Der Flores-Mensch – eine Inselverzwergung?

Auf der mittleren der Kleinen Sunda-Inseln, Flores, in der indonesischen Inselkette zwischen Java und Timor gelegen, wurden in Wolo Sege Steinwerkzeuge gefunden, die mindestens 1,02 Millionen Jahre alt sind. Es mussten also damals schon Frühmenschen auf dem Eiland gelebt haben, das auch zu Zeiten des niedrigsten Wasserspiegels stets durch mindestens 19 Kilometer offenes Meer von der westlich gelegenen Nachbarinsel Sumbawa getrennt war.

Zwar lag der Meeresspiegel während des eiszeitlichen Pleistozän (2,6 Millionen bis 11 700 Jahre v. h.), als enorme Mengen Süßwasser in Gletschern und Schnee gebunden waren, periodenweise um 150 Meter tiefer als heute und Java und Bali waren mit dem asiatischen Festland verbunden. Östlich davon befindet sich aber offene See, so dass es wahrscheinlich nie eine Landverbindung zur Nachbarinsel Lombok gab. Diese sog. Wallace-Linie, 25 Kilometer breit, trennt auch die asiatische von der australischen Tierwelt. Während Java und Bali die reiche Fauna Südostasiens aufweisen, ist die Tierwelt auf den östlicheren Inseln (Lombok, Sumbawa, Flores, Sumba, Timor), von Vögeln abgesehen, verarmt. Die Inseln waren auch untereinander und trotz des niedrigeren Meeresspiegels durch breite Wasserstraßen voneinander getrennt. Auf entwurzelten Bäumen oder im Wasser treibendem Gestrüpp waren gelegentlich offenbar Nagetiere sowie Reptilien angeschwemmt worden. Aber für größere Säugetiere war das Meer ein unüberwindliches Hindernis, außer für Elephantide (Stegodonten), die sich gern im Wasser aufhalten und in der Lage sind, bis zu 20 Kilometer von einem Eiland zum nächsten zu schwimmen.

Die Ahnen der Elefanten verließen erst vor 30 Millionen Jahren die Seen und Flussläufe ihrer tropischen afrikanischen Heimat und passten sich an ein Leben zu Land an, suchten aber nach wie vor noch gerne das Wasser auf. Auf den Andamanen- und Nikobaren-Inseln im Indischen Ozean, östlich des indischen Subkontinents, kann man heute noch Elefanten auf hoher See beobachten, die von einer Insel zur nächsten schwimmen.

Weitere etwa 700 000 Jahre alte Steingeräte und Skelette auf Flores zeigen, dass hier Frühmenschen lebten, die bereits über erhebliche technische und kulturelle Fähigkeiten verfügt haben müssen, um mit seetüchtigen Fahrzeugen die offene See zu überbrücken. Es könnte sogar eine Zeit lang einen sozialen Austausch zwischen Frühmenschen auf Flores und den Bewohnern des Festlands gegeben haben, worauf Langzeitparallelen bei der Entwicklung der Steinwerkzeuge hindeuten.

Homo floresiensis

Wer waren die Menschen? Als erstes käme dafür Homo erectus infrage, der vor rund zwei Millionen Jahren als großwüchsige Menschenform in Afrika auftauchte und von dem Populationen spätestens vor 1,8 Millionen Jahren Afrika verließen und bis nach Asien vordrangen. Sicher belegt ist, dass sie sich vor 1,2 Millionen Jahren auch in Ostasien aufhielten. Der australische Archäologe Mike Morwood und seine Kollegen von der University of New England nehmen an, dass Homo erectus schon um diese frühe Zeit mit Bambusbündeln oder -flößen auf Inseln übersetzte, so auch nach Flores. Sie glauben, dass er damals schon sprechen konnte, denn Sprache sei zur Planung und Logistik solcher Meeresüberquerungen notwendig.

Für Kritiker wie den australischen Anthropologen Dr. Colin Groves von der University of Canberra ist die Tektonik der vulkanischen Inseln in Indonesien derart instabil, dass es eventuell doch Landbrücken nach Flores gegeben haben könnte. Allerdings konnten solche bisher nicht durch geologische oder zoologische Befunde gesichert werden.

Die auf Flores gefundenen Werkzeuge waren überwiegend sehr einfach, in ihrer Machart ähnlich der afrikanischer früher Menschen vor fast zwei Millionen Jahren, die man in der Oldovai-Schlucht in Tansania fand (Oldowan-Technik). Am Fundort Mata Menge wurden sie vor 700 000 Jahren aus kleineren Abschläge von Felsgestein hergestellt. Auf ähnlich primitive Weise wurden die meisten Artefakte vom Fundort Liang Bua, 50 Kilometer weiter östlich, hergestellt, die allerdings weniger als 100 000 Jahre alt sind. Um diese einfachen Abschlaggeräte aus vulkanischem Gestein oder Feuerstein herzustellen, hatten die Menschen größere Stücke vom Felsen draußen abgehauen und in die Höhle mitgenommen, um dort kleinere Abschläge zu machen. Vielleicht handelte es sich bei den Liang-Bua-Bewohnern um Nachfahren der Mata-Menge-Bewohner. (Eine Handvoll scheinbar ausgeklügelterer Gerätschaften in Liang Bua halten manche Wissenschaftler für Zufallsprodukte. Das sei bei einer solchen Massenanfertigung , die in die Tausende ging, nichts Besonderes.)

Möglicherweise ernährte sich der Flores-Mensch von dem, was die Raubtiere auf der Insel übrig ließen. Wahrscheinlich ging er aber auch selbst auf die Jagd, worauf Pfeilspitzen hindeuten. Manche Wissenschaftler glauben, dass er regelmäßig Riesenratten und Zwergelefanten jagte. Knochen der Riesenratten fanden sich zu Abertausenden neben denen anderer Rattenarten in der Liang-Bua-Höhle. Von den Stegodons fanden sich hauptsächlich Knochen von Kälbern. Um diese Tiere zu jagen, mussten die Frühmenschen raffinierte Jagdmethoden beherrschen und wohl auch sprachlich kommunizieren können. Sie nutzten schon Feuer, um ihre Mahlzeiten zu bereiten.

Die Sensation waren aber die gefundenen Skelette und Skelettteile. Das erste Skelett, das in der Liang-Bua-Höhle gefunden wurde, stammt von einer etwa 30-jährigen Frau, die nur etwa einen Meter groß und zwischen 16 und 36 Kilogramm schwer war. Ihre Skelettteile haben ein Alter von mindestens 60 000 Jahren. Mittlerweile existieren Überreste von schätzungsweise 14 Individuen aus der Zeit von vor 90 000 bis 60 000 Jahren. Insgesamt wirken die Skelette wie aus archaischen und modernen Merkmalen zusammengewürfelt. Vor allem vom Hals abwärts ähneln sie stärker Vormenschen (Australopithecinen) als der menschlichen Gattung Homo. Es gibt Hinweise auf relativ lange Arme. Das Schlüsselbein ist kurz und gebogen – bei uns länger und gerader. Das Becken war wie eine Schaufel geformt, ähnlich wie bei den Australopithecinen; seit dem Homo erectus hat es Trichterform.

Die Füße hingegen wirken in mancher Hinsicht modern. So weist der große Zeh in die gleiche Richtung wie die anderen – ist also nicht abgewinkelt wie bei Menschenaffen oder Australopithecinen. Im Verhältnis zu den kurzen Beinen waren die Füße aber riesig: 20 Zentimeter lang, im Verhältnis zur Beinlänge sehr viel länger als beim Menschen. Außerdem war der große Zeh ziemlich kurz, die anderen Zehen waren verhältnismäßig lang und leicht gekrümmt. Ein richtiges Fußgewölbe fehlt. Die Menschen gingen zwar mit Sicherheit aufrecht, aber damit zu laufen dürfte nicht einfach gewesen sein. Bei so kurzen Beinen und großen Füßen haben sie die Beine beim Gehen wohl besonders hoch gehoben, vielleicht ähnlich wie wir mit Schwimmflossen vorwärts tappen.

Der Schädel macht die Sache jedoch kompliziert. Auch er frappiert durch eine Kombination alter und moderner Merkmale. Die fliehende Stirn mit dem starken Oberaugenwulst und der kinnlose Unterkiefer sind typisch für frühe Menschen. Das gesamte Gesichtsskelett wirkt dagegen klein und zart wie beim modernen Menschen. Es steht nicht vor, sondern scheint gleichsam unter das Gehirn geschoben. Die Zähne, ungefähr so klein wie unsere, die schmale Nase und die Dicke der Schädelknochen – das alles passt zur Gattung Homo. Aber die Größe des Gehirns ist mickrig: 380 bis 470 Kubikzentimeter – es entspricht eher dem eines Schimpansen.

