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Haben sich die Augen durch darwinistische Mechanismen entwickelt?

von
übersetzt von Paul Mathis

Die Evolution des Auges war schon seit Darwins Zeit bis in die Gegenwart immer ein Dilemma für Anhänger der Evolutionstheorie. Darwin, Richard Dawkins und andere haben versucht zu erklären, wie sich ein Auge entwickelt haben könnte. Doch ihre Lösungen sind eindeutig unbefriedigend. Es gibt viele Arten von Augen, aber weder in der heutigen Zeit noch im Fossilbericht wird eine Entwicklung vom einfachen zum komplexen Augen-Design beobachtet. Darüber hinaus ist das einfachste „Auge“, der Augenfleck, kein Auge, sondern pigmentierte Zellen, die für die Phototaxis verwendet werden. Aber selbst das erfordert einen enorm komplexen Mechanismus, um als visuelles System zu funktionieren.


The compound eye of an insect
Figure 1. Das Facettenauge eines Insekts. Beachten Sie, dass das Auge aus hunderten oder mehr getrennten Augen besteht, die in mancher Hinsicht komplexer sind als das menschliche Auge. (Nach Mitchell et al.)48

Das Konzept der nicht reduzierbaren Komplexität ist in der Theorie des intelligenten Designs zu einem wichtigen Werkzeug geworden. Eines der besten Beispiele dafür ist das Design des Tierauges. Die Augen sind ausschlaggebend, da das Sehen „für die überwiegende Mehrheit der Tiere ihre wichtigste Verbindung zur Umwelt ist.“1 Darwin erkannte offensichtlich das Problem der Evolution des Auges und das beträchtliche Hindernis, das es für seine Theorie darstellte. Seine Worte:

„Anzunehmen, dass das Auge mit all seinen einzigartigen Vorrichtungen für die Justierung des Fokusses auf verschiedene Distanzen, für das Einlassen verschiedener Lichtmengen, und für die Korrektur der sphärischen und chromatischen Aberration, durch natürliche Selektion entstanden sein könnte, scheint, wie ich offen zugebe, im höchsten Grade als absurd.“2

Nichtsdestotrotz war Darwin der Ansicht, dass das scheinbar unüberwindbare Problem der Evolution eines Organ von „extremer Perfektion und Kompliziertheit“ gelöst werden könnte.2 In einem dreiseitigen Vorschlag gab er Zwischenstufen an, durch die sich die Augen mittels allmählicher Veränderungen entwickelt haben könnten.3 Diese Stufen beinhalteten Folgendes:

  1. eine lichtempfindliche Zelle
  2. Aggregate von Pigmentzellen ohne Nerven
  3. ein Sehnerv, der von Pigmentzellen umgeben und von lichtdurchlässiger Haut bedeckt ist
  4. Pigmentzellen, die eine kleine Vertiefung und dann eine tiefere Senkung bilden
  5. die Haut über der Vertiefung, die allmählich die Form einer Linse annimmt
  6. Entwicklung der Muskeln, die die Linse einstellen

Diese einzelnen Stadien in lebenden Tieren gelten als wichtige Beweise für die Evolution des Auges.4 Isaak behauptet, dass alle diese Stufen lebensfähig sind, weil sie alle in heute lebenden Tieren existieren:

„Die Abstufungen zwischen diesen Stadien sind gering und können auf noch kleinere Abstufungen heruntergebrochen werden. Die natürliche Auslese sollte, auf vielen verschiedenen Wegen, die Abstufungen begünstigen. Da Augen nicht gut versteinern, wissen wir nicht, ob die Entwicklung des Auges genau auf diesem Weg erfolgte, aber ganz sicher können wir nicht behaupten, dass es grundsätzlich nicht möglich war.“5

Der Biologie-Professor Jerry Coyne von der Universität Chicago schrieb, dass menschliche

„…Augen nicht plötzlich als vollwertige Kameraaugen auftauchten, sondern sich aus einfacheren Augen der Vorfahren mit weniger Bestandteilen entwickelten. Darwin hat hier brillant argumentiert, indem er existierende Spezies daraufhin untersuchte, ob man funktionelle, aber weniger komplexe Augen finden konnte, die nicht nur nützlich waren, sondern auch zu einer hypothetischen Reihenfolge aneinandergereiht werden konnten, die zeigt, wie sich ein Kameraauge entwickeln könnte. Wenn dies möglich ist – und es ist möglich – dann verschwindet das Argument der nicht reduzierbaren Komplexität. Denn die Augen existierender Arten sind offensichtlich nützlich, und folglich könnte sich jede Stufe der hypothetischen Reihenfolge durch natürliche Selektion entwickeln.“6

Die vorherrschende Theorie wurde von Dennett skizziert, der zu dem Schluss kam, dass alles, was für die Evolution des Auges notwendig ist, ein

„…seltenes Ereignis [ist], das einem vom Glück begünstigten Tier eine Mutation schenkt, die seine Sehkraft gegenüber der seiner Geschwister verbessert. Wenn diese Verbesserung ihm hilft, mehr Nachkommen als seine Rivalen zu haben, gibt dies der Evolution die Möglichkeit, die Messlatte höher zu legen und das Design des Auges um einen Schritt nach oben zu schrauben, ohne dass ein höherer Sinn zugrunde liegen muss. Und da sich diese positiven Verbesserungen häufen – das war Darwins Erkenntnis – können die Augen automatisch immer besser und besser werden, ohne dass ein intelligenter Designer benötigt wird.“7

Andere sind nicht so zuversichtlich. Melnick kam zu dem Schluss, dass das Auge ein Wunder ist und dass seine immense Komplexität und Vielfalt in der Natur, genauso wie seine Schönheit und Vollkommenheit in so vielen verschiedenen Lebewesen selbst von den glühendsten Anhängern der Makroevolution nicht zu erklären ist.’8 Dieser Artikel untersucht diese widersprüchlichen Ansichten.

