Evolution

Der Mensch ist nicht perfekt und voller Fehler

Der Mensch ist biologisch nicht gerade ein ausgereiftes Modell. Die Evolution hat in uns viele offene Baustellen hinterlassen – mehr als in anderen Lebewesen auf der Erde. Der Blinddarm ist Paradebeispiel für nicht nur überflüssige, sogar störende Überbleibsel aus der Frühzeit.

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Kein Mensch braucht einen Wurmfortsatz: Das blinde Ende unseres Dickdarms verstopft nur all zu gern und führt zu unangenehmen Bauchschmerzen. Schon ein Kirschkern kann in die Klinik führen: Im Jahr 2005 kamen allein in Deutschlang 107 741 Patienten auf Grund einer Appendizitis unters Messer. Aber nicht nur der Wurmfortsatz bereitet uns mehr Kummer als Freude

Beispiel Auge: Obwohl das Auge unser mit Abstand bestentwickelte Sinnesorgan ist, sind uns die meisten Wirbeltiere überlegen. Von Wirbellosen ganz zu schweigen. Der menschliche Sehnerv liefert 85 Prozent der im menschlichen Gehirn gespeicherten Informationen.

Vergleicht man das menschliche Auge jedoch mit dem eines Tintenfisches, so erkennt man, dass unser wertvollstes Sinnesorgan falsch herum funktioniert – physikalisch ein echter Irrsinn, eine umständliche Verstiegenheit der Natur.

Irrwege der menschlichen Evolution am Borstenwurm

Im menschlichen Auge liegen die Licht registrierenden Zapfen und Stäbchen skurriler Weise hinter den sie versorgenden Blut- und Nervenbahnen. Aber warum? Die Arbeitsgruppe von Detlev Arendt am Europäischen Molekularbiologielaboratorium (EMBL) in Heidelberg versucht die rätselhaften Irrwege der Evolution beim menschlichen Sehorgan durch Studien eines einfachen Borstenwurms nachzuvollziehen.

Dieser Wurm – Platynereis dumerilii – trägt am Kopf eine Ansammlung von Rezeptoren, die an die Stäbchen und Zapfen unseres Auges erinnern. „Diese Lichtrezeptoren ähneln nicht nur strukturell den Lichtrezeptoren des menschlichen Auges, sie benutzen auch dieselben molekularen Bausteine und enthalten das gleiche Sehpigment“, erläutert die Wissenschaftlerin Kristin Tessmar-Raible. Die Lichtrezeptoren des Borstenwurmes entstehen während seiner Embryonalentwicklung aus der Oberfläche eines einfachen, flachen Gewebes, der so genannten Neuralplatte und sind direkt dem Licht ausgesetzt.

Die Evolution der Wirbeltiere und die Entwicklung eines komplexeren Nervensystems gingen mit der Umstrukturierung der Neuralplatte zu einem Neuralrohr einher, woraufhin sich die Lichtrezeptoren allerdings im Inneren des Rohres wieder fanden.

Die eigentliche Sehrinde unserer heutigen Augen entsteht während der Embryonalentwicklung durch eine Ausstülpung des Neuralrohres. Die Lichtrezeptoren aus dem Inneren des Kopfes gelangen somit wieder nach außen in die Peripherie. Allerdings befinden sie sich – anders als beim primitiven Wurm – nun hinter ihrer Versorgungsschicht, die von jedem einfallenden Lichtstrahl zunächst passiert werden muss. Es sollte niemanden überraschen, dass diese vorgeschaltete Vernebelung durch Blut- und Nervenfasern nicht unbedingt zur Bildqualität beiträgt.

Kalmare und Kraken haben keinen „blinden Fleck“

Das falsch herum funktionierende Auge birgt aber noch einen weiteren Nachteil: Das Netz aus Blut- und Nervenbahnen vor den Sinneszellen muss mit dem Versorgungssystem hinter den Sinneszellen in Verbindung stehen. Diese notwendige Verbindung führt aber leider direkt durch die Netzhaut, dem Sitz der Sehzellen, und hinterlässt einen Fleck an dem wir nichts sehen können, den sogenannten „blinden Fleck“. Glücklicherweise ist unser Gehirn intelligent genug, um diese Teilblindheit zu kompensieren. Man kann aber nicht behaupten, die Evolution hätte uns ein gut gelungenes Exemplar eines Sehorganes vermacht.