Ungewöhnlich ist eine solche Kombination von alt und neu in der Menschenevolution nicht – ein moderner Schädel zusammen mit altmodischerem Rumpf und solchen Gliedmaßen. Die ersten Vertreter der Gattung Homo, etwa Homo rudolfensis und Homo habilis, die vor mehr als zwei Millionen Jahren in Afrika lebten, sind dafür gute Beispiele. Angesichts seiner einzigartigen Merkmalskombination klassifiziert man den Flores-Menschen heute als eigene Art, die es dementsprechend schon vor mehr als 700 000 Jahren gegeben haben muss: den Homo floresiensis.

Manche Archäologen erwägen nicht nur eine eventuelle Beziehung zu den ältesten Homininen, sondern sogar zu den Vormenschen (Australopithecinen). Gruppen von ihnen könnten schon einige hunderttausend Jahre früher als Homo erectus Afrika verlassen haben – allerdings eine sehr provokante Hypothese. Für diese Szenarien gibt es nicht den geringsten Anhaltspunkt. Die Anthropologen trauen den primitiven Arten nicht zu, von Afrika bis nach Südostasien gelangt zu sein. Auch gibt es keine einzige Spur von ihnen außerhalb von Flores.

Der Flores-Mensch passt aber auch nicht zu heutigen kleinwüchsigen Menschengruppen, etwa den afrikanischen Pygmäen. Diese sind im Mittel unter 1,50 Meter klein, haben aber ein großes Gehirn; ihr Wachstum verzögert sich erst in der Pubertät, wenn das Gehirn bereits seine endgültige Größe erreicht hat.

Der Kleinwuchs der Pygmäen ist vermutlich eine Begleiterscheinung einer starken Immunität gegenüber ansteckenden Krankheiten. Tatsächlich sind Pygmäen fortlaufend intensiven Attacken durch Krankheitserreger ausgesetzt. Ein starker Selektionsdruck wirkte daher auf eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Infektionen wie Malaria oder Tuberkulose hin. Eines der Gene, die eine wichtige Rolle bei der Regulation des Immunsystems spielen, hemmt auch das menschliche Wachstum.

Der Flores-Mensch ähnelt aber auch nicht heutigen Menschen, die im Wachstum zurückbleiben. Diese haben weitere abnorme Merkmale und erreichen selten das Erwachsenenalter. Auch die Behauptung, das Skelett stamme von einem Homo sapiens, der am Down-Syndrom litt, wurde nach eingehenden anatomischen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams widerlegt. Eine Zugehörigkeit zu Homo sapiens kommt daher wohl nicht in Betracht.

Insel-Hypothese

Die Ähnlichkeiten mit den älteren Linien könnten auch nachträglich mit dem Zwergwuchs hervorgetreten sein. Heute halten viele Anthropologen nach wie vor die Einordnung des Flores-Menschen in einen Seitenzweig des Homo erectus, der in Südostasien verbreitet war, für wahrscheinlich, obwohl noch keine eindeutigen Belege für eine enge Verwandtschaft gefunden wurden. Viele Einfaltungen des Gehirns ähneln nach Computermessungen auffällig denen des allerdings erheblich größeren Gehirns des Homo erectus. Die Körperhöhe von einem Meter liege durchaus im Rahmen der genetischen Möglichkeiten der Gattung Homo – nämlich zwischen 60 und 250 Zentimetern.

Die Flores-Menschen könnten demnach späte Nachfahren von einer Form des Homo erectus verkörpern, die vor mehr als einer Million Jahren die Küsten Indonesiens erreichten und damals auf die Insel Flores kamen, als sie z. B. Elefanten folgten oder vor einem heftigen Vulkanausbruch flohen. Sie könnten sich dann im Laufe der Zeit, isoliert von ihren Artgenossen zu einer eigenständigen Art entwickelt haben. Ihre „Verzwergung“ – ein ausgewachsener Jäger brachte es zum Schluss nur noch auf 1,10 Meter – erklären sich die Forscher mit dem „Inseleffekt“.

Inselbewohner sind bekannt für ihre extremen Anpassungen. Unzählige Tierarten, die es erstmalig auf abgelegene Eilande verschlug, haben sich hier dramatisch verändert – und dies manchmal in einem geradezu rasanten Tempo. In relativ wenigen Generationen schrumpften sie zu Miniaturausgaben ihrer selbst – oder sie gewannen enorm an Körpergröße, wie beispielsweise die Schildkröten auf den Galapagos-Inseln.

Auf Madagaskar lebten einst Mini-Flusspferde, die von großen Verwandten auf dem afrikanischen Festland abstammten, auf den Channel-Islands vor Kalifornien winzige Graufüchse und auf der russischen Wrangel-Insel im Nordmeer noch bis vor einige tausend Jahren Wollhaarmammuts in Miniaturausgabe. Ähnliche Miniaturisierungen auf Inseln sind etwa bei Hirschen und Ziegen nachgewiesen. Als vor rund 125 000 Jahren ein Rotwild-Gruppe auf der Insel Jersey vor der französischen Atlantikküste von ihren Artgenossen auf dem Festland abgeschnitten wurde, dauerte es höchstens 6000 Jahre, bis die Tiere auf ein Sechstel ihrer Körpergröße geschrumpft waren. Die auf Sumatra lebende Tigerart wird maximal 140 Kilogramm schwer – ebenso wie die auf den Inseln Bali und Java inzwischen ausgestorbenen insularen Tigerarten. Es sind wahre Leichtgewichte und Kleinausgaben im Vergleich zu dem Sibirischen Tiger und Königstiger, die immerhin bis zu 300 Kilogramm Körpergewicht besitzen.

Auf den Mittelmeerinseln Malta, Sizilien und Zypern lebten im Eiszeitalter vor einigen zehntausend Jahren gerade mal 90 Zentimeter große Zwergelefanten, die sich innerhalb von nur 5000 Jahren aus vier Meter großen Vorläufern entwickelt hatten. Auch Borneo-Elefanten, von denen es heute noch höchstens 2000 gibt, sind mit gut zwei Metern Körperhöhe deutlich kleiner als ihre Verwandten auf dem Festland, deren männliche Tiere drei Meter erreichen. Nachdem sie erst während der letzten Eiszeit zwischen 18 000 und 11 000 Jahren v. h. eingewandert waren, verarmte das Erbgut der kleinen Gruppe nach der Eiszeit, glauben die Wissenschaftler. Den Elefanten machten vermutlich die kargen Böden des geologisch jungen Borneo zu schaffen, weshalb sie nur energiearme Kost fanden und mit der Zeit verkümmerten.

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass fast durchweg die verfügbaren Ressourcen über die Entwicklung der Arten auf einer Insel entscheiden. Tiere haben hier meist einen viel kleineren Lebensraum mit vergleichsweise weniger Ressourcen zur Verfügung als ihre Verwandten auf dem Festland. Kleinere Individuen kommen mit einem knapperen Nahrungsangebot aus. Oft gibt es auf Inseln zudem weniger Feinde. die Größe und Stärke erfordern. Die räumliche Isolation und Inzucht lassen die Nachkommen daher oft immer kleinwüchsiger werden.

Fehlen spezialisierte Räuber, wie das häufig auf Inseln der Fall ist, kann für viele zugewanderte Arten bei ausreichend vorhandenen Nahrungsressourcen auch der Druck sinken, die Körpermaße reduziert zu halten. Ohne natürliche Feinde haben sich auf den Galapagos-Inseln Riesenschildkröten, auf der Insel Jicaron vor der Küste Panamas innerhalb einer evolutionär kurzen Zeitspanne Riesenfrösche entwickelt. Auch Riesenmäuse sind mehrfach unabhängig voneinander entstanden. Vor allem bei territorialen Arten steigt der Körperumfang und auch die Aggressivität, wenn sie auf Dauer Zugang zu Ressourcen verteidigen müssen. Die natürliche Auslese begünstigte daher z. B. auf der Insel Anaho die Entstehung großer Leguane.

Flores selbst ist ein erstklassiges Beispiel für Insel-Evolution: Hier werden Ratten so groß wie Hunde (z. B. die Flores-Riesenratte mit einer Körperlänge von 45 Zentimetern), Eidechsen so groß wie Warane. Die ausgestorbenen Elefanten der Gattung Stegodon dagegen schrumpften hier zu Zwergelefanten, die nicht größer als Kühe waren. Der Marabu-Verwandte Leptoptilos robustus wurde wiederum 1,80 Meter groß.