Die Evolution des Auges

Fortschrittliches Sehen taucht fast ganz am Anfang des Fossilberichts auf. Das älteste Auge in dem Fossilbericht, das eines Trilobiten, ist ein sehr komplexes Facettenauge, das aus dem Kambrium stammt. Das Kambrium wird konventionell auf vor etwa 540 Millionen Jahren vor der Gegenwart datiert.9,10 Die Fossilien zeigen, dass die Augen schon zu Anfang des Fossilberichts sehr komplexe, hoch entwickelte Strukturen sind. Es gibt auch „lebende Fossilien“, Tiere, die seit frühester Zeit praktisch unverändert geblieben sind. Der Biologe Laurence R. Croft von der Universität Salford schrieb, dass die „genaue Herkunft des Wirbeltierauges noch immer ein Rätsel ist. Das Faszinierende an der Evolution des Auges ist sein scheinbar plötzliches Erscheinen.“11 Konkret zeigen die Fossilien, dass die Fähigkeit zum Sehen ihren Ursprung „im frühen Kambrium“ hat, das Darwinisten auf „vor etwa 530 Millionen Jahren“ schätzen.12

Weiterhin schreibt er, dass „obwohl es sich bei den kambrischen Tieren nicht um die heute existierenden Arten handelte, fast alle heutigen Stämme schnell entstanden sind, mit voll ausgestatteten Augen, soweit man es aus den Fossilien erkennen kann.“ Und während der kambrischen Explosion „scheint etwas Bemerkenswertes passiert zu sein … es entwickelte sich eine reiche Fauna makroskopischer Tiere, und viele von ihnen hatten große Augen.“12 Sir Steward Duke-Elder, der zum Zeitpunkt seines Todes im Jahre 1979 ein herausragender Augenarzt war, bestätigte das plötzliche Auftreten des vervollkommneten Wirbeltierauges:

„Das Merkwürdige an der Evolution des Wirbeltierauges ist jedoch das scheinbar plötzliche Auftreten und die Einzelheiten seiner Strukturen in den frühesten bekannten Stadien. Es gibt keine lange evolutionäre Geschichte, wie wir sie bei Augen von wirbellosen Tieren gesehen haben, bei denen ein intrazelluläres Organell in ein einzelliges und dann in ein multizelluläres Auge übergeht, das durch Versuch und Irrtum auf verschiedenen Wegen eine immer größere Komplexität erreicht. Innerhalb des Wirbeltierstammes zeigt das Auge keine Fortschritte von zunehmender Differenzierung und Perfektion, wie sie im Gehirn, im Ohr, im Herzen und in den meisten anderen Organen zu beobachten sind. Im Wesentlichen ist das Auge eines Fisches so komplex und ausgereift wie das eines Vogels oder Menschen [Hervorhebung hinzugefügt].“13

Biochemische Studien haben gezeigt, dass die menschliche Linse

„…Proteine enthält, die denen in den Rundmäulern (Schleimaale und Neunaugen) ähnlich sind, die die lebenden Nachkommen der Kieferlosen sind, die vor etwa 450 Millionen Jahren die Wirbeltiere hervorgebracht haben. So haben diese Studien die Ansicht bestätigt, dass sich das Wirbeltierauge, insbesondere die Linse, im Laufe der Evolution nur wenig verändert hat.“14

Beweise für die Augenentwicklung von lebenden Tieren

Nur etwa ein Drittel aller tierischen Stämme enthält Arten mit richtigen Augen, ein weiteres Drittel enthält nur Arten mit lichtempfindlichen Organen, und ein Drittel hat keine Möglichkeit der Lichtwahrnehmung, obwohl viele Wärme wahrnehmen können.15 Nichtsdestotrotz gibt es unter den Wirbeltieren und Wirbellosen, die Augen besitzen, eine enorme Vielfalt an Augenformen, -platzierungen und -größen.10 Der Augapfel-Durchmesser reicht von weniger als einem Zehntel Millimeter bei bestimmten Wasserflöhen bis zu 370 mm beim Riesenkraken.16 Die Platzierung der Augen variiert ebenfalls und reicht vom gewöhnlichen binokularen Sehen der meisten Säugetiere bis zum beweglichen Auge auf jeder Kopfseite, das bei vielen Echsen vorkommt.

Auch die Anzahl der Augen eines Tieres kann von null bis zu acht variieren. Allein bei Spinnen reicht die Zahl von null bis acht, immer in Zweierpaaren. Einige Augen enthalten sowohl eine Linse als auch eine netzhautähnliche Struktur in einer einzigen Zelle.17 Ein komplexes Teleobjektiv wurde 1995 im Chamäleon entdeckt. Der Grund, warum es so viele Designs gibt, liegt darin, dass die Augen sehr unterschiedlichen Lebensformen dienen müssen, die in sehr unterschiedlichen Umgebungen leben. Tiere leben im Boden, im Inneren anderer Tiere, in der Luft, an Land, im Salzwasser und im Süßwasser. Außerdem reichen die Tiere in der Größe von einem Wasserfloh bis hin zu einem Wal.

Mean numbers of myelinated fibres in the optic nerve of selected vertebrates.
Tabelle 1. Mittlere Anzahl myelinisierter (markscheidenhaltiger) Fasern im Sehnerv ausgewählter Wirbeltiere. Beachten Sie den enormen Unterschied innerhalb der einzelnen Kategorien. Zum Beispiel haben Vögel 408 bis 988 Tausend und Säugetiere 7 Tausend bis 1,21 Millionen Fasern (nach Cousins50). Hier klicken zum Vergrößern.

Obwohl viele Arten von sehr unterschiedlichen Augen bekannt sind, gibt es keine direkten Beweise, die die Evolution des Auges und seiner zugehörigen Strukturen stützen. Darüber hinaus widersprechen viele Indizien solchen evolutionären Überzeugungen. Beispielsweise ist in Tabelle 1 gezeigt, dass die Anzahl der markscheidenhaltigen Fasern im Sehnerv nicht mit der vermeintlichen evolutionären Entwicklung korreliert. Eine Taube hat fast so viele Fasern wie ein Mensch. Viele Vögel, wie der Adler und der Falke, haben eine ausgezeichnete Sicht, aber nur halb so viele Fasern wie ein Hausschwein.

