Kumulative Selektion und Direktionalität in der Evolution

Von Teleologie zu einer anderen Dimension von Intelligentem Design

Ich bin Philosoph mit Fachgebiet Wissenschaftstheorie und arbeite im Augenblick an einem Forschungsprojekt zum Thema “Higher-Order Cumulative Selection and Directionality in Evolution – The Shift from Teleology to Another Dimension of Intelligent Design”, das ich hier in Kurzfassung vorstellen möchte.

Bei meinem Projekt geht es darum, aufzuzeigen, dass selbst dann, wenn eine „Teleologie-freie“ direktionale Evolution möglich sein sollte, die Notwendigkeit von Intelligentem Design in jedem Fall auf einem anderen Niveau – ich nenne es im Anschluss an Jonathan Bartlett „aktive Teleonomie“ – in Erscheinung tritt. Ich verwende „Teleonomie“ hierbei ausdrücklich nicht im Sinne eines polemischen Gegenbegriffs zu „Teleologie“ und „Design“ (https://de.wikipedia.org/wiki/Teleonomie), wie dies in der modernen Evolutionsbiologie oft verstanden wird. J. Bartlett sagt, dass EvoDevo in der Tat eine „Extended Synthesis“ wäre, wenn dieser Ansatz, anders als die Synthetischen Evolutionstheorie, Teleonomie nicht auf die Definition von E. Mayr reduzieren würde, sondern darin einen Ausdruck von active information sähe. Der Ausdruck „aktive information“ wäre im Kontext meines Projekts zu umfassend, da Teleonomie, wie J. Bartlett sie versteht, ja gerade ein sehr spezifischer Ausdruck von active informationist. Daher schlage ich „active teleonomy“ bzw. auf Deutsch „aktive Teleonomie“ vor. Der Unterschied zwischen Teleologie und aktiver Teleonomie kann mithilfe der Analogie einer Computersimulation erläutert werden:

Betrachten wir eine Computersimulation (wie möglicherweise (?) Avida), die tatsächlich in der Lage ist, in einem gegebenen System ständig zunehmende organisationale Komplexität zu erzeugen, ohne dass man voraussagen kann, wie sich diese ständig ansteigende organisationale Komplexität ausdrücken wird. Nehmen wir auch an, dass bei mehreren Versuchen die effektiven Entwicklungen des gegebenen Systems im Allgemeinen sehr verschieden sind. An sich ist diese Simulation „Teleologie-frei.“ Allerdings funktioniert das Ganze nur unter der folgenden, nicht ausreichenden, aber absolut notwendigen Bedingung: Die für die Simulation verwendete Software muss genau sokonfiguriert sein, dass die Simulation in „Teleologie-freier“ Weise zunehmende organisationale Komplexität generiert (vergl. Bartlett 2019: https://mindmatters.ai/2019/09/can-computers-simply-evolve-greater-intelligence/). Nun beruht aber die Konfigurierung von Software auf design. So ist die Simulation zwar im Bezug auf die Entwicklung des simulierten Systems „Teleologie-frei“, doch kann der Gesamtvorgang keineswegs als „design-frei“ aufgefasst werden.

Ich bezeichne demzufolge als „Teleonomie“ (i) die Menge aller konfigurationellen Anforderungen, die erfüllt sein müssen, damit das entsprechende System überhaupt funktioniert, und gegebenenfalls (ii) die Menge aller notwendigen Faktoren, die die Erfüllung dieser konfigurationellen Anforderungen im entsprechenden System bewirken.

Nun ist das Vorhergehende allenfalls eine Allegorie, die den Unterschied zwischen Teleologie und Teleonomie ohne lange Ausführungen intuitiv erläutert. Selbstverständlich kann man aus dieser Allegorie nicht direkt schließen, dass bei direktionalen evolutionären Vorgängen, die – vielleicht ! – auf der teleologischen Ebene design-frei sein mögen, die Notwendigkeit von design auf der teleonomischen Ebene systematisch wieder zum Vorschein kommt.