Verzwergung und Gigantismus auf Inseln ist also nichts Außergewöhnliches. Auch für die Menschen auf Flores könnte das der Grund für ihre Größenabnahme gewesen sein. Ihnen gefährliche Raubfeinde gab es wenige. Nur zwei Riesenechsen bedeuteten für den Zwergmenschen eine Gefahr: Der Komodowaran, der noch in Restbeständen auch auf anderen Inseln vorkommt, sowie ein noch größerer damals lebender Waran.

Es wäre auch möglich, dass die Gründerväter und -mütter der neuen Menschenart keine besonders typischen Vertreter ihrer Ursprungsart gewesen sind. Vielleicht entwickelte sich der Flores-Mensch aus sehr wenigen Individuen, die gar nicht alle typischen Merkmale ihrer Ursprungspopulation mitbrachten. Mike Morwood, einer der Koordinatoren des Liang-Bua-Projekts, vertritt inzwischen die Ansicht, dass schon jene Vorfahren von niedriger Statur gewesen seien, als sie nach Flores kamen – auf jeden Fall viel kleinwüchsiger als selbst die kleinsten bekannten Vertreter von Homo erectus. Vor Ort, meint Morwood, könnte dann noch etwas Inselverzwergung dazu gekommen sein.

Bis heute leben auf Flores kleinwüchsige Ureinwohner, die Flores-Pygmäen, deren körperliche Ähnlichkeit mit den Homo floresiensis-Funden auf eine nahe Verwandtschaft hinzuweisen scheinen. Sie leben in der Nähe zur Höhle, wo die Fossilien der Flores-Menschen gefunden wurden, sind aber nach genetischen Untersuchungen ganz typische moderne Menschen. Allerdings unterscheiden sich bestimmte Regionen im Genom der Flores-Pygmäen von den Sequenzen ihrer nahen Verwandten auf den größeren Inseln wie auf Neuguinea und dem asiatischen Festland. Diese Gene, die u. a. auch die Kleinwüchsigkeit regulieren, haben sich hier über geraume Zeit hinweg stärker verändert als beim Rest der Menschheit. Die Forscher sehen darin eine Bestätigung der Insel-Hypothese.

Der Luzon-Mensch

Hinweise auf Verzwergung von Menschen gibt es auch auf der größten Philippineninsel Luzon. Sie ist seit mindestens 700 000 Jahren von Menschen bewohnt. Damals war ein Nashorn mit schlichten Steinwerkzeugen zerlegt worden. Wie die Menschen auf die Insel gelangten, ist unklar. Sie hätten den Forschern zufolge eine erhebliche Strecke auf dem Meer zurücklegen müssen. Denn auch in den Zeiten, als der Meeresspiegel weit über 100 Meter tiefer lag als heute, war die Insel durch eine Wasserstraße vom asiatischen Festland getrennt, so dass sich hier die Tier- und Pflanzenwelt weitgehend isoliert entwickelte.

Zwischen 2007 und 2019 fand man in der Callao-Höhle auf Luzon 13 zwischen 50 000 und 67 000 Jahre alte Skelettteile, darunter Fuß- und Handknochen, sowie Zähne und einen Oberschenkelknochen, allerdings weder DNA-Reste noch Teile des Gesichtsschädels. Das Skelett, die winzigen Knöchelchen und Zähnchen, erinnern in ihrer Größe und Urtümlichkeit an den Homo floresiensis. Auch erreichten die Luzon-Menschen ebenfalls nur rund einen Meter Körpergröße und hantierten mit einfachen Steinwerkzeugen. Vermutlich war auch ihr Gehirn ähnlich klein.

In anatomischen Details unterscheiden sich die Zwergmenschen von Flores und Luzon allerdings so deutlich, dass sie nicht als Angehörige derselben Art gelten können. Manche Skelettmerkmale des Luzon-Menschen passen sogar eher zu Homo sapiens als zu anderen möglichen Verwandten, was zeitlich schon nicht möglich ist. Sie passen aber nicht zu Homo erectus, dem einzigen Kandidaten, den man nach Lage der Dinge als Vorfahren erwarten würde. Die Anatomie weist teilweise sogar eher in ein urtümlicheres Afrika und erinnert an diverse Australopithecus-Arten. Auch zu den robusten vormenschlichen Paranthropus-Arten und zum Homo habilis gibt es Parallelen. Gebogene Hand- und Fußknochen legen nahe, dass der Mensch von Luzon noch zumindest teilweise an das Klettern angepasst war, aber aufrecht ging.

Aus dem Morphologie-Puzzle ergibt sich jedenfalls der Schluss, dass es sich um eine eigenständige Menschenart handelt, den Homo luzonensis, der hier einen eigenen Entwicklungspfad einschlug. Er war ein Werkzeugmacher und Jäger, wie die Wissenschaftler aus Schnittspuren an einem Hirschknochen schließen. In der Abgeschiedenheit der südostasiatischen Inselwelt hat er wohl bis in jüngste Zeit überdauert – als Zeitgenosse von anderen Menschenarten.

Das Gehirnproblem

Offen ist die Frage, ob es biologisch überhaupt möglich ist, dass vor allem das Gehirn in nur wenigen hunderttausend Jahren so stark und so unverhältnismäßig schrumpft. Mallorca-Gemsen haben für ihre Gehirn-Verkleinerung fünf Millionen Jahre gebraucht. Almut Schüz vom Tübinger Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik ist skeptisch. Beim modernen Menschen gelten 800 Kubikzentimeter Gehirnvolumen als absolute Untergrenze. Spätestens darunter kommt es zu massiven Beeinträchtigungen der kognitiven Fähigkeiten, die den Menschen auszeichnen. Zumindest die menschliche Großhirnrinde lässt sich schwerlich noch dichter packen. Sie ermöglicht es uns, Zusammenhänge in dieser Welt zu erschließen. Das Gehirnvolumen des Flores-Menschen unterbietet aber selbst das eines Homo habilis – schätzungsweise immerhin 509 Kubikzentimeter – nochmals um etwa ein Fünftel.

Bei Nahrungsknappheit kann allerdings am Gehirn am meisten Energie eigespart werden. Es verbraucht bei 2% Körpergewichtsanteil über 20% der Körperenergie. Großwildjagd und Geräteherstellung waren den Vorfahren schon bekannt, die Evolution brauchte also nur die Gehirnstrukturen, die diese Fähigkeiten enthielten, zu konservieren. Einige Wissenschaftler argumentieren, dass es bei Hominiden eigentlich generell keine direkte Beziehung zwischen Gehirngröße und Intelligenz gibt. Der Schlüssel liege vielmehr in der Organisation des Gehirns. Dabei könnten die Zwergmenschen auch extrem dicht gepackte Nervenzellen besessen haben.

Manche Menschen leiden an Mikrozephalie. Bei dieser Krankheit beginnen die Stammzellen in der Entwicklung des Organismus möglicherweise zu früh damit, Neurone zu bilden, anstatt sich erst einmal fleißig weiterzuteilen und damit die Zahl an Vorläuferzellen zu vergrößern. Auch andere Ursachen können noch dazu kommen. Die Patienten besitzen am Ende also sehr kleine Gehirne. Verblüffend ist, dass sie trotzdem oft überraschende geistige Fähigkeiten zeigen: „Sie sind zwar geistig langsamer, haben aber durchaus Sprachvermögen, bilden einfache Sätze“, betont die Genetik-Professorin Heidemarie Neitzel.

Beim Enzephalisationsquotient EQ wird in einem komplizierten mathematischen Verfahren absolute Hirngröße und Zu- bzw. Abnahme der Körpergröße zueinander in Beziehung gesetzt. Er ist ein Maß für die überschüssige Gehirnmasse, die im Normalbetrieb eines Säugetierkörpers nicht benötigt wird und die deshalb frei ist für anderes – für Nachdenken beispielsweise. Mit einem EQ von 7 hat Homo sapiens dementsprechend durchschnittlich das Siebenfache dessen, was er unbedingt für sein Überleben brauchen würde – ein Maximalwert, den keine andere Art annähernd erreicht. Schimpansen schaffen Werte von 2, Homo erectus lag bei 3,3 bis 4,4. Homo floresiensis hatte je nach Gewichtsschätzung einen EQ von 2,5 bis 4,6, womit er im selben Bereich liegt wie Homo erectus.

Immerhin fand man am Gehirn des Flores-Menschen eine einzigartige Form, die auch wir und große Menschenaffen besitzen. Bei jenem aber ist sie die größte, die jemals nachgewiesen wurde. Dieser Gehirnteil, Aerea 10 im präfrontalen Kortex, ist besonders wichtig im Zusammenhang mit Hirnfunktionen, die uns zum Menschen machen: Vorausplanung, Initiative ergreifen, Ziele verfolgen.