Ein weiteres Beispiel sind visuelle Pigmente. Die angeblich höchste, am weitesten evolvierte Form des Lebens, die höheren Primaten, haben nur zwei Zapfen-Fotorezeptoren, blau und grün, aber Vögel haben insgesamt sechs Pigmente: vier Zapfenpigmente plus Pinopsin (ein Zirbeldrüsen-Photorezeptor-Molekül) und Rhodopsin für das Schwarz-Weiß-Sehen.12,18 Anders ausgedrückt: Hühner, Menschen und Mäuse haben alle das Rhodopsin-Pigment; Mäuse haben zusätzlich blau und grün; Menschen haben blau, grün und rot; und Vögel haben diese drei Pigmente plus violett und Pinopsin. Für jede Farbe, die der Mensch wahrnimmt, können Vögel sehr unterschiedliche Farben sehen, darunter auch ultraviolettes Licht. Vögel nutzen Infrarotlicht (das wir als Wärme empfinden) für die Nachtsicht, um ihre Jungen in einem dichten, dunklen Baum schnell zu erspähen.

Dass man die Augen der lebenden Tiere von einfach zu komplex klassifizieren kann – einfache Typen, die in einfachen Tieren existieren, und komplexe Typen in komplexen Tieren (was nicht möglich ist, wie wir zeigen werden) – ist kein Beweis für eine evolutionäre Beziehung. Das Hauptproblem ist, dass dieser Versuch nur auf Merkmalen des Auges beruht, wie sie derzeit existieren. Eine historische Augenentwicklung kann nicht bewiesen werden, indem man einfach eine Reihe von existierenden Augen von einfach bis komplex auflistet und dann argumentiert, dass sich das Komplexe aus dem Einfachen entwickelt haben müsse, weil die Evolution erfordere, dass alle existierenden Augen eine gleich lange evolutionäre Geschichte haben.

Laut Neodarwinismus hatte das einfachste Auge bei heute lebenden Tieren die gleiche Zeit und Evolutionsgeschichte wie das komplexeste Auge. Denn das Leben begann vor etwa 3,5 Milliarden Jahren und alles heute Lebende hat sich von diesem Punkt in der Geschichte aus entwickelt. Auch wenn Darwinisten argumentieren, dass viele dieser Augen evolutionäre Sackgassen sind, kommt das dem Eingeständnis gleich, dass diese modernen „einfachen“ Augen nur Analoga zu den Vorfahrenaugen sind, aus denen sich angeblich die komplexeren, modernen Augen entwickelten; ihre Beweiskraft als evolutionäre Vorläufer würde damit schwinden.

Darwinisten müssen die Augen-Designs bestimmen, von denen die existierenden Augen tatsächlich abstammen, Design für Design in einer zeitlichen Abfolge. Duke-Elder und vor ihm Darwin (1872) waren nicht in der Lage, dies zu tun, aber sie boten ihre Liste von Augen unterschiedlicher Komplexität als Beweis für die Evolution an. Cousins schrieb:

„…. die entscheidende Bedeutung dieser Anforderung für die Evolutionstheorie wurde von Darwin vollkommen verstanden, der erklärte, dass wir bei der Suche nach den Abstufungen, durch die ein Organ bei jeder Art perfektioniert wurde, seine direkten Vorfahren betrachten sollten. Das sollten wir in der Tat tun, obwohl er selbst es nicht konnte. Es ist irreführend für den Leser, wenn man eine Serie kreirt, die mit Augenflecken beginnt, wie sie in einzelligen Organismen zu sehen sind, und sie als das früheste Stadium der Evolution bezeichnet, wie Duke-Elder (1958) es tut.“19

Croft kam zu dem Schluss, dass die Behauptung falsch ist, dass die Augen in einer evolutionären Abfolge von sehr einfach bis sehr komplex angeordnet werden können. Denn die Forschung über die Entwicklungsgeschichte des Auges zeigt uns, dass es bei sehr unterschiedlichen Arten

„…bemerkenswert ähnlich ist. Tatsächlich sind die grundlegenden Merkmale des Auges bei verschiedenen Wirbeltieren trotz großer Unterschiede in der Lebensweise und Anpassung an den Lebensraum sehr ähnlich. Außerdem hat das Auge im Gegensatz zu anderen Organen wie dem Herzen keine lange Evolutionsgeschichte. Im Wesentlichen ist das Auge eines Molches so komplex und voll entwickelt wie das eines Mannes.“11

Sinclair kam auch zu dem Schluss, dass Wirbeltiere und die meisten wirbellosen Tiere, einschließlich Insekten und Kopffüßer (Weichtiere, einschließlich Kraken und Tintenfische), alle Augen mit gemeinsamen visuellen Elementen haben, einschließlich „eines ähnlichen Fotorezeptor-Designs“. Aber sie weisen dennoch „eine ausgeprägte Unterschiedlichkeit im Aussehen“ auf.10

Der Ursprung für das Design und die Evolution des Auges – so nehmen Darwinisten an – war eine Reihe von vorteilhaften Mutationen, die geeignet zusammenwirken mussten, um die für das Funktionieren des Auges notwendigen Strukturen zu erzeugen. Die neue Mutationszusammenstellung, argumentieren Darwinisten, führte zu einer besseren Struktur als die alte. Dieses neue und bessere Auge optimierte die Fähigkeit der Tiere, mit anderen Lebensformen zu konkurrieren. Einige der vielen Probleme mit dieser Schlussfolgerung wurden von Grassé in seiner Diskussion über die Anatomie von Myrmelion (Ameisenlöwe) festgestellt:

