämmen ein und vieles mehr.

Aus solchen Betrachtungen schließen Schulze-Makuch und Bains, dass es sich bei fast allen wichtigen Entwicklungsschritten des Lebens um Viele-Wege-Prozesse handelte. Sie sollten deshalb auch auf anderen Himmelskörpern eintreten, sofern dort lange genug lebensfreundliche Bedingungen herrschen.

Es gebe jedoch zwei markante Ausnahmen, betonen die Autoren. Die erste sei der Ursprung des Lebens selbst. Obwohl es gute Hypothesen dazu gibt, wissen wir letztlich weder, wo auf der Erde das Leben entstand; noch, ob es überhaupt auf der Erde entstand; noch, wie oft das geschah (möglicherweise mehrmals, wobei sich aber nur eine Form durchsetzte und den Vorläufer aller heutigen Organismen hervorbrachte). Solange das unklar sei, ließe sich nicht ausschließen, dass die Entstehung des Lebens ein höchst unwahrscheinliches Random-Walk-Ereignis ist.

Die zweite Ausnahme betrifft den Übergang zur technologisch fortgeschrittenen Intelligenz. Dazu kam es auf unserem Planeten bisher offenbar nur einmal, und das erstaunt angesichts der großen Vielfalt der irdischen Organismen und der langen Zeit, in der die Evolution wirkte. Vielleicht, spekulieren die Autoren, liege der »große Filter« hier. Zum einen sei Intelligenz nicht immer von Vorteil – sie sei instinktiven Reflexen hinsichtlich Schnelligkeit und Zuverlässigkeit unterlegen, und sie erfordere komplexe Nervensysteme, die viele Ressourcen verschlängen. Der hohe Preis, der für Intelligenz zu zahlen sei, lohne sich nur, wenn generalisierbare Strategien gefragt sind, und das sei wohl seltener der Fall als zumeist angenommen.

Zum anderen sei denkbar, dass der »große Filter« noch vor uns liege, so Schulze-Makuch und Bains. Vielleicht existieren technologisch fortgeschrittene Zivilisationen nur für relativ kurze Zeit, beispielsweise weil sie ihre Ressourcengrundlagen rasch zerstören. In diesem Fall könnte es sein, dass sie zwar häufig entstehen, sich untereinander aber schlicht verpassen.

Das sparsam bebilderte Buch geht mit seinen rund 240 Seiten nicht sehr tief ins Detail, gibt aber einen Einblick in die Debatte und lässt sich Interessierten zur Einführung empfehlen. Naturwissenschaftliche Vorkenntnisse sind angeraten, da die Autoren wie selbstverständlich mit Begriffen wie »Hauptreihenstern« oder »Translation« operieren. Die Übersetzung aus dem Englischen überzeugt nicht durchweg und wirkt bisweilen etwas erratisch. In jedem Kapitel listen die Autoren weiterführende Literatur auf; das Sachverzeichnis und das umfangreiche Glossar am Ende des Buchs erweisen sich als nützlich.

Hinweis der Redaktion: Spektrum der Wissenschaft und Springer Science+Business Media gehören beide zur Verlagsgruppe Springer Nature. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Rezensionen. Spektrum der Wissenschaft rezensiert Titel aus dem Springer-Verlag mit demselben Anspruch und nach denselben Kriterien wie Titel aus anderen Verlagen.

28/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 28/2019

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