Aussterben

Anhand der Knochen konnten die Forscher nachvollziehen, wie sich die Umwelt der Liang-Bua-Höhle auf Flores im Lauf der Zeit änderte: Das offene Grasland wich vor 100 000 Jahren nach und nach dichtem Dschungel. Mit der Zeit verschwanden jene Arten, die in offener Landschaft lebten, zugunsten jener, die sich, wie die Riesenratten, unter einem dichten Blätterdach zu Hause fühlten.

Auch Homo floresiensis scheint es am Ende in der Liang-Bua-Höhle nicht mehr behagt zu haben. Vor rund 50 000 Jahren verliert sich seine Spur. Ob die archaischen Menschen zu diesem Zeitpunkt ausstarben oder an noch unentdeckten Orten weiterlebten, ist offen. Die heutigen Ureinwohner von Flores erzählen Geschichten von „Gogo“, der „Großmutter mit dem unersättlichen Appetit“. Das gnomenhafte Fabelwesen trottet, komische Laute murmelnd, auf zwei Beinen durch den Wald. Es soll im Gesicht voll behaart gewesen sein und lange Arme gehabt haben. Die Menschen erzählen sogar, dass man „Ebu gogo“ noch begegnete, als die Holländer im 19. Jahrhundert auf Flores siedelten. Vielleicht versteckten sich die letzten Gruppen in abgeschiedenen Regenwaldgebieten.

Jedenfalls überdauerten die merkwürdigen Frühmenschen in ihrer abgeschiedenen Welt viel länger als Homo erectus in Asien und selbst der Neandertaler in Europa. Möglicherweise beendete ein massiver Vulkanausbruch, dem gleichzeitig alle höheren Säugetiere, wie z. B. auch die Zwergelefanten (Stegodons), zum Opfer fielen, abrupt die Geschichte der Flores-Menschen. Oder es war der moderne Mensch, der ihren Untergang besiegelte. Er muss seine kleinwüchsigen Verwandten jedenfalls noch getroffen haben und lebte vielleicht 20 000 Jahre oder sogar länger mit ihnen zusammen.

REM

Massenaussterben in der Erdgeschichte

Der große französische Naturforscher George Cuvier (1769 – 1832) hatte bereits erkannt, dass das Leben sich nicht kontinuierlich entwickelt hat, sondern in großen, Millionen von Jahren dauernden Zyklen. Er postulierte 1812, katastrophale Naturereignisse hätten eine herausragende Bedeutung für die Entwicklung des Lebens gehabt, da sie Platz schafften für einen Neuanfang.

Katastrophen haben tatsächlich eine herausragende Rolle in der Evolution des Lebens gespielt, da sie zu einem massenweise Aussterben von Lebewesen auf dem Planeten führten. Erhebliche Teile ganzer Ökosysteme verschwanden innerhalb weniger Jahrtausende von der Erde, ohne dass der alltägliche Anpassungsdruck den geringsten Einfluss darauf gehabt hätte. Zwar führte nicht jede Katastrophe zu einem Massenaussterben, aber der Paläontologe Peter Ward und der Geobiologe Joe Kirschvink glauben trotzdem, „dass die Geschichte des Lebendigen durch Katastrophen stärker beeinflusst wurde als durch die Summe aller anderen Kräfte“.

Allen Aussterbeereignissen folgt nicht nur eine Phase der „Erholung“ in der Artenvielfalt, . Die Evolution beschleunigt sich sogar, indem sie in kurzer Zeit eine große Zahl neuer Arten hervorbringt und dabei oft eine neue Richtung einschlägt. Auf ihren Höhepunkten folgten in der Erdgeschichte Aussterben und Neubildung meist im Abstand von wenigen Millionen Jahren aufeinander. Allerdings reduzierte sich die Anzahl der neuen Arten mit der Zeit wieder, denn der Konkurrenzkampf merzte nicht optimal angepasste Arten wieder aus. Es folgte eine Phase mit einer eher als ruhig zu bezeichnenden Entwicklung.

Wenn sich Arten aber nach langen Zeiten konstanter klimatischer Verhältnisse optimal an ihre Umwelt angepasst haben, trifft sie eine Katastrophe umso stärker. Dabei gilt: Je höher Ökosysteme entwickelt sind, desto weniger sind sie reaktionsfähig auf schnelle, drastische Veränderungen. Einen Vorteil haben in solchen Fällen Arten, die in vielen Regionen verbreitet und wenig spezifisch angepasst sind. Auch kleine Kreaturen überleben eher, da sie schlicht zahlreicher sind und zumeist weniger Nahrung brauchen als große.

Ursachen

Zur Erklärung der Massenaussterben werden heute irdische Ursachen wie extreme Klimaveränderungen, vulkanische Aktivität, Umpolung des Erdmagnetfelds, Methanhydrat-Eruptionen, Seuchen, aber auch außerirdische Ursachen wie Supernovae, kosmische Strahlen oder Meteoriteneinschläge angeführt. Möglicherweise waren auch gleichzeitig mehrere dieser Ereignisse wirksam und standen miteinander in Verbindung.

Starker Vulkanismus fiel oft mit jenen Perioden, in denen viele Arten ausstarben, zusammen. So ist die begrenzte, kurzperiodische Entstehung von sog. Plateau-Basalten – mächtigen, mehrere Meter hohen Basaltplatten gewaltigen Ausmaßes – mit besonders heftigem Vulkanismus mit Massenaussterben verbunden.

Vulkanausbrüche können durch den Ausstoß großer Mengen an Kohlenstoffdioxid zu einer globalen Erwärmung führen. Sie bringen auch giftige, u. a. schwefelhaltige Gase in die Atmosphäre, die letztlich wiederum eine Abkühlung bis zu einer Eiszeit bewirken können. Beide Effekte sind wohl nacheinander aufgetreten, was für die Lebewesen wie ein doppelter Schlag wirkte.

John Ellis vom Europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf und David Schramm von der University in Chicago halten Supernovae für die Ursache einiger Massensterben in der Erdgeschichte. UV-, Röntgen- und Gammastrahlung sowie Schwärme schneller Teilchen, vor allem Protonen, wirkten sich auf die Chemie der Atmosphäre aus und könnten dadurch durchaus eine Bedrohung für das Leben bedeutet haben. Forscher schätzen, dass ein Todesjet aus Gammastrahlen, ausgelöst z. B. durch die Verschmelzung von Sternen zu Schwarzen Löchern, die Erde ungefähr alle 100 Millionen Jahre trifft – was gut mit der Häufigkeit der großen Massenaussterben in der Erdgeschichte korrespondiert.

Auch Einschläge von Großmeteoriten oder Kometen werden heute als mögliche Ursachen für die schlimmsten Massensterben angesehen. Während sich die verheerenden Wirkungen beim Vulkanismus erst im Laufe von Jahrmillionen bemerkbar machen, haben Meteoriteneinschläge abrupte klimatische Veränderungen mit katastrophalen Auswirkungen auf das Leben und die Ökosysteme zur Folge.

Die fünf großen Massenaussterben

Innerhalb der letzten 550 bis 600 Millionen Jahren gab es ca. 20 große, katastrophale Einschnitte in die Ökosysteme , bei denen mehr als 50% aller Lebewesen ausgelöscht wurden. Sie liefen rascher ab und waren umfassender, als man lange glaubte. Jedes dieser Aussterbeereignisse scheint sein eigenes Gesicht zu haben – einfache Erklärungen greifen zu kurz. Fünf Massenaussterben („Big Five“) ragen heraus:

a) Massenaussterben am Ende des Ordiviziums

Nach Jahrmillionen mit Treibhausklima und stabilen marinen Ökosystemen kam es am Ende des Erdzeitalters Ordovizium, zwischen 440 und 450 Millionen Jahren, zu dem zweitstärksten Massenaussterben in der Erdgeschichte. Es ereignete sich in zwei Schüben mit nur 0,5 bis 2 Millionen Jahren Abstand: Zunächst eine rasche globale Abkühlung, dann eine ebenso schnelle weltweite Erwärmung. Insgesamt 80 bis 85% aller Arten, 60% der Gattungen und 26% der Familien starben aus, darunter viele Trilobiten, Moostierchen, Ammoniten und Riffbildner, aber fast keine höheren Klassen.