„Haben Sie schon einmal eine Mutation gesehen, die gleichzeitig zwei verschiedene Komponenten des Körpers betrifft und Strukturen hervorbringt, die genau zueinander passen? …. haben Sie jemals drei, vier oder fünf gleichzeitige Mutationen mit zusammenpassenden Strukturen gesehen, die koordinierte Effekte hervorrufen? …. Das sind lebenswichtige Fragen, die eine Antwort verlangen. Es gibt keine Möglichkeit, sie zu umgehen oder dem Problem auszuweichen. Jeder Biologe, der die Wahrheit wissen will, muss sie beantworten oder als Sektierer und nicht als Wissenschaftler betrachtet werden. In der Wissenschaft gibt es keine „Ursache“ zu verteidigen, sondern nur die Wahrheit zu entdecken. Wie viele Zufälle wären nötig, um diese außergewöhnliche Kreatur [Myrmelion formicarius] zu konstruieren?“20

Ein Organ, das dem Tier nicht zum Überleben verhelfen würde, würde die knappen Ressourcen Energie, Nährstoffe und Platz im Körper verbrauchen, und wäre, wenn das Organ nicht benutzt würde, einem hohen Risiko für Probleme wie Infektionen ausgesetzt. Eine Veränderung des Auges würde nicht selektiert werden, bevor sie nicht nur funktionstüchtig ist, sondern auch ein System hervorbringt, das nachweislich besser ist als das bestehende Organ. Nur dann würde natürliche Selektion greifen, indem aus vorhandenen Variationen eine ausgewählt wird, um das Organ über die reine Funktionstüchtigkeit hinaus zu perfektionieren.

Land and Nilsson’s widely used classification system of eye designs.
Tabelle 2. Das weitverbreitete Klassifizierungssystem für Augen-Designs nach Land and Nilsson. Heute werden auch andere Systeme eingesetzt, die die Probleme bei der hierarchischen Anordnung von Augen-Designs verdeutlichen. Beachten Sie auch, dass das System nach Land und Nilsson keine klare Designhierarchie vom Einfachen zum Komplexen aufweist. (nach Land und Nilson12). Hier klicken zum Vergrößern.

Fortschrittliche Augen-Designs

Es gibt viele Arten von Augen, und es gibt viele Schemata, um sie zu klassifizieren. Das grundlegendste Klassifizierungssystem gruppiert alle Augen in vier Klassen. Das erste ist der Kameratyp oder das „einfache“ Auge, wie es die Menschen haben. Mit Hilfe eines Fokussiersystems wird ein einzelnes, scharfes Bild auf die Netzhaut projiziert. Der zweite Typ ist der Fixfokus-Facetten-Typ (Abbildung 1), der mehrere separate Brechungseinheiten namens Ommatidien verwendet, wie sie bei Trilobiten und Fliegen verwendet werden. Der dritte Typ ist ein scannendes Auge, das ein Bild ähnlich einer Fernsehkamera aufbaut, wie es in der kleinen marinen Krustentiergattung Copilia verwendet wird. Bei Weibchen nimmt es mehr als die Hälfte ihres Körpers ein.21 Der vierte Typ ist das komplexe Auge, das in Kopffüßern und bestimmten fortschrittlichen Wirbeltieren zu finden ist. Es besteht aus einer Hornhaut, Iris, Linse, Netzhaut und zahlreichen zusätzlichen Strukturen.22

Diese Einteilung verschleiert viele wesentliche Unterschiede: Einige Garnelen haben ein kombiniertes einfaches und facettiertes Auge, das eigentlich ein dritter grundlegender Augentyp und keine Übergangsform ist. Ein solches Einteilungssystem vereinfacht auch viel zu stark die vorhandene Vielfalt, denn es sind mittlerweile „mindestens elf verschiedene optische Methoden zur Erzeugung von Bildern“ bekannt.23 Das in diesem Beitrag verwendete Klassifizierungssystem wurde von Land und Nilsson (2005) entwickelt und ist in Tabelle 2 dargestellt (siehe auch Abbildung 2).

Probleme mit der Klassifizierung

Land and Nilsson’s widely used classification system of eye designs.
Abbildung 2. Illustration des Klassifizierungssystems von Augen-Designs von Land und Nilsson. Augen-Designs A-L werden in Tabelle 2 beschrieben. (nach Land und Nilson12)

Beachten Sie, dass die sinnvollste Klassifikation von Augentypen aus evolutionärer Sicht von einfach bis komplex ist, diese Liste sich aber nicht sehr gut für eine Hierarchie eignet, wie sie von Darwin gefordert wird. In Wirklichkeit ist es unmöglich, lediglich die 10 grundlegenden Augen-Designs aus dem System von Land und Nilsson von einfach bis komplex anzuordnen. Zum Beispiel sind die Typen A, B, C, D, E, F, H und I ähnlich komplex, und die Typen G und J sind komplexer, finden sich aber in niedrigeren Lebensformen (bei einigen geflügelten Insekten und Krustentieren). In der Klassifikation von Land finden sich sowohl der „einfachste“ Typ (A) als auch der komplexeste Typ (J) in Krebstieren (Krebstiere verwenden Designs aus den Gruppen A, E, F, G, H und J, und Weichtiere Designs aus den Gruppen A und H). Nahezu identische optische Designs finden sich in ganz „eindeutig miteinander nicht verwandten Tieren“ wie Fischen und Kopffüßern.24 Die Liste von Land gruppiert nur die grundlegenden Augen-Designs und optischen Systeme und ignoriert dabei das Design der Netzhautzellen, die vielen unterstützenden Zellen (wie Ganglienzellen, Amakrinzellen, Horizontalzellen und bipolare Zellen), die anderen Komponenten des Nervensystems, einschließlich des Sehnervs, und das Zentrum für die Verarbeitung des optischen Systems, wie z.B. den Hinterhauptlappen des Gehirns.

