Die doppelte verschachtelte Hierarchie

Beitrag des Monats: April 2000

von Ken Cox

Betreff:    Re: Können Sie die Evolution wissenschaftlich beweisen?
Newsgroups: talk.origins
Datum:       13. April 2000
Message-ID: 38F6071E.8ABDF9C3@research.bell-labs.com

"Bradley V. Stone" schrieb:
> Larry Handlin:
> > Wir sehen tatsächlich die verschachtelte Hierarchie von Arten, die sowohl relativ als auch absolut datiert sind – wie sollen wir sonst diese Beweise erklären?
> Wiederum sagen Sie, dass wir dies sehen, aber geben Sie mir bitte ein oder zwei Beispiele.
> Und ein Fuchs ist kein Pudel. Oder ein Adler ist kein Pinguin.

Ihre Beispiele machen mich etwas unsicher, da sie darauf hindeuten, dass Sie den Begriff "verschachtelte Hierarchie" nicht verstehen. Damit ist die Art von Muster gemeint, die entsteht, wenn man Merkmale einer Reihe verschiedener Arten betrachtet und die Arten nach ihrer Ähnlichkeit in diesen Merkmalen gruppiert.

Diese Art der Gruppierung wird seit mehreren hundert Jahren durchgeführt (im formellen Sinne; Menschen haben dies informell gemacht, zum Beispiel indem sie Gruppen wie „Vögel" und „Fische" erkannten, seitdem wir dies zurückverfolgen können). Der Haupteffort hat die Morphologie verwendet, das heißt, grobe Merkmale wie ob die Art aus Holz oder Fleisch besteht, oder wie viele Beine sie hat, oder wie ihre Zähne angeordnet sind, und so weiter.

Durch die Analyse der Morphologie stellen Sie fest, dass Arten eine baumartige Struktur bilden. Zum Beispiel stellen Sie fest, dass es eine riesige Gruppe von Arten gibt, die Zellen mit einem Zellkern besitzen. Diese werden als "Eukaryoten" bezeichnet. Sie stellen dann fest, dass Sie diese nach dem Vorhandensein oder Fehlen von Mitochondrien unterteilen können; und so weiter.

Schließlich gelangt man zu einer Gruppe von haarbesitzenden, Milch gebenden, Amnioten besitzenden, tetrapoden, kieferbesitzenden, Notochord besitzenden, mehrzelligen, nicht-chloroplastischen, mitochondrialen Eukaryoten, auch bekannt als „Säugetiere". Dann findet man innerhalb der Säugetiere, dass man diejenigen unterscheiden kann, die Eier legen, die Beutel haben und diejenigen, die lebende Junge zur Welt bringen; und man geht weiter, und schließlich landet man bei einer Gruppe von stummellosen, nach vorne gerichteten Augen, greifenden Pfoten, haarbesitzenden usw. Wenn man dann sehr genau auf ganz geringfügige Merkmale schaut (weil die wirklich großen Merkmale, wie das Mitochondrien zu haben und ein Wirbeltier zu sein und lebend gebärend zu sein und so weiter, bereits behandelt wurden), findet man, dass man diese Gruppe in Menschen, Schimpansen, Bonobos und Gorillas unterteilen kann.

Natürlich haben Sie auf dem Weg auch viele andere Gruppen definiert, die zu einem Zeitpunkt oder einem anderen nicht über eine bestimmte Kombination von Merkmalen verfügen, die zufällig zu den Menschen führten. Wenn Sie mit einer dieser Gruppen beginnen und deren Merkmale betrachten, könnten Sie etwas Ähnliches tun; zum Beispiel stellen Sie fest, dass unter den nicht-kletternden Säugetieren eine größere Untergruppe mit Hufen existiert, und innerhalb dieser Gruppe gibt es eine weitere Untergruppe mit Hörnern, und innerhalb dieser Untergruppe gibt es ein paar hundert Antilopenarten, die sich nur in geringfügigen Details unterscheiden.

Da Sie diese Art der Unterteilung in jeder Gruppe fortsetzen können, gelangen Sie zu der verschachtelten Hierarchie-Struktur. Das bedeutet, dass auf der obersten Ebene ein großer Bereich mit der Beschriftung "Leben" vorhanden ist. Innerhalb dieses Bereichs befinden sich weitere Bereiche mit den Beschriftungen "Archaea", "Eubakterien" und "Eukaryota". Innerhalb jedes dieser Bereiche gibt es weitere Bereiche. Und so weiter.

Nun, ein weiterer Ausdruck, den Sie vielleicht hören, ist "zwei ineinander verschachtelte Hierarchien". Die oben besprochene verschachtelte Hierarchie basiert, wie ich sagte, auf der Morphologie. Aber in der jüngsten Zeit sind wir in der Lage, einige zusätzliche Merkmale von Arten zu beobachten, ganz tief auf der biochemischen Ebene – Dinge wie die exakte Sequenz der 16S ribosomalen RNA innerhalb der Mitochondrien innerhalb der Zellen oder die exakte Sequenz des Cytochrom-C-Proteins. Diese RNA- und Proteinsequenzen werden von vielen Organismen geteilt – oder vielmehr, die Funktionen, die sie ausführen, werden geteilt, da die Sequenzen sich sehr stark unterscheiden können.

Diese Variation ist möglich, da nur wenige Teile der RNAs oder der Proteine durch ihre Funktion absolut eingeschränkt sind. Der Rest kann variieren, und tatsächlich zeigen einige experimentelle Molekültransplantationen zwischen Arten, dass diese Variationen einwandfrei funktionieren – das heißt, eine Weizenzelle funktioniert einwandfrei, wenn sie das Mausgen für die Produktion von Cytochrom-C besitzt, und ähnliches.

Nun können wir dieselbe Art von Ähnlichkeitsanalyse anwenden, die wir bei Knochen, Zähnen und Nägeln verwenden, auf diese Sequenzen (tatsächlich ist es in einer Hinsicht etwas einfacher, da es weniger Debatten über die gemessenen Merkmale gibt). Wenn dies durchgeführt wird, erhalten wir eine weitere verschachtelte Hierarchie.

Oder vielmehr, wir erhalten die gleiche verschachtelte Hierarchie. Das heißt, wenn Sie die Morphologie betrachten, stellen Sie fest, dass Menschen sich den Mäusen näher stehen als den Fischen, und dass wir uns beiden näher stehen als dem Weizen. Und wenn Sie diese Übung mit den Sequenzen wiederholen, erhalten Sie dieselbe Menge an Beziehungen.

Dies musste nun nicht geschehen – wie bereits erwähnt, hätte das Weizenprotein mit dem Protein der Maus genauso gut funktioniert, und umgekehrt. In diesem Fall hätten wir festgestellt, dass Menschen dem Weizen näher stehen als Mäuse. Es gibt also viele, viele mögliche Stammbäume, die könnten aus den Sequenzdaten resultieren. Aber derjenige, der tatsächlich resultierte, ist derselbe wie der, den wir durch die Morphologie erhalten.

Es gibt eine einfache Erklärung dafür unter Verwendung der Evolutionstheorie. Es gibt keine einfache Erklärung unter Verwendung von Design-Begriffen – oder vielmehr, alle Erklärungen enden damit zu sagen, dass der Gestalter aus allen möglichen Mustern zufällig dasjenige gewählt hat, das auch so aussieht, als wäre Evolution passiert.

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Ken Cox                  kcc@research.bell-labs.com

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