Die ist das Leben einst entstanden? Wieso konnte es eine solche Vielfalt entwickeln? Solche Fragen interessieren wohl fast alle Menschen. Neue Antworten darauf gibt Andreas Wagner, Österreicher mit US-Pass und Professor für Evolutionäre Biologie an der Universität Zürich, in seinem Buch „Arrival of the Fittest – Wie das Neue in die Welt kommt“, das kürzlich in deutscher Übersetzung beim Fischer Verlag erschienen ist. Wagners Thesen finden große Beachtung. Welch eine Vielfalt das Leben in Jahrmillionen auf der Erde entwickelt hat, kann man an Fotobeispielen auf dieser Seite sehen. Sie reichen vom Schleimpilz über bizarre Tiefsee-Wesen bis zu hoch komplexen Landtieren und erinnern nicht selten an Aliens.

Herr Professor Wagner, wenn es um den Ursprung des Lebens geht, hört man immer wieder die Frage: Was war zuerst da – die Henne oder das Ei? Wissen Sie es?

Diese Frage ist heute kein Rätsel mehr. Alle Wirbeltiere stammen von Süßwasser-Fischen ab, die ihre Eier als Laich ablegten – ohne Schale. Als sie das Land eroberten, wurde dies aber gefährlich, weil die Embryos leicht vertrocknen konnten. Dagegen waren Wirbeltiere, die Eier mit Schalen legen konnten, unabhängig vom Wasser und konnten neue Lebensräume erobern.

Aber trotzdem stellt sich doch die Frage, ob beim ersten Vogel zunächst das Ei da war – oder das Weibchen, das dieses legte.

Möglicherweise legte ein Vorfahr, der noch kein Vogel war, eine Art Ei, aus dem sich der erste Vogel entwickelte. Das Ei hatte wahrscheinlich eine dünne Haut, und daraus wurde dann im Laufe vieler Generationen der Evolution eine Schale.

Aber was war davor? Das Henne-Ei-Problem verlagert sich damit ja nur zurück ins Wasser. Wer war also zuerst da – der Fisch oder der Fischlaich?

Ein Vorfahr des Fisches, der den ersten Fischlaich legte. Bei der Befruchtung einer Eizelle entsteht eine neue Kombination von Genen, daraus kann eine neue Art hervorgehen. So kann man den Weg des Lebens von Vorfahr zu Vorfahr zurückgehen bis zu seinem Anfang. Dort stellt sich dann das wahre Henne-Ei-Problem des ersten Lebewesens. Was war zuerst da: Das genetische Material oder der Stoffwechsel?

Was denken Sie?

Meiner Ansicht nach muss der Stoffwechsel zuerst dagewesen sein, denn wenn man sich die Bausteine der Erbsubstanz anschaut, sind das bereits sehr komplizierte Moleküle. Klar, man hat gezeigt, dass sie zufällig entstehen können. Aber sobald das Leben sich selbst vermehrt, braucht es viele dieser Moleküle. Wenn kein Stoffwechsel vorhanden ist, dann hat das Leben auch keine Bausteine, um zu wachsen, und dann kann die Evolution nicht wirken.

Wo soll dieser erste Stoffwechsel stattgefunden haben?

Heute deutet vieles darauf hin, dass er in der Tiefsee stattgefunden hat – in den porösen Wänden der sogenannten Schwarzen Raucher. Das sind Schlote, durch die vulkanisch erhitztes Wasser aus der Erdkruste aufsteigt. Dort kommen viele wichtige Substanzen vor, und in den kleinen Kammern der Poren konnten sie sich auf engem Raum anreichern. Ein Urstoffwechsel konnte sich mit dem genetischen Material zusammenschließen.

Für viele Menschen ist Evolution schlecht vorstellbar, weil die Natur so komplizierte Dinge hervorgebracht hat. Selbst Darwin fand die Idee absurd, dass etwas so Kompliziertes wie das menschliche Auge von der Evolution erschaffen sein sollte.

Darwin hatte keine Vorstellung davon, woraus Augen bestehen. Er wusste nicht, dass die simpelste Zelle ein Konglomerat von Milliarden von Kristallin-Molekülen ist. Aber heute würde er sehen, dass Augen, die mit dem gleichen Prinzip funktionieren, in der Evolution mehrmals unabhängig voneinander entstanden sind. So haben zum Beispiel Wirbeltiere und Würfelquallen jeweils ganz ähnlich funktionierende Augen entwickelt – jedoch zum Beispiel aus ganz unterschiedlichen Linsenmaterialien. Außerdem gibt es Entwicklungsstufen, die zeigen, dass sich verschiedene Augentypen auseinanderentwickelt haben. Alles Belege für die Evolution. Die vielen Innovationen der Natur, von denen manche geradezu gespenstisch vollkommen sind, schreien geradezu nach natürlichen Gesetzmäßigkeiten, die die Innovationsfähigkeit des Lebens erklären. Während der letzten 15 Jahre hatte ich das Glück, dass ich an der Aufklärung dieser Prinzipien mitwirken konnte.

Was sind diese Prinzipien?

Aus unseren bisherigen Befunden können wir ablesen, dass hinter der Evolution viel mehr steckt, als es auf den ersten Blick den Anschein hat. Es gibt eine geheime Architektur des Lebendigen, die eine überirdische Schönheit hat.

Wie sieht diese Architektur aus?

In meiner Arbeitsgruppe verwenden wir gerne die Metapher der Bibliothek, um darzustellen, worin es in unserer Entdeckung geht. Die Bibliotheken der Natur unterscheiden sich allerdings stark von unseren Bibliotheken. Wie sie organisiert sind, kann man eigentlich nur mit mathematischen Werkzeugen verstehen.

Könnten Sie das vereinfacht erklären?

Eine Bibliothek ist eine Sammlung von Texten, und hier ist es eine Sammlung von Texten, die in der Sprache der Chemie geschrieben sind. Proteine, die alle Lebensvorgänge steuern – vom Sehen über die Bewegung, bis zum Aufbau des Körpers – sind Ketten von einfacheren Molekülen. Sie werden gebildet aus 20 Bausteinen, den Aminosäuren, dem Alphabet der Bibliothek. Protein-Makromoleküle bestehen aus Hunderten bis Tausenden Aminosäuren. Alle möglichen Proteine bilden zusammen die Bibliothek aller Proteine. Schon um ein Protein aus 100 Aminosäuren zu bilden, gibt es 20 hoch 130 Möglichkeiten – mehr als Wasserstoffatome im Universum existieren. Es gibt also viel mehr Möglichkeiten, ein Protein aufzubauen, als die Natur jemals ausprobieren konnte. Auch in vier Milliarden Jahren nicht.