Allerdings müssen wir uns doch fragen, ob das nicht der Fall sein könnte bzw. ist. Wie oben angekündigt, hat das vorliegende Projekt das Ziel, die These zu verteidigen, dass, jenseits der klassischen Teleologie-Debatte, jegliche Form von direktionaler Evolution im Sinne einer Zunahme organisationaler Komplexität das Einwirken von teleonomischem Intelligenten Design als wesentlichen Faktor voraussetzt.

Der – an sich einfache – Ansatz meines Projekts geht von einer Tatsache aus, auf die eigentlich jegliche den Anspruch auf Vollständigkeit erhebende Beschreibung der kumulativen Selektion eingehen müsste, was aber nicht der Fall ist. Bevor wir diesen Punkt vertiefen, bleibt jedoch ein potentielles Missverständnis zu beseitigen.

Kumulative Selektion ist schlechthin das Fundament des neodarwinistischen Erklärungsversuchs der Evolution, bzw. das Fundament der Synthetischen Evolutionstheorie („Modern Synthesis“ oder Neodarwinismus). Nun war zwar besagte Synthetische Evolutionstheorie jahrzehntelang der absolute Mainstream innerhalb der Evolutionsbiologie, allerdings hat sich diese Situation in letzter Zeit gewandelt. Für die Synthetische Evolutionstheorie wird es zunehmend schwierig, sich gegen Alternativ-Ansätze wie, vereinfacht gesagt, EvoDevo zu behaupten. So stellt sich die Frage, ob Kritik an der kumulativen Selektion – und daran gibt es nach wie vor vieles zu kritisieren – überhaupt noch aktuell ist.

Mein Projekt beschäftigt sich notwendigerweise mit dieser Frage, und bis auf Weiteres ist Kritik an der kumulativen Selektion nach wie vor aktuell. Einerseits, solange ausschließlich angepasste Organismen sich erhalten können, während nicht jeder Organismus von vornherein angepasst sein kann, bleibt allein schon die Existenz jeglicher belebter Faktoren in der Natur eine Sache der überstandenen Selektion. Anderseits, während aus der evolutionären Perspektive die alleinige Akkumulation von was auch immer sicherlich nicht ausreicht, um zunehmende organisationale Komplexität zu generieren – laut Michael Behe besteht die Schwierigkeit im „Zusammenbringen“ der akkumulierten Elemente – erfordert die Generation von zunehmender organisationaler Komplexität die Akkumulation verschiedener Änderungen. Also bleibt kumulative Selektion bis auf Weiteres eine zwar keineswegs ausreichende, aber doch absolut notwendige Bedingung für evolutionäre Direktionalität. Aus neodarwinistischer Sicht betrifft die Selektion ausschließlich zufällige Mutationen, was sehr einschränkend bleibt. Allerdings hat dieser Ansatz den Vorteil, dem Problem der Weitergabe erworbener Merkmale zu entgehen. EvoDevo und andere Alternativen zur neodarwinistischen Synthetischen Evolutionstheorie versuchen die Palette der selektierbaren Faktoren über Mutation hinaus zu erweitern. Ob es den besagten MS-Alternativen dabei auch gelingt, das Problem der Weitergabe erworbener Merkmale zu meistern, ist eine andere Geschichte. Nehmen wir jedoch an, dass gewisse MS-Alternativen auf der Basis von Epigenetik eine glaubwürdige nicht-Lamarck‘sche Theorie der Übertragung erworbener Merkmale vorweisen und dadurch eine erweiterte Palette der selektierbaren Faktoren im Bezug auf evolutionäre Direktionalität überhaupt erst teilweise sinnvoll machen. In diesem Fall wäre in der Tat die Vererbung einer erweiterten Akkumulation veränderter Merkmale denkbar. Um jedoch dem Vorgang einen direktionalen Charakter zu geben – direktional als Ausdruck zunehmender organisationaler Komplexität – ist kumulative Selektion im herkömmlichen Sinne nach wie vor notwendig. Demzufolge bleibt kumulative Selektion auch im Rahmen der Erweiterten Synthese („Extended Synthesis“) ein absolut notwendiger Faktor, ohne den evolutionäre Direktionalität nicht möglich wäre.