Es wird spekuliert, dass das Massenaussterben auf das Konto eines Gammastrahlen-ausbruchs (GMB) durch die Explosion eines Himmelskörpers irgendwo im All ging. Dazu passt, dass unter den vielen wirbellosen Arten, die ausstarben, besonders Plankton-Lebewesen waren, weniger hingegen Organismen im Untergrund oder im tieferen Meer. Eine Überprüfung der GMB-Hypothese ist aber nicht einfach.

Der Langzeiteffekt des Massensterbens war aber erstaunlich gering. Die Ökosysteme im nachfolgenden Zeitalter Silur erholten sich schnell und waren ganz ähnlich wie die im Ordovizium.

b) Massenaussterben am Ende des Devons

Vor etwa 377 Millionen Jahren gab es eine mehrere Millionen Jahre lange Dauerkrise. Wahrscheinlich handelte es sich dabei sogar um mindestens zwei (bis zu zehn) separate einschneidende Massenaussterben kurz hintereinander. Jedenfalls verschwanden 50 bis 80% aller Tierarten, darunter die meisten kieferlosen Fischen, furchterregende Panzerfische und wirbellose Meerestiere (z. B. viele Trilobiten), plötzlich von der Erde. Das ganze Riff-Ökosystem ging zugrunde. Das Aussterben betraf auch bestimmte Landpflanzen.

Die Ursachen für die Ereignisse sind unklar. Erwogen wird, dass die ersten Regenwälder die Stoffkreisläufe gründlich durcheinander brachten, denn sie verbrauchten große Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Die Folge war eine plötzliche Abkühlung des Klimas. Der Meeresspiegel fiel um einige Meter, was den Untergang der Riffe und mit ihnen der meisten Flachwasser-Organismen bedeutete. Viele andere Meerestiere gingen daraufhin an Sauerstoffmangel zugrunde. (Ein Kausalzusammenhang zwischen einem Asteroideneinschlag und dem Artensterben war in der Diskussion, ist aber nicht zwingend.)

c) Massenaussterben am Ende des Perm

Vor 252 Millionen Jahren kam es zu einem fast völligen Kollaps der Ökosysteme rund um den Globus. Niemals in der bekannten Erdgeschichte stand das Leben so nahe am Abgrund. Bis zu 95% aller biologischen Arten starben aus, darunter 96% aller im Meer lebenden Tierarten, deren Vielfalt seit dem Kambrium beträchtlich zugenommen hatte: Unter anderem die Panzerfische, alle Trilobiten und fast alle Ammoniten. Die Armfüßer (Brachiopoden) verloren ihre vorherrschende Stellung an die Muscheln. 70% aller Landlebewesen (78% der Land bewohnenden Reptilien und 67% aller Amphibien; insgesamt 3/4 aller Wirbeltierarten) starben aus. Selbst die Insekten, sonst wahre Lebenskünstler, büßten 30% der Ordnungen ein. Zu ihrem Aussterben trug wohl auch das Verschwindender der meisten Landpflanzen bei.

Viele Wissenschaftler halten eine Serie von gigantischen Vulkanausbrüchen für die wahrscheinlichste Ursache des größten Massenaussterbens in der Erdgeschichte. Aber es war wohl komplizierter, so dass man heute davon ausgeht, dass mehrere verheerende Ereignisse (Vulkanausbrüche, Klimaänderungen, Schwankungen des Meeresspiegels und giftige Gase aus den Ozeanen) um die gleiche Zeit zusammentrafen und ineinander griffen.

Die globale Durchschnittstemperatur stieg um 6°C, die Weltmeere erwärmten sich um mindestens 8°C und versauerten, der Sauerstoffgehalt der Luft sank auf weniger als die Hälfte. Weite Meeresregionen verwandelten sich in tote, stinkende Kloaken. Am Ende der Ereignisse waren Meere und Kontinente leblose Wüsten.

Nur eine Handvoll Organismen schaffte es, zu überleben. Unter ihnen waren verschiedene kleine Amphibien und Reptilien, die sich nun allmählich auseinander entwickelten. Aus ihnen sollten später die heutigen Frösche, Salamander, Schildkröten, Echsen und Säugetiere hervorgehen. Zunächst verhalf das große Sterben wohl den Dinosauriern zu ihrem Aufstieg, indem es ihnen nun ökologische Nischen zugänglich machte, die andere Lebewesen zuvor eingenommen hatten.

Im Meer konnten sich bislang unbedeutende Gruppen, die vorher eher ein Randdasein geführt hatten, entfalten – etwa räuberische Vorfahren der modernen Fische, Kopffüßer, Schnecken und Krebse. Einige vollkommen neue Entwicklungslinien und Lebensgemeinschaften traten auf, darunter Krebs- und Hummerarten – und die ersten im Wasser lebenden Reptilien. Die ökologischen Neuerungen waren so markant, dass die Wissenschaft mit ihnen den Beginn einer ganz neuen Ära postulierten: Das Erdmittelalter oder Mesozoikum.

Der neue Artenreichtum nur knapp 1,3 Millionen Jahre nach dem Aussterben deutet auf eine rasche Erholung der Ökosysteme hin. Aber noch 50 Millionen Jahre später prägte die Katastrophe die Lebensgemeinschaften in den Ozeanen.

d) Massenaussterben am Ende der Trias

Gegen Ende der Trias, vor gut 200 Millionen Jahren, zogen starke geologische Kräfte den Superkontinent Pangäa, in dem damals alle Landmassen der Erde miteinander vereinigt waren, von Westen und Osten auseinander, so dass er zerbrach. Heute füllt der Atlantik die Lücke aus, damals aber lag dort ein Magmakanal. Mehr als eine halbe Million Jahre lang strömten riesige Lavamengen über weite Gebiete im ursprünglichen Zentrum Pangäas und schufen massive , teils mehrere Kilometer dicke Basaltformationen. Das freigesetzte Kohlenstoffdioxid verursachte einen dramatischen Klimawandel.

Womöglich hat aber auch ein Meteorit die Erde getroffen Darauf deutet hin, dass in der Grenzschicht zwischen Trias und Jura die Konzentration von Iridium erhöht ist. Auch ein scharfer Abfall in der Produktivität des Meeresplanktons in etwa 200 Millionen Jahre alten Gesteinen ist ein Anzeichen für einen Meteoriteneinschlag.

75 bis 80% aller damals lebenden Arten wurden vernichtet: Archosaurier, Placodontier (Meeresreptilien), große Amphibien (Riesenlurche), Conodonten (aalähnliche primitive Verwandte der Fische), wirbellose Meerestiere (Schwämme, Schnecken, Muscheln, Kopffüßer). Auch Korallen verschwanden fast völlig.

Die Massenvernichtung führte zum Auftauchen einer „neuen Welt“, offenbar einer der bedeutendsten Übergänge des Lebens im Verlauf der Evolution. Viele moderne Arten tauchten auf, von Wirbeltieren bis hinunter zum Plankton. Kleine, flinke, zweibeinige Raubsaurier hatten die Krise überlebt – und schon wenige Jahrtausende nach dem Massenaussterben nahm ihre Größe sprunghaft zu. Der Weg war frei für die Saurier.

Auch Säugetiere könnten erstmals aufgetaucht sein, vielleicht sogar noch früher. Viele Paläontologen argumentieren, dass die echten Säugetiere aber erst im im Jura entstanden, Millionen Jahre später.

e) Massenaussterben am Ende der Kreide

Als Ursache für das Massenaussterben vor 66,4 Millionen Jahren wird heute weitgehend übereinstimmend eine erdumfassende Katastrophe angenommen. Dabei geht man nur noch von zwei Möglichkeiten aus: Meteoriteneinschlag oder Vulkanismus. Beide Hypothesen lassen sich mit geologischen Befunden vereinbaren, die aber keine Entscheidung zugunsten der einen oder anderen zulassen.

Nach der Vulkanismus-Hypothese soll eine intensive Vulkantätigkeit in jener Zeit riesige Lavaströme freigesetzt haben. Dabei seien große Mengen von Kohlenstoffdioxid sowie Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid in die Atmosphäre entlassen worden. Saurer Regen ließ das marine Plankton weitgehend absterben. Ruß und Kohlenstoffdioxid hätten nacheinander Temperaturrückgang und Erwärmung der Erde verursacht.

Der Vulkanismus könnte auch eine Folge des Meteoriteneinschlags gewesen sein, was aber nicht belegt ist. Einige Wissenschaftler glauben aber nicht an ein zufälliges zeitliches Zusammentreffen. Es konnte gezeigt werden, dass zwar Vulkanismus schon vor dem Impakt begonnen hatte, die ergiebigsten Eruptionen aber erst danach stattfanden.