Die Verwendung dieser Kriterien würde bei dem Versuch, eine Hierarchie zu erzeugen, noch mehr Probleme bereiten, da das Verarbeitungssystem immer sehr viel komplexer ist als das Lichtsammelsystem, was alle bekannten Augensysteme auf der oberen Ebene von Darwins hierarchischem Schema platzieren würde. Natürlich war sich Darwin weder der enormen Komplexität oder Vielfalt des Bildverarbeitungssystems noch der Komplexität der vielen Hilfssysteme und Verarbeitungsstrukturen wie dem Gehirn bewusst.

Die Problematik der Erstellung einer Rangordnung „einfach zu komplex“ wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass die zehn Typen auch häufig in vier grundlegende Augen-Designs gegliedert sind: das holochroale Auge, das Superpositionsauge, das schizochroale Auge und das menschliche Hornhautlinsen-Auge. Alle diese grundlegenden Augen-Designs erfordern ein Fokussierungssystem und ein komplexes neurologisches Verarbeitungssystem, das es dem Betrachter ermöglicht, die große Menge ständig wechselnder Signale, die von der Netzhaut oder anderen lichtempfindlichen Zellen über den Sehnerv an das Gehirn gesendet werden, effizient und schnell zu verarbeiten.

„Trotz jahrzehntelanger Forschungen haben wir immer noch nur ein begrenztes Verständnis dafür, wie das Sehen tatsächlich funktioniert", was es schwierig macht, sowohl konsistente Klassifikationsschemata als auch Hierarchien zu erstellen, um eine vernünftige evolutionäre Stammesgeschichte zu formulieren.23 Wir haben ein ziemlich gutes Verständnis der Augenstruktur selbst, was den Aufbau der obigen Klassifikation ermöglichte. Entgegen evolutionärer Erwartungen können die Augen phylogenetisch entfernter Lebensformen „in einer Vielzahl von Details sehr ähnlich sein.“16

Ironischerweise existiert die größte Vielfalt an Augen-Designs (nicht nur in der Struktur, sondern auch in der Anzahl und Lage) nicht unter den Wirbeltieren, wie es der Darwinismus erwarten würde, sondern unter den so genannten „primitiven“ wirbellosen Tieren.16 Die wirbellosen Tiere haben auch Augen, die in mancher Hinsicht denen der Wirbeltiere überlegen sind. Ein Beispiel dafür sind die halbkugelförmigen Augen der meisten Fliegen und anderer Insekten, die im Gegensatz zu den menschlichen Augen und denen der meisten Wirbeltiere ein Bild erzeugen, das weitgehend frei von sphärischen Verzerrungen ist.25 Menschliche Augen haben eine signifikante periphere Bildverzerrung, aber sphärische Augen formen ein scharfes Bild in alle Richtungen. Der Mensch hat kein scharfes peripheres Sehen, da dies die Funktion der zentralen Netzhaut, der Makula, ist. Unser peripheres Sehen dient der Erkennung von Licht und Bewegung, die den Fixationsreflex auslösen, um die Augen in Richtung des Reizes zu drehen.

Ein weiteres Problem in der Theorie, dass Augen-Designs eine evolutionäre Sequenz darstellen, ist, dass die Augen der drei großen Stämme (Wirbeltiere, Gliederfüßer und Weichtiere) aus verschiedenen Geweben stammen und sich radikal unterscheiden.26 Aus diesem Grund kamen die Evolutionisten zu dem Schluss, dass sie getrennte Evolutionsgeschichten haben. Und die vielen Gemeinsamkeiten, die es gibt, sind auf die angenommene evolutionäre Konvergenz zurückzuführen. Im Wesentlichen „wissen wir nicht, wie es sich möglicherweise entwickelt haben könnte, also muss es sich immer und immer wieder entwickelt haben.“ Die Augenunterschiede wären auf die unterschiedlichen Bedürfnisse und Umstände jedes Organismus und seines Lebensraumes zurückzuführen, unabhängig von evolutionären Zusammenhängen. Und ein weiteres Problem ist, dass die herangezogenen Indizien für die Evolution des Auges den Schluss erzwingen, dass sich die meisten dieser Augen-Designs „in kurzer Zeit während des Kambriums entwickelt haben müssen.“17

Das einfachste Auge

Darwinisten behaupten oft, das Primatenauge sei das am weitesten entwickelte. Jedoch haben viele „primitive“ Augen, wie sie fälschlicherweise bezeichnet werden, Vorteile gegenüber unseren Augen. Beispielsweise kann das menschliche Auge bis zu 60 Bilder pro Sekunde registrieren, eine kleine Biene etwa 300 Bilder pro Sekunde. Deshalb können Bienen bei schnellen Bewegungen viel besser sehen. Der Filmstandard (24 Bilder pro Sekunde) würde für eine Biene als eine Serie von Standbildern wahrgenommen werden. Für den Menschen sind die Bilder verschwommen, was die Illusion von Bewegung vermittelt. Diese Design-Innovation bei so genannten primitiven Tieren ist komplexer als die entsprechende Struktur im menschlichen Auge.

Der einfachste bekannte Augentyp ist der Ocellus, ein multizelluläres Auge, das aus Fotorezeptorzellen, Pigmentzellen und Nervenzellen besteht, um die Informationen zu verarbeiten – Stadium 4 in Darwins Liste.27 Das primitivste Auge, das die Definition eines Auges erfüllt, ist der winzige stecknadelkopfgroße Meeres-Ruderfußkrebs Copilia. Nur die Weibchen besitzen das, was die Autoren Wolken und Florida als „bemerkenswerte Augen, die mehr als die Hälfte ihres transparenten Körpers ausmachen“ bezeichnen.28 Er wird als Bindeglied zwischen einem Augenfleck und einem komplexeren Auge herangezogen. Dabei hat er zwei Außenlinsen, die wie ein Rasterelektronenmikroskop die Umgebung nach Licht abtasten, diese verarbeitet und dann ans Gehirn sendet.29 Er hat Netzhautzellen und ein Auge, das „analog zu einem Ommatidium des Superpositionstyps von Facettenaugen ist.“30 Dieses, das primitivste bekannte echte Auge, befindet sich im Stadium 6 von Darwins evolutionärer Rangordnung!