Auf dieser Grundlage kommen wir nun zum eigentlichen Kern des Projekts: die folgenschwere Tatsache, die bei Untersuchungen der kumulativen Selektion systematisch übersehen wird. Wenn man allerdings auf diese Tatsache eingeht, dann erkennt sehr schnell, dass kumulative Selektion nur auf der Basis von teleonomischem designzunehmende organisationale Komplexität generieren kann. Der Ansatz ist sehr einfach:

Betrachten wir einen beliebigen kumulativen Selektionsvorgang und notieren ihn „CSP“ (für „cumulative selection process“). So ein CSP funktioniert mit biotischen Selektionsfaktoren Σ^B UND/ODER abiotischen Selektionsfaktoren Σ^A. Jene CSP, die ausschließlich mit Selektionsfaktoren Σ^A funktionieren, betreffen uns hier nicht. Dagegen führen jene anderen CSP – notieren wir sie „CSP^B“ – deren Funktionieren mindestens einen biotischen Selektionsfaktor Σ^B benötigt, zur der oben erwähnten, erstaunlicherweise beiseite gelassenen Tatsache: Ein von einem CSP^B benötigter biotischer Selektionsfaktor Σ^B ist selbst aus einem kumulativen Selektionsvorgang – schreiben wir ihn provisorisch „CSP'“ hervorgegangen. Sollte dieser CSP' seinerseits auch biotische Selektionsfaktoren Σ^B erfordern, dann sind letztere ebenfalls aus Selektionsvorgängen CSP'' hervorgegangen und so weiter und so weiter und so weiter … . Ausgenommen, man sähe in kumulativen Selektionsvorgängen CSP ^A, die ausschließlich mit abiotischenSelektionsfaktoren Σ^A funktionieren, den „Normalfall“, und in den CSP^B nur „Ausnahmen“, aber das wäre schwer zu vertreten, dann ergibt sich aus dem Vorhergehenden bereits Folgendes: Ausgesprochen viele kumulativen Selektionsvorgänge CSP, die auf den ersten Blick und u.a. laut Dawkins „einfach“ sind, funktionieren in Wirklichkeit aufgrund eines im Allgemeinen extrem komplexen Netzwerks aus verknüpften CSP', CSP'', CSP''', … .

Stellen wir ein solches Netzwerk in sehr vereinfachter Art und Weise da. 

Ein gegebener biotischer kumulativer Selektionsvorgang CSP_g^B benötigt eine gewisse Anzahl von biotischen Selektionsfaktoren, die wir „Σ_g1^B“, „Σ_g2^B“, … schreiben. Die Selektionsvorgänge, aus denen die in CSP_g^B wirkenden „Σ_g1^B“, „Σ_g2^B“, … hervorgehen, werden in entsprechender Weise „CSP_g1^B “, „CSP_g2^B “, … notiert. Da die „CSP_g1^B “, „CSP_g2^B “, … dem CSP_g^B „unterliegen“, stellen wir das Ganze folgendermaßen dar:

CSP_g^B

CSP_g1^B , CSP_g2^B, … ^,

Nun notieren wir die biotischen Selektionsfaktoren, die jeweils von CSP_g1^B und CSP_g2^B, … benötigt werden, der Reihe nach „Σ_g11^B“, „Σ_g12^B“, … ; „Σ_g21^B“, „Σ_g22^B“, … , und die CSP, aus denen letztere Selektionsfaktoren hervorgegangen sind, der Reihe nach „CSP_g11^B“, „CSP_g12^B“, … ; „CSP_g21^B“, „CSP_g22^B“, … . Mit diesen, drei untere Indices tragenden CSP_g1k^B, k = 1, … , verfahren wir analog, und so weiter und so weiter. So erhalten wir das folgende „Pyramiden-Diagramm“:

CSP_g^B

CSP_g1^B , CSP_g2^B, …

CSP_g11^B, CSP_g12^B, … ; CSP_g21^B, CSP_g22^B, …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

Das Zeichen „Π(CSP_g^B)“, wo „Π“ für „Pyramide“ steht, bedeutet „das dem kumulativen Selektionsvorgang CSP_g^Bzugeordnete Pyramidendiagramm.“ Der kumulative Selektionsvorgang CSP_g^B heißt der „Gipfel“ oder „peak“ von Π(CSP_g^B). Die ipso facto geordnete Menge aller CSP_g1...^B mit mindestens 2 unteren Indices bildet den „Support“ von CSP_g^B. Notieren wir den „Support“ von CSP_g^B „Π(CSP_g^B)*. “