Der Einschlag des 10 Kilometer großen und etwa eine Billion Tonnen schweren Astroiden am Nordwestrand der mexikanischen Halbinsel Yucatan erschütterte die Erdkruste und löste zunächst ein Erdbeben und Riesentsunamis mit Wellenhöhen von mehreren hundert Metern aus. Die Luft wurde mancherorts um hunderte Grad aufgeheizt. Verheerende Flächenbrände traten an den unterschiedlichsten Orten auf und dauerten Wochen an.

In gewaltigen Mengen entstanden verschiedene Gase, die die Erde vergifteten. Die Ozonschicht nahm bis auf Jahre hinaus um bis zu 90% ab. Der bis in die Stratosphäre aufgewirbelte Staub verteilte sich global in einen undurchsichtigen Schleier und tauchte die Erde für Monate in Dunkelheit. Sie kühlte dadurch merklich ab. Die Jahresmittel-temperatur an der Erdoberfläche fiel (nach Klimasimulationen von Julia Brugger vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung) um mindestens 26°C.

Der Kälte folgte dann wohl rasch für Jahrzehnte, vielleicht sogar Jahrhunderte, eine Phase der Erwärmung. Die Temperaturen stiegen auf Grund des Treibhauseffekts in der Atmosphäre um 10°C, bis in die Tiefe des Ozeans sogar um bis zu 15°C über die Normalwerte. Gleichzeitig wurde der Vulkanismus auf der Erde verstärkt.

Eine Fülle schwerer und komplexer Umweltschäden ließen die Welt aus ihrem ökologischen Gefüge brechen. Ganze Ökosysteme gingen zugrunde. Etwa 75% aller damaligen Arten und etwa 30% aller Tierfamilien starben aus, unter anderem auch die Ammoniten, Belemniten, viele Mollusken und zahlreiche einzellige Foraminiferenarten (Planktonlebewesen) – insgesamt 93% aller Planktonspezies. Weltweit wurden alle Landtiere mit einem Körpergewicht von mehr als 20 bis 25 Kilogramm und einer Größe von mehr als einem Meter ausgelöscht, so auch die dominanten Landtiere des Mesozoikums, die Dinosaurier. Stark betroffen waren auch die Landpflanzen. Es verschwanden zwar weniger Arten als bei den vorigen vier Massenaussterben, die ökologischen Umwälzungen waren aber ähnlich revolutionär wie am Ende des Perms.

Was das Leben rettete, war seine Vielfalt. Als sich der Staub wieder legte und das Licht zurückkehrte, erholten sich zunächst nur die Pflanzen, deren Sporen und Samen überlebt hatten. Es vollzog sich ein umfassender Wechsel in der Vegetation: Farne, Nadelbäume und Gingkogewächse wichen weitgehend den heute vorherrschenden Familien der bedecktsamigen Pflanzen (höhere Blütenpflanzen). Erst nach Hunderttausenden von Jahren hatte sich das Leben an Land wieder erholt, das Weltmeer sogar wohl erst nach drei Millionen Jahren.

Von den kleineren Landtieren waren selektiv nur diejenigen am Leben geblieben, die durch spezifische Eigenheiten, wie grabende Lebensweise, Kälteresistenz usw., für diese neuen Lebensbedingungen prädestiniert waren und die auch weiterhin genügend Nahrung gefunden hatten – wie beispielsweise Krokodile oder Schildkröten, sowie kleine Säugetiere und Reptilien, die sich von in Humus lebenden Insekten oder von Würmern ernährten.

Der Weg wurde frei für den Aufstieg von Vögeln und Säugetieren. Es hat ihnen wahrscheinlich auch geholfen, dass sie ihre Körpertemperatur konstant halten konnten. Dank ihrer differenzierten Zähne konnten die Säuger sehr unterschiedliche Nahrung zu sich nehmen. Außerdem zahlte sich aus, dass sie ihren Nachwuchs lebend zur Welt brachten, und die Kleinen so lange gesäugt werden konnten, bis sie alleine klar kamen.

Aber erst nach mehreren Millionen Jahren entwickelte sich wieder jene Artenvielfalt, die ursprünglich vorhanden war. Ohne dieses katastrophale Ereignis aber hätten Säugetiere wohl kaum ihren Artenreichtum entwickeln können – und es gäbe mit Sicherheit heute keine Menschen.

Das sechste Massenaussterben?

Von allen jemals existierenden Arten sind heute schätzungsweise weniger als 1% erhalten. Aussterben scheint eine dem Leben – insbesondere den höheren Formen – inhärente (innewohnende) Erscheinung zu sein, ausgelöst zu einem langfristig nicht vorhersagbaren Zeitpunkt. Zwischen ein und zehn Milliarden Jahren beträgt nach Berechnungen der Wissenschaftler die durchschnittliche Lebenszeit einer Spezies.

Derzeit ist womöglich schon ein sechstes großes Massenaussterben im Gange. Durch seine bisher noch weitgehend ungehemmte Vermehrung und Ausbreitung bringt der Mensch das natürliche Gleichgewicht auf unserer Erde ins Wanken. Mit dem Verlust funktionierender Ökosysteme steht einiges auf dem Spiel: Nicht nur die wirtschaftliche und gesundheitliche Basis der Menschheit ist gefährdet, auch die Artenvielfalt ist bedroht.

In den meisten Zeiten der Erdgeschichte lag das normale „Hintergrund-Aussterben“ von Organismen bei zwei bis drei Arten pro Jahr. Meist wurde es durch die Evolution neuer Spezies ausgeglichen oder sogar mehr als wettgemacht. Dagegen übersteigt die gegenwärtige Aussterberate die bekannte Evolutionsrate bei weitem. Nie zuvor war sie in den letzten paar Dutzend Millionen Jahren höher als heute.

Zwar haben die Menschen wahrscheinlich schon vor Zehntausenden von Jahren Säuger- und Vogelarten ausgerottet, z. B. vor 50 000 Jahren den straußengroßen Vogel Genyornis. Aber vor etwa 30 000 Jahren bestand noch die größte Artendiversität bei Insekten, Wirbeltieren und Samenpflanzen. Seitdem übt der Mensch jedoch einen erheblichen negativen Einfluss auf die Organismenwelt aus. Nach Schätzungen kosten die Aktivitäten des Menschen heute jeden Tag 100 bis 200 Arten die Existenz. Ihre Erbinformation, gewonnen in vier Milliarden Jahren Evolution, ist damit verloren. Fatal ist, dass die meisten Arten, die verschwinden, bislang wissenschaftlich überhaupt noch nicht erfasst wurden.

Rund ein Drittel der Wirbeltierarten auf der Erde gilt als gefährdet. 40% aller wirbellosen Spezies, die die Internationale Tierschutzorganisation katalogisiert hat, sind vom Aussterben bedroht. Forscher um Rodolfo Dirzo (Stanford University, Kalifornien) sprechen von einer „Defaunation“, also von einem Kahlschlag in der Tierwelt – analog zu einer „Deforestation“, dem Abholzen der Wälder. Selbst die Populationsgröße von Arten, die nicht vom Aussterben bedroht sind, ist in den letzten Jahrzehnten durchschnittlich um 28% geschrumpft.

Noch handelt es sich nicht um ein Massenaussterben. Laut Definition ist erst dann davon die Rede, wenn mehr als 50% der Tier- und Pflanzenwelt über einen geologisch kurzen Zeitraum verschwinden. Derzeit ist die Aussterberate aber immerhin schon etwa tausendmal so hoch wie die natürlich bedingte. Durch den Klimawandel wird sich der Trend noch beschleunigen. Man nimmt an, dass bis 2100 beispielsweise etwa 20% der Landvögel in der westlichen Hemisphäre aufgrund der Klimaerwärmung verschwunden sein werden.

Der Biologe E. O. Wilson meinte schon 1984, dass der gegenwärtige Prozess der Zerstörung natürlicher Lebensräume verbunden mit dem Verlust an genetischer Vielfalt und Artenvielfalt, dessen Korrektur Millionen von Jahren erfordern wird, die Torheit ist, die unsere Nachkommen uns am wenigsten verzeihen werden. Nur der radikale Wandel unseres ökonomischen und ökologischen Handelns kann vielleicht noch das Schlimmste verhindern.

REM

Unser Mesokosmos

Unser Gehirn hat nur einen indirekten Zugang zur Welt. Von dem, was „da draußen“ (in der Außenwelt) vorgeht, bekommt es nur etwas mit, wenn es entsprechende Signale erhält, die von unseren Sinnesorganen aufgenommen werden können. Diese sind unsere „Fenster zur Außenwelt“, durch die das Gehirn mit Informationen über unsere Umwelt versorgt wird.

