Frankfurter Evolutionstheorie

Die Frankfurter Evolutionstheorie baut auf der in den 1970er und 1980er Jahren von Wolfgang Friedrich Gutmann entwickelten „Kritischen Evolutionstheorie“ auf. Im Vordergrund der Forschung stehen konstruktionsmorphologische Untersuchungen der Bau- und Funktionsweise von Lebewesen. Lebewesen werden untersucht, als ob sie energiewandelnde Maschinen wären. Die wesentlichen Komponenten der Frankfurter Evolutionstheorie sind:
Ein Organismusbegriff, der zur Bestimmung des Arbeitsgegenstandes dient (Lebewesen als energiewandelnde Konstruktionen)
Eine Rekonstruktionstheorie, die zur Rekonstruktion evolutionsgeschichtlicher Abläufe dient (konstruktionsmorphologische Ableitungen)
Ein dynamisches Verständnis des Evolutionsprozesses, der als schrittweiser, irreversibler Wandel niemals unterbrochen sein darf.

Aus dieser Betrachtungsweise heraus ergibt sich ein grundsätzlich anderes Verständnis von Anpassung und Umwelt, als dies in der klassischen Evolutionstheorie üblich ist. Lebewesen sind nicht etwa an ihre Umwelten angepasst, sondern Lebewesen dringen nach Maßgabe der Leistungsfähigkeit ihrer Körperkonstruktion in erreichbare Lebensräume ein, und gestalten diese maßgeblich mit.
Die als methodische Grundlage der Frankfurter Evolutionstheorie entwickelte Konstruktions-Morphologie betrachtet die Lebewesen auf einer ingenieursmäßigen, bauplantechnischen Ebene. Eine wichtige Rolle spielen bei dieser Betrachtung hydraulische Systeme, das heißt flüssigkeitsgefüllte Körperhohlräume (zum Beispiel Leibeshöhle, Coelom). In der Evolution können solche hydraulischen Einheiten nicht beliebig entstehen und verschwinden, sondern nur schrittweise (d.h. im Rahmen hydraulischer Prinzipien) gewandelt werden.
Auf dieser biomechanisch/physikalisch fundierten Grundlage ist es möglich, bei einer konstruktionsmorphologischen Betrachtung von Lebewesen die Körperkonstruktion, das heißt ihren funktionalen Aufbau, zu erfassen und mögliche (= funktionstüchtige) evolutionäre Wandlungen von unmöglichen (= dysfunktionalen) evolutionären Wandlungen zu unterscheiden. Somit ist eine schrittweise Rekonstruktion der Evolutionsgeschichte der Lebewesen möglich, in der es primär um die Veränderung von Organismen (Anagenese), und nicht um die Verzweigungsfolge von Evolutionslinien (Kladogenese) geht. Anagenese und Kladogenese sind also zwei sich gegenseitig ergänzende Themen der phylogenetischen Forschung oder Evolutionsgeschichtsforschung, und es hängt vom Rekonstruktionsziel ab, welche Forschungsmethode bevorzugt wird.
Bei konstruktionsmorphologisch begründeten Rekonstruktionen kann insbesondere die Bauplan- oder Makroevolution detailliert diskutiert werden, da es beim Übergang von einem Bauplan zum nächsten meist zu tiefgreifenden Veränderungen kommt, deren Einzelschritte aus biomechanischen Gründen in einer geordneten Weise abgelaufen sein müssen (ginge es nur um beliebigen Austausch von Merkmalen, würde Biomechanik keine Rolle spielen). In Ausnahmefällen sind auch Rekonstruktionen bis auf die Ebene von Familien, Gattungen oder Arten, also der Mikroevolution, möglich.

Begründet wurde die Frankfurter Evolutionstheorie durch eine am Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg tätige Arbeitsgruppe. Hierzu zählten Wolfgang Friedrich Gutmann (1935–1997), Klaus Bonik, Jens Lorenz Franzen, Manfred Grasshoff, Dieter Mollenhauer und Stefan Peters.
Die ersten aus diesem Ansatz hervorgegangenen Ergebnisse sind auch als Hydroskelett-Theorie oder Wurmtheorie in die zoologische Literatur eingegangen. Von Bedeutung ist an dieser Stelle der auf dem 15. Phylogenetischen Symposium in Erlangen (1970) ausgetragenen Archicoelomaten-Streit, in der der erste auf dem Hydraulik-Prinzip beruhende Stammbaum den merkmalsmorphologisch begründeten Stammbäumen der klassischen Zoologie gegenüber gestellt wurde. Seitdem gilt die Hydroskelett-Theorie als Außenseiterposition, sie kann aber seit den 1990er Jahren starke Unterstützung durch molekularbiologische Daten für sich beanspruchen (während man die in den 1970er Jahren dominierende Archicoelomaten-Theorie auf dieser Basis als widerlegt betrachten muss).