Unterschiede in den Sehzellen

Die Evolution würde voraussagen, dass ein Auge umso mehr Details wahrnehmen kann, je weiter es entwickelt ist, und zwar entsprechend der Anzahl der Sehzellen. Der tatsächliche Befund sieht oft anders aus. In einem „einfachen“ Sehsystem (Gehirn und Netzhaut) findet man die geringste Anzahl von Sehzellen im lungenlosen Salamander, T. narisovalis, der etwa 65.000 Zellen für das gesamte visuelle Hirnzentrum und 60.000 für die Netzhaut allein in Anspruch nimmt. Diese „außerordentlich niedrige“ Anzahl von Zellen wird aber nicht verwendet, weil das Tier primitiv ist, sondern weil es einen sehr kleinen Kopf, kleine Augen, ein kleines Gehirn und zusätzlich relativ große Zellen hat!31 Auch der kleinste noch existierende Salamander, T. pennatulus (der viel kleiner ist als T. narisovalis), hat etwa 94.000 Sehzellen und etwa die gleiche Anzahl von Netzhautzellen. Zum Vergleich: Die Hirnsehzentren des Frosches S. limbatus umfassen etwa 400.000 Zellen. Dies macht deutlich, dass nicht pro Evolution argumentiert werden kann,

„…indem behauptet wird, dass das Auge schrittweise aus einem einzigen Fleck lichtempfindlicher Haut durch verschiedene Stadien aufgebaut und langsam die Komplexität des Wirbeltier-Kameraauges erreicht wird. … Bei der Evolution des Wirbeltierauges oder gar eines lichtempfindlichen Hautflecks … muss man die gesamte Komplexität des lebenden Organismus in Betracht ziehen, zumindest soweit diese Komplexität das Sehen unterstützt (auch in der weniger komplexen Form). Aus diesem Grund sollte es in der Debatte nicht um die Evolution des Auges gehen, sondern um die Evolution des Sehens. Das Sehen ist immer das Sehen eines bestimmten lebenden Tieres, eines lebendigen Ganzen, in dem die integrierte Aktivität und Erfahrung des Sehens, selbst in seiner einfachsten Form, stattfinden kann.“32

Neben den Unterschieden in der Anzahl von Zellen existieren auch Unterschiede in den Fotorezeptorzellen selbst. Die Zellen, die die Membranoberfläche für Opsin-Moleküle bilden, können entweder Ziliar- oder Mikrovillarstrukturen sein. Der Microvilli-Typ dominiert bei Wirbellosen, der Ziliartyp bei Wirbeltieren. Auch die physiologischen Reaktionen sind sehr unterschiedlich. Licht bewirkt die Depolarisation mikrovillöser Rezeptoren von Gliederfüßern und Weichtieren; bei Wirbeltieren bewirkt es hingegen die Hyperpolarisation der Ziliarrezeptoren. Wirbellose Tiere verwenden Inositoltriphosphat für die Phototransduktion im zweiten Botenstoffsystem, während Wirbeltier-Fotorezeptoren Cyclisches Guanosin-5'-Monophosphat (GMP) verwenden. Obwohl Opsin das Schlüsselmolekül zum Nachweis von Licht sowohl bei Wirbeltieren als auch bei Wirbellosen ist, sind die Regenerationsmechanismen (Re-Isomerisierung) des Chromophor-/Opsin-Systems „unter den Phylae dramatisch verschieden“.33 Andere wichtige Unterschiede sind unter anderem bei den Augen der wirbellosen Tiere zu finden, die aus der Hautoberfläche des Ektoderm gebildet werden, und bei den Wirbeltieraugen, die aus dem neuronalen Ektoderm gebildet werden.34

Ein weiteres Problem für die Evolution besteht darin, dass mindestens 11 verschiedene optische Methoden zur Erzeugung von Bildern verwendet werden. Damit sich ein Typ zu einem „fortschrittlicheren“ Typ entwickeln kann, „sind Zwischenstufen erforderlich, die im Vergleich zum bestehenden Design viel schlechter oder nutzlos sind. Eine Umstellung für Tiere, die vom Sehvermögen abhängig sind, wäre damit tödlich.“35 Zum Beispiel haben die fortgeschrittenen Stäbchen und Zapfen bei „primitiven“ Tieren und der Mangel an Beweisen für ihre Evolution einige zu der Schlussfolgerung veranlasst, dass sich „das tetrachomatische Grundsystem sehr früh in der Evolution der Wirbeltiere entwickelt hat.“36 Darüber hinaus gibt es in der Natur keine Progression von einfachen zu komplexen Fotorezeptoren, sondern nur „vier spektral unterschiedliche Klassen von Zapfenpigmenten, die von verschiedenen Opsin-Genen kodiert werden“.37

Untersuchung von Genen, die an der Augenentwicklung beteiligt sind

Umgekehrt sprechen Ähnlichkeiten, wie die Tatsache, dass einige der an der Augenentwicklung beteiligten Gene bei den meisten Tieren sehr ähnlich sind, für eine einzige Evolution des Auges. Dennoch sind die Schwierigkeiten bei der Augenevolution so groß, dass einige Forscher davon ausgehen, dass sich die Augen mindestens 40 und bis zu 65 Mal unabhängig voneinander entwickelt haben!38 Wie Fernald feststellt, „wissen wir heute nicht, ob die Augen einmal oder mehrmals entstanden sind, und tatsächlich sind viele Merkmale der Augenevolution immer noch rätselhaft.“23 Eine bessere Erklärung für das gleiche Gen, das von verschiedenen Tieren (oder Pflanzen) verwendet wird, ist ein ökonomisches Design durch eine höhere Intelligenz.