Die Leistungen unserer Sinnesorgane sind das Resultat der Evolution. Sie haben sich in unserer Stammesgeschichte in Anpassung an unsere unmittelbare Umwelt zum Zwecke der Orientierung entwickelt. Ihre Strukturen passen heute auf die Strukturen der Wirklichkeit um uns herum aus demselben Grund, aus dem die Flügel eines Vogels zur Luft oder der Fuß eines Kamels auf den Wüstensand passt. In einer Welt, in der es beispielsweise gar keine elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Licht gäbe, hätten sich auch dafür keine Augen entwickelt. Wozu hätten sie dienen sollen? Die Evolution steckt aber keine Energie in nicht unbedingt nötige Strukturen.

Auch die Reichweite unserer körperlichen Sinne ist auf das unbedingt notwendige Maß beschränkt, ihr Empfindungsbereich ist eng begrenzt. Unsere Sinne erfassen vor allem nur jenen Teil der Realität, der für die Orientierung und das Überleben in der Umwelt unserer stammesgeschichtlichen Vorfahren besonders wichtig war. Andere Dinge fallen in unserer Wahrnehmung aus der für uns objektiven Wirklichkeit normalerweise heraus.

Daher ist unsere Wahrnehmung günstigenfalls nichts anderes als ein abstrahiertes Abbild der Umwelt. Die Evolutionäre Erkenntnistheorie bezeichnet jenen Ausschnitt der Welt, den unser Organismus ohne künstliche Hilfsmittel erkennend, also rekonstruierend und identifizierend bewältigt, als kognitive Nische oder Mesokosmos. Diese mesokosmischen Strukturen sind demnach solche, die wir als anschaulich bezeichnen.

Der Mesokosmos des Menschen entspricht einer Welt der mittleren Dimensionen. Er reicht von Millimetern bis zu Kilometern, vom subjektiven Zeitquant (eine sechzehntel Sekunde) bis zu Jahren, von Gramm bis Tonnen, von Stillstand bis etwa Sprintgeschwindigkeit, von gleichförmiger Bewegung bis zu Erd- und Sprintbeschleunigung, vom Gefrierpunkt bis zum Siedepunkt des Wassers, usw. Er schließt Licht ein, Röntgen- oder Radiostrahlung dagegen aus. Elektrische und magnetische Felder gehören nicht zu der kognitiven Nische des Menschen (allerdings mancher Tiere). Im Hinblick auf Komplexität reicht der Mesokosmos von Komplexität null (isolierte Systeme; gleichförmige Zusammensetzung) bis zu bescheidener Komplexität (lineare Zusammenhänge).

Aus dem breiten Spektrum elektromagnetischer Wellen, das von Gammastrahlung auf der kurzwelligen Seite bis zu Infrarotstrahlen auf der langwelligen Seite reicht, kann unser Auge nur einen verschwindend kleinen Ausschnitt verarbeiten: Wellenlängen zwischen 380 und 760 Nanometern (1 nm = ein Milliardstel Millimeter). Von den mechanischen Schwingungen in Gasen (z. B. Luft), Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder festen Körpern (z. B. Knochen) kann unser Ohr nur Frequenzen zwischen 16 und 20 000 Hertz (Schwingungen pro Sekunde) registrieren, die wir dann als Töne oder Geräusche hören.

Die reale Welt umfasst also weit mehr Strukturen, als wir mesokosmisch bewältigen – einfach ausgedrückt, vor allem die besonders kleinen (Mikrowelt), die besonders großen (Makrowelt) und die besonders komplizierten (komplexen) Systeme. Diese sind für uns nicht unmittelbar zugänglich. Sie wahrzunehmen hätte für unsere Vorfahren einfach auch keinerlei Selektionsvorteile gebracht.

Erschließung der Welt

Im Laufe der Evolution aber hat sich die Fähigkeit zur Erschließung der nicht sinnlich erfahrbaren Welt offenbar als nützlich erwiesen. Die Erkenntnisstrukturen des Gehirns befähigten den Menschen, den eigenen Körper, Raum und Zeit zu überwinden.

Schon die Herstellung eines zweckmäßigen Steinwerkzeugs ist ohne eine Ahnung des künftigen Gebrauchs kaum denkbar. Als die Menschen es im Laufe der Evolution verstanden, ihr Wissen systematisch weiterzugeben und auszutauschen, konnten sie ihr technologisches Know-how hochtreiben. So verfügten sie bald über eine Reihe von Technologien, mit deren Hilfe sie nicht nur die für sie nutzbare Umwelt erweiterten, sondern auch ihre körperlichen Grenzen sozusagen verschoben: Fertigkeiten von der Werkzeugherstellung über das Kochen bis zum Bau von Behausungen.

Zu einem wichtigen Hilfsmittel zur Erschließung der Welt wurde die menschliche Sprache. Mit ihrer Hilfe können wir Erwartungen und Vermutungen aussprechen, Fragen und Zweifel äußern. Sie erlaubt uns, Sachverhalte zu entwerfen und Dinge zu beschreiben, die wir uns nicht mehr anschaulich vorstellen können (z. B. vierdimensionale Welten oder nicht-kausale Ereignisfolgen), sogar solche, die überhaupt nicht existieren können (wie z. B. „fliegende Teppiche“). Und mit ihr sind wir in der Lage, abstrakte Zusammenhänge zu erkennen.

Der Mensch strebte nach zuverlässigem Wissen über die Natur und die Welt, unabhängig von Phantasie und Spekulation. Dazu entwickelte er die Wissenschaft. Dabei war sein ursprüngliches Ziel, die göttlichen Prinzipien in der Welt zu entdecken. Er begann, seine Umwelt systematisch zu beobachten. Aus einer oder mehreren Einzelbeobachtungen schloss er auf das Allgemeine: Die Sonne geht auf und die Sonne geht unter, also wird die Sonne auch in Zukunft auf- und untergehen – ein Induktionsschluss. Später tritt zur Induktion, also der Erkenntnisgewinnung durch Beobachtung, das Experiment: Lernen durch Versuch und Irrtum. Die Wissenschaft akzeptierte nur noch das, was durch Experiment oder Beobachtung, also empirisch, überprüft war.

Nach der „Kopernikanischen Wende“ stimmte das, was die Wissenschaft erkannt hatte, zum ersten Mal nicht mehr mit dem Augenschein überein. Als Geburt der modernen Wissenschaft in Europa gilt der Beginn des 17. Jahrhunderts. Zu ihren Gründungsvätern gehörte der Italiener Galileo Galilei. Seither sind die Wissenschaftler bei der Erforschung der Wirklichkeit immer mehr auf Abstand zum sinnlichen Erleben gegangen und konzentrierten sich auf das technisch messbare.

Überwindung des Mesokosmos

Eine unverzichtbare Brücke zwischen den experimentellen Messungen und Beobachtungen auf der einen Seite und dem Auffinden von Naturgesetzen und Grundprinzipien auf der anderen ist eine Theorie. Sie ist dann eine gute Theorie, wenn sie zu einem Modell führt, das sich an nachprüfbaren Fakten orientiert und eine Fülle von Beobachtungen widerspruchsfrei beschreiben kann. Außerdem muss es imstande sein, die Ergebnisse zukünftiger Beobachtungen vorherzusagen. Wenn die Voraussage sich bestätigt, ist das ein Test für den Wirklichkeitsgehalt des Modells.

Die Ebene der Modelle ist der Bereich, der heute die wissenschaftliche und technische Innovation immer schneller – und immer weniger kontrollierbar – vorantreibt. Modelle sind aber immer Vereinfachungen. Sie sollen die größte Vielfalt an komplexen Phänomenen mit der einfachsten Menge an Konzepten erfassen, die für das menschliche Gehirn verständlich sind. Ob sie die Realität treffen, ist eine abstrakte Frage.

Über Gedankenexperimente müssen sich die Wissenschaftler oft erst mal einen Weg bahnen, wie etwas ungefähr vorstellbar ist. Selbst wenn Versuche im Geist oft mehrere Interpretationen zulassen, werfen sie ein neues Licht auf althergebrachte Ansichten und erzeugen fruchtbare Diskussionen. Mit dieser Methode lassen sich gedanklich auch Annahmen überprüfen, die experimentell nicht erforscht werden können, und Theorien hinterfragen.

Die menschliche Sprache taugt für die physikalische Wirklichkeit nur begrenzt. Sie hat sich an den Gegenständen unserer alltäglichen Erfahrung entwickelt und hält, beispielsweise für die Befunde der subatomaren Realität, keine Begriffe mehr bereit. Auf der Wirklichkeitsebene des Atoms lassen sich die Befunde und Entdeckungen endgültig nur noch in der Sprache der Mathematik ausdrücken.

