Nischenkonstruktion

Der Begriff Nischenkonstruktion bezeichnet den Prozess, in dem Spezies ihre Umwelt verändern. Arten formen ihre Umwelt mit, und die auf abiotischen und biotischen Faktoren basierende Umwelt, in der sie leben (Ökologische Nische), ist gleichzeitig Teil des Selektionsmaterials für ihren eigenen evolutionären Verlauf, unter Umständen auch für den anderer Arten.

Frühe Gedanken

Konrad Lorenz spricht 1973 von einer Gen-Kultur-Koevolution.^[1] Gedanken zu einer reziproken evolutionären Entwicklung äußerte schon Richard Lewontin 1983. Der britische Biologe John Odling-Smee führt das Konzept, das er niche construction nennt, seit 1988 in die Evolutionstheorie ein und baut es in den vergangenen 20 Jahren mit weiteren Wissenschaftlern aus. Peter Richerson und Robert Boyd verwenden diese Sicht für die Erklärung kultureller Evolution.^[2]

Begriff

Nischenkonstruktion wird als wesentlicher Evolutionsfaktor angesehen. Viele Arten, darunter in besonderem Maß der Mensch, spielen selbst eine Rolle in der Gestaltung der Umwelt, in der sie evolvieren. Die Nischenkonstruktion besagt, dass Prozesse interdependent und reziprok sind. Das hat die Synthetische Evolutionstheorie nicht erkannt. Sie war unter Umgehung von Umwelteinflüssen "unimodal ausgerichtet"^[3] auf: Zufällige Variation → natürliche Selektion → Adaption in der Population.

Beispiele

Algen bilden Sauerstoffatmosphäre

Das heutige Leben auf der Erde in seiner Vielfalt entstand in einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre. Diese war ursprünglich nicht vorhanden. Durch die globale, maritime Ausbreitung bakterieller Algen wurde die Photosynthese in großem Maßstab in Gang gesetzt.^[4]) Dies dürfte die Evolution anderer Arten beeinflusst haben, mehr als vielleicht die der Algen selbst. Auf diesem Weg wurde eine Umwelt geschaffen, deren Komponente Sauerstoff elementar war für alles Leben, das danach kam.

Lactosetoleranz führt zur Entwicklung der Viehwirtschaft

Ein anderes Beispiel ist die Lactosetoleranz (der Normalzustand ist Lactoseintoleranz) des Menschen erläutert. Sie geht zurück auf eine Mutation, die jünger ist als 10.000 Jahre. Parallel geht mit der Ausbreitung dieser lokalen, an der heutigen Ostsee erstmals aufgetretenen Mutation die Einführung der Viehwirtschaft einher. Die Viehbewirtschaftung ist im Sinne Odling-Smees die Nischenkonstruktion, die der Mensch sich selbst schafft ^[5]. Dieses neuartige kulturelle Umfeld hat mit einiger Wahrscheinlichkeit zur Erhöhung der Genfrequenz des mutierten Lactase-Gens in der Population geführt, und das wiederum zur noch konsequenteren Ausweitung der Viehhaltung bis heute. Hier wird deutlich, wie die Dinge ineinander greifen und sich gegenseitig fördern. Die Nische (Viehhaltung) ist ein neues, vom Menschen geschaffenes Umfeld, neuer Selektionsstoff für die weitere Evolution des Menschen. Steward A. Newman (2010) behauptet: "Nischen sind also nicht im vorhin existierende Slots in der natürlichen Umgebung, die von einem Organismus besetzt werden, der dafür das passende Eigenschaftenset mitbringt. Nischen sind ausgewählt und in vielen Fällen konstruiert durch ihre Bewohner."^[6]

Weitere Beispiele

Odling-Smee nennt weitere Beispiele, etwa Insektenstaaten, die in ihren Bauten spezifische Umweltbedingungen schaffen, bezüglich etwa der Temperaturen, der Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität etc. Unter diesen Bedingungen gedeihen die Nachkommen. Ein frühes Standardbeispiel, mit dem schon Darwin sich im hohen Alter ausführlich beschäftigt hat, sind Regenwürmer, die den Boden nicht nur in seiner Drainage, sondern auch seiner chemische Zusammensetzung umgestalten (Bioturbation), und damit das Wachstum von Pflanzen fördern. Regenwürmer seien ihrer Herkunft nach aquatische Tiere und eher schlecht ausgerüstet für ein Leben an Land. Auf ihre Weise schaffen sie sich einen Lebensraum, eine Nischenkonstruktion, ohne mit physiologischen Adaptionen zu evolvieren ^[7]. Aber auch Biber werden in diesem Zusammenhang immer wieder als Arten genannt, die ihre Umgebung mit dem Bau von Dämmen in großem Stil verändern und sich ihre Umweltbedingungen schaffen, unter denen sie selbst weiter evolvieren.^[8]