Dass es auch anders funktionieren kann, zeigen Kalamare, Kraken und Tintenfische der Ozeane. Das Sehorgan der wirbellosen Kopffüßler entstammt einem anderen Weg der Evolution – diese Meeresbewohner sehen richtig herum. Sucht man jedoch den König der Sehexperten, so landet man erneut bei den Greifvögeln im Himmel. Der Adler sieht zwar genau wie wir verkehrt herum, die Evolution hat seine vorgelagerte Störschicht aus Blutgefäße jedoch minimal gehalten.

Die Evolution führt ins Nichts

Die Menschheit ist biologisch betrachtet alles andere als die Krone der Schöpfung. Aber werden wir das jemals sein? Beeinflussen ein verbessertes Gesundheitssystem und Fortschritte in der Regenerativen Medizin unser Erbgut – wohin geht die Evolution?

„Die Evolution geht ziemlich langsam nirgendwo hin“, sagt der Biophilosoph Michael Ruse. Im Gegenteil: Medizinische Fortschritte, wie sie nur in den Industriestaaten zu verzeichnen sind, haben keine nennenswerten Auswirkungen auf den Genpool der menschlichen Art. Wenn überhaupt, dann bewirken sie, dass das schlechte Erbgut sich durchsetzt. Eine fortschrittliche Medizin verlängert das Leben eines Individuums, nimmt aber keinen Einfluss auf das Erbgut – und damit auf die Gesamtheit der Menschen.

Paradox: Je besser Diabetes therapierbar wird, desto stärker breitet sich die Krankheit aus. In Deutschland wird täglich bei rund 1000 Menschen hierzulande Diabetes neu entdeckt, bis 2010 wird sich ihre Zahl verdoppeln, warnen Experten. Die Zahl der Neuerkrankungen steigt inzwischen sogar in Ländern wie Indien, Pakistan, China, Mexiko oder Brasilien sprunghaft. So sehr, dass die Weltgesundheitsorganisation Diabetes mit epidemischen Infektionen wie Grippe oder Pest vergleicht und von einer bedrohlichen Diabetespandemie spricht.

Affen sind gegen Krankheiten resistenter

In genetischer Hinsicht ist der Schimpanse dem Menschen ein Stück voraus, wie Forscher jetzt mit Verblüffung feststellten. Vor sechs Millionen Jahren trennten sich die Wege von Schimpanse und Mensch. Evolutionsbiologen der University of Michigan haben insgesamt 14 000 Gene verglichen, die sowohl der Mensch als auch der Schimpanse in sich trägt. Verblüfft stellten sie fest: Beim Affen haben sich 233 Gene perfektioniert. Beim Menschen sind es nur 154.

Demnach haben sich beim Schimpansen im Laufe der sechs Millionen Jahre viel mehr schlechte Merkmale herausgemendelt als beim Menschen. „Positive Selektion“ nennen Evolutionsbiologen dieses Phänomen. Laut dem Begründer dieser Theorie Charles Darwin beschreibt es, wie sich eine besser auf das Umfeld angepasste Mutation nach und nach innerhalb einer Population durchsetzt.

Dass der Schimpanse dem Menschen genetisch überlegen ist, könnte aber erklären, warum Affen viel weniger Krankheiten bekommen als Menschen. Nur zwei bis vier Prozent der Menschenaffen sterben an Krebserkrankungen – beim Menschen ist es jeder Fünfte. Außerdem erkranken Schimpansen nicht an Aids, obwohl sie sich mit HIV infizieren können, sie bekommen kein Rheuma, genauso wenig wie etwa Malaria oder Alzheimer.