Jetzt haben wir die Ressourcen, um – zumindest vereinfacht – die Zentralfrage dieses Projekts zu erfassen: Damit der peak CSP_g^B, unabhängig von jeglicher teleologischen oder anti-teleologischen Fragestellung, überhaupt in der Lage ist, als konsistenter kumulativer Selektionsvorgang zu fungieren, müssen die CSP_g1...^B, die den Support von CSP_g^BΠ(CSP_g^B)* bilden, nicht in dieser Hinsicht intelligent präkoordiniert werden?

Etwas anders formuliert: Damit der peak CSP_g^B, unabhängig von jeglicher teleologischen oder anti-teleologischen Fragestellung, überhaupt in der Lage ist, als konsistenter kumulativer Selektionsvorgang zu fungieren, benötigt der Support Π(CSP_g^B)* nicht aktiven teleonomischen design?

Es fehlt hier an Platz, auf die oft unvorstellbare Komplexität eines Π(CSP_g^B) und damit auch eines Supports Π(CSP_g^B)* näher einzugehen. Behalten wir nur Folgendes zurück. Man kann vielleicht einfachste individuelle CSP_g^Bals „gegeben“ betrachten. Persönlich bin ich da skeptisch, aber akzeptieren wir diese Idee. Wenn wir jedoch von jenem individuellen CSP_g^B zu dessen Support Π(CSP_g^B)* übergehen, dann handelt es nicht um die entsprechenden CSP_g1...^Bals solche, sondern um deren kohärentes Zusammenwirken, also um deren Koordination. Im Gegensatz zu einfachsten individuellen CSP_g^B, die vielleicht „gegeben“ sein mögen, ist eine „gegebene“ Koordination des Supports Π(CSP_g^B)*ausgesprochen fraglich, es sei denn, wir postulieren aktiven teleonomischen design.

Wenn man nun trotzdem aktiven teleonomischen design in der Koordination des Supports Π(CSP_g^B)* ablehnt, dann muss man allerdings von regelrecht an den Haaren herbeigezogenen Voraussetzungen ausgehen, in erster Linie von der eigentlich unhaltbaren Idee, dass komplexe Ordnung „spontan“ – oder zumindest „irgendwie“ – aus allgemeiner Unordnung entstünde. Man könnte auch behaupten, dass die Koordination der Supports jeglicher CSP_g^B , die de factokonsistent funktionieren, „das Werk des Zufalls“ sei. Letzteres kollidiert jedoch mit dem Daseinszweck schlechthin der Synthetischen Evolutionstheorie und ihrer neueren Alternativen, die ja gerade versuchen, mit „design-freien“ Ansätzen die unhaltbare Erklärung der Evolution durch den „Zufall“ zu umgehen.

Auf den ersten Blick erscheint vielleicht folgende Hypothese etwas vernünftiger als das Vorhergehende: „Die für das das konsistente Funktionieren des peaks CSP_g^B erforderliche adäquate Koordination des Supports Π(CSP_g^B)* ist selbst das Werk von kumulativer Selektion.“ Näher betrachtet, ist eine derartige Hypothese aber auch wieder schwer aufrecht zu erhalten. Wenn man bedenkt, dass kumulative Selektion laut Definition in einer Akkumulation kleinster Schritte besteht, muss man sich fragen, ob bei dem Support Π(CSP_g^B)* von CSP_g^B der Begriff eines kleinsten Schritts überhaupt noch Sinn macht, selbst wenn „die Evolution unvorstellbar viel Zeit hat.“ Ferner erfordert kumulative Selektion offenkundige Selektionsvor- und -nachteile. Während bei konkreten Lebewesen – einschließlich primitiven Lebensformen – dem Auftreten von offenkundigen Selektionvor- und -nachteilen keine prinzipiellen Schwierigkeiten gegenüberstehen, wird es bedeutend komplizierter, wenn das Objekt, das der Selektion unterzogen wird, aus einem Zusammenhang von Zusammenhängen besteht, wie das bei dem Support Π(CSP_g^B)* von CSP_g^B der Fall ist. Nun, das bis hier Erwähnte könnte möglicherweise zu endlosen Diskussionen führen. Das nächste Problem jedoch muss hingenommen werden.