Nischenkonstruktion als eigener Evolutionsfaktor

Nischenkonstruktion kann nicht als Teil der natürlichen Selektion verstanden werden, sondern ist als eigener Evolutionsfaktor zu sehen. Odling-Smee (2003) beschreibt: "Weil frühere Aktivitäten von Nischenkonstruktion der Organismen zumindest für einen Teil der selektiven Umgebung verantwortlich sind, die wiederum weitere Nischenkonstruktion begünstigt, kann man nicht folgern, dass die ultimative Ursache von Nischenkonstruktion die Umwelt selbst ist. Solche Rekursionen wären endlos und würden bis zum Anfang des Lebens führen."^[9]

Nischenkonstruktion hat zusätzliche Qualität zur natürlichen Selektion. Für manche ist Nischenkonstruktion ein mit natürlicher Selektion ebenbürtiges Prinzip. Sie ist ein eigener Evolutionsfaktor, ein weiterer selektiver Prozess in der Evolution und zwar sehr unterschiedlich zur natürlichen Selektion. In der Nischenkonstruktion wird von zwei verschiedenen Vererbungswegen ausgegangen: die genetische Vererbung auf der einen Seite und die "Vererbung" einer modifizierten Umwelt, von Odling-Smee als ecological inheritance bezeichnet auf der anderen. Als Beispiel wird die Viehhaltung genannt: Es gibt kein Gen, dass ein solches kulturelles Verhalten möglich macht und vererbt. Vielmehr ist die Viehhaltung ein menschliches Verhalten, das seine ultimative Ursache eher in einer allgemeinen Lernfähigkeit des Menschen hat.

Negative Nischenkonstruktion

Auch negative Nischenkonstruktion kann entstehen, etwa durch Überbevölkerung oder Umweltverschmutzung.^[10] Damit evolutionäre Effekte zustande kommen, müssen die veränderten Bedingungen lange anhalten, entsprechende Intensität haben und die Population selbst bzw. die Art selbst muss lange genug in der Region vorherrschen, in der sie die Veränderungen, „negative“ wie „positive“, verursacht.

EvoDevo

Nischenkonstruktion ist mit EvoDevo verbunden. Es vollziehen sich im Embryo Entwicklungsschritte einzelner Teile nicht selbständig und losgelöst von ihrem weiteren Umfeld, sondern in enger reziproker Abstimmung miteinander. Komponenten des Auges der Maus kommen so während ihrer Entwicklung in Kontakt mit Nerven aus dem angrenzenden sich parallel entwickelnden Vorhirn. Die Entwicklung der einen Komponenten induziert dann die Entwicklung der anderen und das auch reziprok. Das ist spezifische Nischenkonstruktion in der Entwicklung.^[11] Nischenkonstruktion wird daher von einigen als Helfend bei der Erklärung der evolutionären Entstehung komplexer Organe interpretiert. Dieses Problem hat Charles Darwin in Die Entstehung der Arten als schwierig zu lösen bezeichnet, da die Elemente des Auges aufeinander "abgestimmt" entstanden sein müssen.^[12]

Menschliche Kultur

Es liegt nahe, dass die Theorie der Nischenkonstruktion auf menschliche Kultur anwendbar ist. Wobei ausdrücklich betont wird, dass genetische Vererbung im Zusammenspiel mit Nischenkonstruktion das Gewicht menschlichen Verhaltens und kultureller Prozesse für die Evolution des Menschen verstärken.

Literatur

Grundlagen

• Odling-Smee, John (2010): Niche inheritance in: Pigliucci, Massimo & Müller, Gerd (2010) Evolution – The Extended Synthesis. MIT Press
• Day, Rachel, L., Laland Kevin N., Odling-Smee, John (2003): Rethinking Adaption – the niche-construction perspective
• Lange, Axel (2012) John Odling Smee - Nischenkonstruktion in Darwins Erbe im Umbau - Die Säulen der Erweiterten Synthese in der Evolutionstheorie. Königshausen & Neumann.

Weiterführend

Richerson, J. & Boyd, R. (2005): Not by Genes alone. How culture Transformed Human Evolution. University of Chicago Press.

Weblinks

• Mit Beispielen und Grafiken untermauerte Darstellung

Einzelnachweise