Wirbeltieraugen hätten sich nicht isoliert entwickeln können, weil Bestandteile der Augen keine Funktion als in sich geschlossene Einheiten haben. Augen sind Teil sehr komplexer, miteinander verbundener lebender Organismen, und Augen sind lediglich ein Teil des Sehsystems.39

Ein Maßstab zur Bestimmung der Komplexität des Auges ist die Anzahl der Gene, die an der Herstellung des Auges beteiligt sind – je mehr Gene benötigt werden, desto komplexer dürfte das Auge sein. In der primitiven Drosophila wurden bisher 501 augenbezogene Gene identifiziert. Das sind etwa 3,5% des gesamten Genoms.24 Bei Wirbeltieraugen sind schätzungsweise 7.500 Gene beteiligt, nur um die Netzhaut zu entwickeln und zu regulieren – oder etwa 30% des gesamten menschlichen Genoms, welches 25.000 Gene beinhaltet.24

Die Ansichten über die Evolution des Auges wurden immer wieder auf den Kopf gestellt

Diese Probleme haben dazu beigetragen, dass „die Ansichten über die Evolution des Auges immer wieder auf den Kopf gestellt wurden, einmal die eine Ursprungstheorie, dann wieder andere bevorzugend.“40 Die klar unterschiedliche ontogenetische Herkunft der Augen bei sehr verschiedenen Arten ist ein Grund dafür, dass angenommen wird, dass sich die Augen 40 Mal oder noch häufiger unabhängig voneinander entwickelt haben.40 Beispielsweise sind die Augen bei vielen Weichtieren, darunter auch bei einigen Kopffüßern wie Tintenfischen und Kraken, denen der Wirbeltiere bemerkenswert ähnlich. Beide haben eine Hornhaut, eine Linse, eine Iris und eine Netzhaut. Einer der Hauptunterschiede ist, dass in einem Fall die Netzhaut umgekehrt aufgebaut ist.41

Evolutionisten versuchen, dieses Problem zu lösen, indem sie davon ausgehen, dass sich die phylogenetische Linie, die zu Weichtieren führte, sehr früh in der Evolutionsgeschichte spaltete, lange bevor sich das Auge entwickelt hatte. Dann postulieren sie eine parallele Evolution – mit der Schlussfolgerung, dass sich die beiden Augen fast identisch entwickelten, aber völlig unabhängig voneinander waren. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass sowohl das „primitivste“ Kameraauge (das Lochkamera-Auge des Nautilus) als auch das fortschrittlichste bekannte Auge bei Kopffüßern zu finden sind! Weichtiere als Gruppe haben ein Pigment-Augenfleck-Design, einen Pigmentbecher, einen einfachen Optikbecher mit einer Lochlinse, ein Auge mit einer primitiven Linse (Meeres-Stachelschnecke) und ein komplexes Auge (Oktopus) – letzteres ist das „fortschrittlichste“ Auge im Reich der Wirbellosen.42

Embryonale Herkunft der Wirbeltieraugen im Gegensatz zu Augen von Kopffüßern

Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt in der embryonalen Herkunft vieler Strukturen der Wirbeltieraugen im Gegensatz zu denen der Kopffüßer. So bilden sich z. B. aus einer epidermalen Plakode durch aufeinanderfolgende Umhüllungen Kopffüßeraugen, während sich aus der Neuralplatte Wirbeltieraugen entwickeln und die darüberliegende Epidermis die Linse bildet. Noch ein Problem für die Evolution des Auges ist, dass sich das Auge einer einzigen evolutionär verwandten Klasse, der Wirbeltiere, „aus einer vielfältigen Sammlung embryonaler Quellen durch eine komplexe Reihe induktiver Ereignisse entwickelt.“43

Schlussfolgerungen

Dennett schrieb, dass die Augenlinse „für ihre Aufgabe ausgezeichnet designt ist und die technische Sinnhaftigkeit der Details unverkennbar ist, aber kein Designer es jemals artikuliert hat.“44 Er kommt zu dem Schluss, dass das Design des Auges nicht real ist, sondern eine Illusion, denn die Evolution erkläre das Auge, ohne dass es eines Designers bedarf. Dieser Artikel hat gezeigt, dass Evolution die Existenz des visuellen Systems nicht erklärt, ein intelligenter Designer jedoch schon. Die führenden Wissenschaftler der Augenevolution geben zu, dass sie nur „ein gewisses Verständnis dafür haben, wie sich die Augen entwickelt haben könnten“.45 Diese Erklärungen kratzen nicht einmal an der Oberfläche des Geheimnisses, wie das Sehvermögen durch Evolution entstanden sein könnte – geschweige denn wann.

Es gibt viele Meinungsverschiedenheiten über die hypothetische Evolution der Augen, und Experten erkennen, dass es viele kritische Probleme gibt. Darunter fällt eine Erklärung der Evolution jedes Teils des visuellen Systems einschließlich der Linse, des Augapfels, der Netzhaut, des gesamten optischen Systems, der Hinterhauptlappen des Gehirns und der vielen Nebenstrukturen. Turner betonte, dass „das wahre Wunder [des Sehens] nicht so sehr im optischen Auge liegt, sondern im Rechenprozess, der das Sehen ermöglicht.“46 All diese unterschiedlichen Systeme müssen als integrierte Einheit zusammen funktionieren, damit Sehen ermöglicht wird. Wie Arendt schlussfolgert, wurde die Evolution des Auges seit Darwin diskutiert und wird unter Darwinisten immer noch diskutiert.47Für Nicht-Evolutionisten gibt es keine Debatte.

Danksagungen

Ich möchte mich bei Curt Deckert, Clifford Lillo, Eric Belivert, Terra Richmond, John UpChurch und Jody Allen für ihre Hilfe bedanken.

