Fragen und Antworten

Göttinger Forscher zur Evolution: Eine Lebensform vor dem ersten Leben

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. Marc Timme, Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation. Foto: nh

Göttingen. Aus einem genetischen Chaos entstand mehr oder weniger zufällig die erste biologische Art – irgendwann vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren.

Forscher am Göttinger Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation haben ein Erklärungsmodell entwickelt, wie das geschehen konnte. Fragen und Antworten dazu.

Krempelt das Modell die Evolutionstheorie von Charles Darwin um? 

Nein, es ergänzt Darwins Theorie von der Entstehung des Lebens. Er ging von einem frühen Einzeller, dem Ur-Vorfahren aller heute existierenden Lebewesen, aus. Das stellen die Göttinger Forscher vom Institut für Dynamik und Selbstorganisation um Prof. Dr. Marc Timme nicht in Frage. Sie beschäftigte die Frage, wie es zum ersten Lebewesen kommen konnte und schlagen nun nach mathematischen Berechnungen und Modellen eine Theorie vor.

Wie stellte sich Darwin die Entwicklung vor? 

Sie ist in seiner Skizze vom Baum des Lebens aus 1837 überliefert und zeigt, wie aus existierenden Arten immer wieder neue entstanden sind. Der Stammbaum wurde zum Leitbild der Evolutionsforschung und steht für den gemeinsamen Ursprung aller Lebewesen und ihre Verwandschaft bis in die Gegenwart. Die Wurzel des Stammbaums ist eine eigene Art früher Einzeller.

Wie funktionierte das Puzzle aus Genen, die die allererste Art auf der Erde bildeten? 

Laut der Göttinger Max-Planck-Forscher gab es einen wilden Gen-Mix. Und es gab zwei Zustände: Einen hoch genetisch durchmischten und einen wenig durchmischten. Sie existierten nebeneinander. Daraus bildeten sich immer neue Formen und lösten sich wieder auf. Dabei war der Zufall im Spiel, wie auch bei der Bildung einzelner Individuen, die sich schneller vermehrten und überlebten – begründet im passenderen Gencode. Die Forscher sprechen davon, dass diese Ur-Tierchen eine größere „Fitness“ als ihre Vorgänger hatten und aus der beschriebenen Gen-Suppe herausragten.

Ging das alles in einer klaren Entwicklungslinie vor sich? 

Nein, anfangs verlor sich der Überlebens-, der Fitness-Vorteil, im größer werdenden Gen-Kuddelmuddel. Ein wenig der besseren Fitness blieb aber bei einigen Individuen erhalten. Die Qualität stieg allmählich – auch weil die Gene sich aus beiden genannten Misch-Formen austauschten, also weniger auf der horizontalen Ebene.

Wie kam es nach den Berechnungen und Vermutungen der Forscher zur Ur-Spezies? 

Eine Ur-Spezies könnte sich gebildet haben, weil ein Teil der Population vielleicht eine so gut funktionierende biochemische Grundausstattung in sich vereinigte, dass die Zellen überlebensfähiger waren als der Rest und sich ihr Erbgut höchstens mit kleinen Abweichungen vermehrte. Der genetische Bauplan ragte so dauerhaft aus dem Rest hervor. Die erste definierte Art war entstanden und gab den Startschuss für die Darwin'sche Evolution.

Welche Forscher waren beteiligt und wie kamen sie auf das Modell? 

Es war eine Gemeinschaftsproduktion des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation und der Cornell-Universität in den USA. In Göttingen forschte die Gruppe „Netzwerkdynamik“ unter Leitung von Prof. Marc Timme an einem mathematischen Modell, das die Durchmischung und Entwicklung der Ur-Tierchen theoretisch entwickelte.

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