Die menschliche Lunge ist eine Sackgasse

Auch die menschliche Lunge glänzt nicht durch Perfektion – eine Tatsache, der jeder Asthmatiker vermutlich uneingeschränkt zustimmen würde. Auch wenn Reinhold Messner im Jahr 1978 ohne zusätzliche Atemhilfe auf den 8848 Meter hohen Mount Everest kletterte; Vögel fliegen und atmen in noch weitaus Schwindelerregendären Höhen. Die menschliche Lunge bildet eine Sackgasse. Atemluft strömt zunächst hinein, verweilt einen kurzen Augenblick zum Gasaustausch und wird anschließend wieder ausgeatmet. Die „verbrauchte“ Luft wird jedoch nicht komplett abgeatmet und so kommt es in unseren Atemwegen zwangsläufig zu einer Vermischung von sauerstoffreicher und sauerstoffarmer Luft – unsere Lungenbläschen müssen sich letztendlich mit Mischluft zufrieden geben.

Die Vogellunge wird hingegen kontinuierlich mit Frischluft versorgt. Dünnhäutige Ausstülpungen der Lunge, sogenannte Luftsäcke funktionieren wie ein Blasebalgsystem und halten den Luftstrom aufrecht. Der Vogel nutzt die sauerstoffreiche Luft effizienter als der Mensch und kann innerhalb des gleichen Zeitraumes dreimal mehr Luft einatmen, als ein Säugetier vergleichbarer Größe.

Die für den Gasaustausch der Säugerlunge nötigen Lungenbläschen, die Alveolen, sind äußerst empfindlich und verlieren durch toxische Chemikalien und Tabak schnell an Elastizität. Der Vogel umgeht das empfindliche Alveolensystem, indem es komplett darauf verzichtet. Bei ihm findet der Gasaustausch zwischen Luft und Blut in von Luft durchströmten Röhren statt.

Sauerstoffradikale schädigen die Kraftwerke der Zelle

Nicht nur unsere Organe sind ernüchternd weit von der Perfektion entfernt, auch die einzelne Zelle ist es. Auch auf mikroskopischer Ebene hat die Evolution ihre, aus heutiger Sicht, störenden Spuren hinterlassen. Vor etwa zwei Milliarden Jahren schlossen sich Bakterien und frühe Vorläufer unserer Körperzellen zu symbiotischen Lebensgemeinschaften zusammen.

Bakterien mutierten vermutlich zu den uns als Mitochondrien bekannten Zellorganellen. Heute arbeiten sie als Kraftwerke in unseren Zellen – Zucker wird verbrannt. Da Mitochondrien ursprünglich als selbstständige Organismen funktionierten, verfügen sie in ihrem Inneren auch heute noch über eigene DNA. Insgesamt 13 Gene, die Bauanleitungen von 13 für die Funktion eines Mitochondriums entscheidenden Proteinen, lagern in unseren zellulären Kraftwerken.

Es erscheint überaus fahrlässig, die Anleitung der Kraftwerkbestandteile direkt neben seinem Ofen zu lagern. Die Evolution hat es bisher aber nicht für nötig gehalten, die verbleibenden 13 Gene zu dem übrigen Genom in den sicheren Zellkern zu verlagern.

Die Folge: Jedes kleine „Leck“ im zellulären Kraftwerksystem, das außerplanmäßige Entweichen von Elektronen, führt zur Bildung von Sauerstoffradikalen, die die mitochondriale DNA schädigen. Werden die beschädigten Gene nicht fehlerfrei korrigiert, so führen Mutationen unter Umständen zu verfälschten Bauanleitungen und das Mitochondrium beginnt zu kränkeln. Häuft sich die Anzahl unserer beschädigten Kraftwerke, werden auch wir nicht unbedingt gesünder. Es drohen Krebs und andere Übel.

In den westlichen Ländern ist die Evolution zum Stillstand gekommen. Anders als in Südamerika, in Afrika oder im asiatischen Raum. Die Seuche Malaria hat auf dem afrikanischen Kontinent bereits ihre Spuren im Genom von Volksgruppen hinterlassen. Einige Stämme sind sogar immun – für den Menschen so erstaunlich, als wäre eine neue Art entstanden.

Professor Josef H. Reichholf sagt es so: „Der Mensch ist genetisch gesehen ein unbeweglicher Koloss“. Der Wurmfortsatz, die Weisheitszähne, die Lunge, die Augen – all das wird also bleiben.