Die Frankfurter Evolutionstheorie wurde nach dem Tod von Wolfgang F. Gutmann im Jahre 1997 durch eine neue Arbeitsgruppe am Forschungsinstitut Senckenberg weiterentwickelt und in vielerlei Hinsicht präzisiert. An diesen Arbeiten sind insbesondere Manfred Grasshoff, Michael Gudo, Mathias Gutmann, Tareq Syed und Michael Weingarten beteiligt.
Derzeit werden die Forschungen in diesem Bereich in der ersten Ausgründung (Spin-off) des Forschungsinstitutes Senckenberg, der Morphisto – Evolutionsforschung und Anwendung GmbH fortgeführt. Diese GmbH betreibt ein Institut für Evolutionswissenschaften und tätigt weitere Forschungen auf dem Gebiet der Frankfurter Evolutionstheorie und Konstruktionsmorphologie.

Zu den wichtigsten Forschungsergebnissen der Frankfurter Evolutionstheorie ist eine grundsätzlich revidierte Betrachtung der Bauplanevolution zu zählen, derzufolge von einer allmählichen Komplexitätssteigerung oder Höherentwicklung im Tierreich nicht mehr gesprochen werden kann. In der Folge ist z.B. die Konfiguration von Nervensystemen kein Kriterium mehr, um auf eine urtümliche oder abgeleitete evolutionäre Stellung eines Tieres zu schließen. Im Jahre 1992 wurde eine Gesamtschau der Evolution des Tierreiches in Form eines Posters publiziert, das viele Ergebnisse heutiger molekularbiologischer Stammbäume (New Animal Phylogeny) vorweggenommen hat. Sowohl im konstruktionsmorpholgischen Modell als auch in der New Animal Phylogeny gibt es keine Verzweigungsfolge, die mit dem Prinzip „von einfach zu komplex“ begründbar wäre, eher kam es in vielen Linien zu sekundären Vereinfachungen, die im Rahmen der Frankfurter Evolutionstheorie mit Ökonomisierungen der Körperkonstruktion zu erklären sind.
Im Zentrum der Evolutionsgeschichte der Tiere steht demnach ein gallertig aufgebautes vielzelliges Tier, der sogenannte Gallertoide, von dem aus sich die Hauptevolutionslinien des Tierreiches herleiten lassen. Entscheidend ist hierbei, dass dieser erste vielzellige Organismus nicht einfach nur ein „Vielzeller“ ist, sondern eine relativ komplexe Tierkonstruktion, deren Körper aus Bindegewebe und mehr oder minder differenzierten Zellen, in einem Folgestadium auch aus Flüssigkeitsfüllungen (in Form von Kanälchen) besteht. Eine spezifische Schlussfolgerung dieses Modells besteht zum Beispiel darin, dass das sogenannte Mesoderm früher als allgemein angenommen entstand und die klassische Großeinteilung der Tiere in Diplo- und Triploblasten irreleitend sein dürfte. Entwicklungsgenetische Daten über hochkonservierte mesodermale Transkriptionsfaktoren unterstützen neuerdings diese schon in den 1970er Jahren vorgelegte, konstruktionsmorphologisch begründete Rekonstruktion.
Weitere Innovationen seitens der Frankfurter Evolutionstheorie bzw. der im Rahmen dieser Theorie durchgeführten Forschungen sind in der Ableitung der Chordaten von metameren statt von oligomeren Vorläufern, der Neusortierung der Deuterostomier (insbesondere der Ausschluss der Kranzfühler aus den Deuterostomia) und in der Herleitung fast aller Bilateria von einem metameren Vorläufer zu sehen (die einzige Ausnahme wären bestimmte Plattwurmgruppen).
Die Ergebnisse der konstruktionsmorphologischen Ableitungen werden bis heute von vielen Zoologen kritisch betrachtet, wenngleich diese biomechanisch fundierten Ergebnisse weitaus besser zu den neueren molekularbiologischen Ergebnissen passen, als die traditionellen Stammbaumvorschläge zur Bauplanevolution.

Weitere Evolutionstheorien finden sich hier.

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