Literaturangaben

  1. Sinclair, S., How Animals See: Other Visions of Our World, Henry Holt, New York, S. xi, 1985. Zurück zum Text.
  2. Darwin, C., The Origin of Species, John Murray, London, S. 186, 1859. Zurück zum Text.
  3. Darwin, C., The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, John Murray, London, 1872. Zurück zum Text.
  4. see Shermer, M., The Case Against Intelligent Design, Henry Holt, New York, S. 17, 2006. Zurück zum Text.
  5. Isaak, M., The Counter-Creationism Handbook, Greenwood Press, Westport, CT, S. 65, 2005. Zurück zum Text.
  6. Coyne, J., The faith that dare not speak its name: the case against intelligent design, The New Republic, S. 30, 2005. Zurück zum Text.
  7. Dennett, D.C., The hoax of intelligent design and how it was perpetrated in Brockman, (Ed.), Intelligent Thought: Science Versus the Intelligent Design Movement, Vintage Books, New York, S. 37, 2006. Zurück zum Text.
  8. Melnick, J., Vision: an evolutionary enigma, Christian Citizen 1(9):26, 1981. Zurück zum Text.
  9. Moses, K., Fly eyes get the whole picture, Nature 443:638–639, 2006. Zurück zum Text.
  10. Sinclair, S., siehe 1, S. 9. Zurück zum Text.
  11. Croft, L.R., The Last Dinosaurs, Elmwood Books, Chorley, Lancashire, S. 57, 1982. Zurück zum Text.
  12. Land, M.F. and Nilsson, D.-E., Animal Eyes, Oxford University Press, New York, S. 1, 2005. Zurück zum Text.
  13. Duke-Elder, S.S., System of Ophthalmology. Volume 1: The Eye in Evolution, The C.V. Mosby Company, St. Louis, S. 237–238, 1958. Zurück zum Text.
  14. Croft, siehe 11, S. 59. Zurück zum Text.
  15. Land and Nilsson, siehe 12, S. 4. Zurück zum Text.
  16. Brain, Behavior and Evolution 64(3):141–147, 2004; S. 143. Zurück zum Text.
  17. Land and Nilsson, siehe 12, S. 15. Zurück zum Text.
  18. Jager, S., Lewis, J., Zvyaga, T., Szundi, I and Sakmar, T., Chromosome structural changes in rhodopsin from nanoseconds following pigment photolysis, Proceedings of the National Academy of Science 94:8557–8562, 1997. Zurück zum Text.
  19. Cousins, F.W., The Anatomy of Evolution, Duffett Publications, London, S. 125, 2003. Zurück zum Text.
  20. Grassé, P.P., Evolution of Living Organisms, Academic Press, New York, NY, S. 163, 1977. Zurück zum Text.
  21. Wolken, J. and Florida, R.G., The eye structure and optical system of the crustacean capecod, copilia, The Journal of Cell Biology, 40(1):279–285, 1969. Zurück zum Text.
  22. Arendt, D. and Wittbrodt, J., Reconstructing the eyes of urbilateria, Philosophy Transactions of the Royal Society of London 356:1546, 2001. Zurück zum Text.
  23. Fernald, R.D., The evolution of eyes, Karger Gazette 64:2–4, 2001; S. 2. Zurück zum Text.
  24. Fernald, R.D., Casting a genetic light on the evolution of eyes, Science 313:1914–1918, 2006; S. 1914. Zurück zum Text.
  25. Sinclair, siehe 1, S. xvii. Zurück zum Text.
  26. Fernald, R.D., The evolution of eyes, Brain, Behavior and Evolution 50(4):253, 1997. Zurück zum Text.
  27. Arendt and Wittbrodt, siehe 22, S. 1546. Zurück zum Text.
  28. Wolken and Florida, siehe 21, S. 279. Zurück zum Text.
  29. Sinclair, siehe 1, S. xiii. Zurück zum Text.
  30. Wolken and Florida, ref. 21, p. 280. Zurück zum Text.
  31. Roth, G. and Blanke, J., Vertebrates in McGraw-Hill Yearbook of Science and Technology, McGraw-Hill, New York, 1997. Zurück zum Text.
  32. Wiker, B. and Witt, J., A Meaningful World: How the Arts and Sciences Reveal the Genius of Nature, InterVarsity Press, Downers Grove, IL, S. 44, 2006. Zurück zum Text.
  33. Fernald, siehe 16, S. 146. Zurück zum Text.
  34. Cousins, siehe 19, S. 284. Zurück zum Text.
  35. Fernald, siehe 23, S. 2–3. Zurück zum Text.
  36. Bowmaker, J.K. and Hunt, D.M., Evolution of vertebrate visual pigments, Current Biology 15(13):R484–R489, 2006; S. R489. Zurück zum Text.
  37. Bowmaker and Hunt, siehe 36, S. R484. Zurück zum Text.
  38. Fernald, siehe 16, S. 145. Zurück zum Text.
  39. Breidach, O. and Kutsch, W., The Nervous Systems of Invertebrates: An Evolutionary and Comparative Approach. With a coda written by T.H. Bullock, 1995. Zurück zum Text.
  40. Fernald, siehe 24, S. 1917. Zurück zum Text.
  41. McIlwain, J.T., An Introduction to the Biology of Vision, Cambridge, New York, 1996. Zurück zum Text.
  42. Lovicu, F. and Robinson, M.L., Development of the Ocular Lens, Cambridge University Press, New York, S. 17, 2004. Zurück zum Text.
  43. Fernald, siehe 23, S. 3. Zurück zum Text.
  44. Dennett, D.C., Breaking the Spell: Religion as a Natural Phenomenon, Viking, New York, S. 60, 2006. Zurück zum Text.
  45. Fernald, siehe 16, S. 467, Betonung von mir. Zurück zum Text.
  46. Turner, J.S., The Tinker’s Accomplice: How Design Emerges from Life Itself, Harvard University Press, Cambridge, MA, S. 161, 2007. Zurück zum Text.
  47. Arendt, D., Evolution of eyes and photoreceptor cell types, International Journal of Developmental Biology 47:563, 2003. Zurück zum Text.
  48. Mitchell, L., Mutchmor, J. and W. Dolphin, W., Zoology, Benjamin Cummings, Menlo Park, CA, S. 279, 1988. Zurück zum Text.
  49. Mitchell et al., siehe 48, S. 278. Zurück zum Text.
  50. Cousins, siehe 19, S. 300. Zurück zum Text.

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Evolution's Achilles' Heels
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