Lassen wir – allerdings aber schon mit sehr viel gutem Willen ! – gelten, dass die adäquate Konfiguration des Supports Π(CSP_g^B)* von CSP_g^B selbst aus einem kumulativen Selektionsvorgang hervorgegangen ist. Da ja hier das Selektionsobjekt in der Konfiguration der Zusammenhänge zwischen einer offenen Anzahl von kumulativen Selektionsvorgängen CSP_g1...^B besteht, scheint es nicht übertrieben, den sich hinter dieser außergewöhnlichen Selektion befindenden Selektionsvorgang als „hyper-kumulativ“ zu qualifizieren.

Es fehlt auch hier wieder an Platz, um einen solchen „hyper-kumulativen Selektionsvorgang“ – notieren wir ihn „Hy-CSP(Π)*“ – mit der notwendigen mathematischen Strenge darzustellen. Nehmen wir nur an, dass es anfangs irgendeine, „leicht schwankende“ Konfiguration von Π(CSP_g^B)* gibt, so dass „günstige“ Schwankungen besagte Konfiguration jener adäquaten Konfiguration näher bringt, die erforderlich ist, damit der peak CSP_g^B überhaupt funktioniert. Nehmen wir ebenfalls an, dass „Hyperselektionsfaktoren“ existieren, die diese „günstigen“ Schwankungen von Π(CSP_g^B)* fixieren und die anderen eliminieren usw.

Behalten wir jetzt folgenden Punkt. Selbst wenn ein solcher, schon sehr an den Haaren herbeigezogener Hy-CSP(Π)*wirklich existieren sollte, würde dies ein sehr ernstes Problem nur verschieben, ohne es aber zu lösen. Für die Synthetische Evolutionstheorie sowie für jeden anderen Ansatz, der aktiven teleonomischen design ablehnt, kann Hy-CSP(Π)* wiederum nur aus kumulativer Selektion entstanden sein, was einen „hyper-hyper-kumulativen Selektionsvorgang erfordert, und so weiter und so weiter, und das bis ins Unendliche im strengen Sinne. Allerdings, auch wenn jeder unter diesen Hy-CSP(Π)*, Hy-Hy CSP(Π)*, Hy-Hy-HyCSP(Π)*, … … … nur eine „infinitesimal kleine“ Zeitdauer bräuchte, um seine Selektion durchzuführen, würde die adäquate Konfigurierung des Supports Π(CSP_g^B)* eine im strengen Sinne unendlich lange Zeitdauer erfordern, und das käme mit dem endlichen Alter unseres Universums in Konflikt.

Und wenn man die sowohl unrealistische als auch widersprüchliche Idee ablehnt, dass die adäquate Konfiguration des Supports Π(CSP_g^B)* selbst aus kumulativer Selektion entstanden sei, dann muss man auch hinnehmen, dass kumulative Selektion allein keine vollständige Erklärung der evolutionären Direktionalität liefern kann. Nach heutigem Wissensstand und im Rahmen der hier behandelten higher-order cumulative selection gibt es dann – außer der unhaltbaren Zufallshypothese – keine andere Erklärung für die adäquate Konfiguration des Supports Π(CSP_g^B)* als teleonomischen design.

Die hier vorliegende Kurzfassung meines Projekts ist notwendigerweise verengt. Für „design-freie“ Ansätze beginnen die eigentlichen Schwierigkeiten dann, wenn wir von einzeln betrachteten kumulativen Selektionsvorgängen CSP_g^B zu Sequenzen aufeinanderfolgender CSP_g^B, g = 1, 2, … übergehen. Die Behandlung dieses Themas übersteigt bei weitem die Möglichkeiten einer Kurzfassung. Dennoch hoffe ich, dass Letztere trotz allem ausreicht, um zumindest das Wesentliche meines Ansatzes zu vermitteln.