Bedeutung der Mathematik

Die Mathematik erwies sich als ein wirkungsvolles Instrument, um die Umwelt, die Natur, besser verstehen und beschreiben zu können. Sie gehörte von Anfang an zur menschlichen Kultur. Die Basis aller Mathematik ist der angeborene Zahlensinn: Mengen von bis zu vier Gegenständen werden auf einen Blick erfasst. Größere Mengen können wir zunächst nur näherungsweise schätzen. Dieser angeborene Schätzsinn erlaubt keine Genauigkeit, war aber wohl in der Evolution von Nutzen. Wahrscheinlich schaffte die Fähigkeit, Mengen zu erfassen, Vorteile im Überlebenskampf.

Stanislas Dehaene nimmt an, dass unser angeborener Zahlensinn logarithmisch funktioniert – wie auch unser Gehör, das Lautstärken nach logarithmischen Dezibel wahrnimmt. Die Zahlenreihe sei erst durch kulturelle Einflüsse zur Gerade gestreckt worden. Darauf deutet hin, dass z. B. einzelne archaisch lebende Völker, wie die Mundurucu- Indianer vom Amazonas, Zahlen nicht linear, sondern logarithmisch ordnen – wie das auch europäische Kindergartenkinder tun.

Auf dem evolutionär alten Schätzsystem basiert unser exaktes Rechenvermögen, wozu aber erst die Fähigkeit, Symbole zu schaffen, beitrug. Auf den Zahlsymbolen, die noch vor den Schriftzeichen erfunden wurden, baut das Denksystem der Mathematik auf.

Die Wissenschaftler benutzen die Mathematik als Formelsprache in ihren Modell-vorstellungen. Weil unser Anschauungsvermögen nur mesokosmischen Strukturen gerecht wird, ist eine Naturwissenschaft, die sich nicht mit Beschreibungen zufrieden gibt, sondern Erklärungen sucht, auf die Verwendung mathematischer (und damit oft unanschaulicher) Strukturen unabdingbar angewiesen. Eine Theorie muss daher in aller Regel zunächst in mathematischen Gleichungen ausgedrückt werden, erst dann ist sie durch Beobachtungen überprüfbar.

Mathematik kann die verschiedensten Dinge und Ereignisse in der Realität modellieren, d. h. durch Gleichungen beschreiben. Sie liefert aber keine direkte Erkenntnis über die Welt, sondern stellt in vielfältige Weise nur Strukturen zur Verfügung, die wir auf ihre Anwendbarkeit bei der Beschreibung der Natur prüfen können. Ihre Gleichungen formulieren exakt oder sogar quantitativ, was wir uns vage und qualitativ immer schon vorgestellt haben, erfassen aber auch Strukturen, die uns anders überhaupt nicht zugänglich sind, darunter auch sehr komplizierte und komplexe Systeme.

So vermögen wir mit Hilfe der Mathematik zu einer tieferen Ebene des Verständnisses der Welt vorzudringen und zu weiterführenden Schlussfolgerungen über sie zu gelangen. Auf Grund seiner mathematischen und technologischen Fähigkeiten schuf der Mensch technische Hilfsmittel, mit denen es ihm gelang, die Grenzen des Mesokosmos zu überwinden. Zunächst waren das Teleskope und Mikroskope. Er schuf Ultraschallgeräte und Tomographen, er erzeugte Laser und entwarf unter Zuhilfenahme eines Rechners komplizierte logische Konstruktionen. Bald wird der erste Quantencomputer anwendungsbereit sein. Die Vielfalt der Anwendungen, der Inspirationen und der Methoden ist unermesslich.

Die mathematischen Strukturen wie Zahlen, Vektoren, Gleichungen und geometrische Objekte beschreiben die Welt erstaunlich wahrheitsgetreu. Über den Zusammenhang zwischen Mathematik und Natur gibt es zwei diametral entgegengesetzte Meinungen, die bis auf die antiken Philosophen Platon und Aristoteles zurückgehen. Nach Aristoteles ist die physikalische Realität grundlegend und die mathematische Sprache nur eine nützliche Annäherung. Platon zufolge ist die mathematische Struktur das eigentlich Reale, das von Betrachtern nur unvollkommen wahrgenommen wird. Kinder, die noch nie von Mathematik gehärt haben, sind spontane Aristoteliker. Die platonische Sicht wird erst allmählich erworben.

Theoretische Physiker neigen heute mehrheitlich zum Platonismus. Sie vermuten, dass die Mathematik das Universum so gut beschreibt, weil es an sich mathematisch ist. Schon Galilei schrieb: „Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben.“ Algebraische und geometrische Systeme sind nicht nur nützliche Instrumente und Erfindungen, sie existieren auch außerhalb von Raum und Zeit, meinen heute die meisten Wissenschaftler. Mathematische Strukturen werden demnach nicht erfunden, sondern entdeckt. Sie sind im ganzen Universum wahr.

Die Welt um uns herum lässt sich mit den seltsamen Symbolen und Zeichen der Mathematik beschreiben und erklären. „Verstehen“ können wir sie trotzdem nicht, denn das, was die Formeln ausdrücken, entzieht sich unserer Vorstellungskraft – es liegt außerhalb unseres Mesokosmos. Viele der tiefgründigsten Errungenschaften des 20. Jahrhunderts – Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Kurt Gödels Unvollständigkeitssatz, Chaos-Theorie – ziehen dem begreifenden Geist bestimmte Schranken. Quantenfelder, Strings, Wurmlöcher, Urknall oder die Topologie des Universums lassen sich nur über den schmalen Grat der höheren Mathematik erreichen.

Die Physik muss zusätzlich zu den mathematischen Beschreibungen die Wirklichkeit erklären: mit theoretischen Modellen. Sie haben aber keinen absoluten Wahrheitsanspruch. Sie müssen immer wieder kritisch hinterfragt werden und im Licht neuer Indizien und Entdeckungen gegebenfalls modifiziert oder sogar ersetzt werden. Daher nähern sich unsere Theorien und Vorstellungen der Wirklichkeit nur an und sind lediglich begrenzt gültig. Man weiß keineswegs, ob der Raum wirklich gekrümmt ist, wie das die Allgemeine Relativitätstheorie behauptet. Aber bis heute ist keine physikalische Sicht der Welt bekannt, die überzeugender wäre als diejenige, sich den Raum „gekrümmt“ vorzustellen.

Das Realismusproblem ist ein Dauerthema der Philosophie und Wissenschaftstheorie. „Wir können nicht fragen, was die Wirklichkeit ist, denn wir haben keine modellunabhängigen Überprüfungen von dem, was real ist“, schrieb Stephen Hawking. „Ich stimme nicht mit Platon überein, nach dem die Naturgesetze unabhängig von uns existieren.“

Der theoretische Elementarteilchenphysiker Henning Genz setzt der These, dass das Universum mathematisch und Gott ein Mathematiker sei, die These entgegen, dass im Universum Prinzipien regieren, die ohne Mathematik formuliert und verstanden werden können. „Man kann geradezu sagen, dass fundamentale Fortschritte der Physik mit der Ablösung mathematischer Prinzipien durch nichtmathematische einhergehen.“ (Henning Genz: „Gedankenexperimente“; S.177) Die Mathematik sei praktisch gezwungen, ihre selbst auferlegten Grenzen zu verlassen, um zu immer komplexeren und reicheren Systemen vorzustoßen.

Es führt kein Weg daran vorbei, dass wir die reale Welt von ihrer mathematischen Beschreibung unterscheiden müssen. Daher werden wir sie nie mit vollkommener Genauigkeit erfassen, also nie endgültig erklären können. „Dort reicht das Auge nicht hin, die Sprache nicht, nicht der Geist.“ (Upanischaden)

REM

Die Bandkeramik – erste Bauernkultur in Mitteleuropa

Sie kamen vermutlich aus dem Nahen Osten und verbreiteten sich rasant über Kleinasien und weiter auf Booten über die Inseln der Ägäis und die fruchtbaren Ebenen Griechenlands, die damals offenbar menschenleer waren. Ein Zweig der Expansion ging weiter nach Norden und erreichte vor etwa 8200 Jahren das Karpatenbecken. Eine zweite Einwanderungswelle brachte vor etwa 8000 Jahren Ackerbauern aus dem Nahen Osten entlang der Donau ins Gebiet des heutigen Ungarn.

Ursprung und Ausbreitung

Irgendwann zwischen 7700 und 7600 v. h. entwickelte sich dann im heutigen Nordwestungarn und in der Südwestslowakei die erste Bauernkultur in Europa, deren Kennzeichen Keramikgefäße mit eingeritzten linearen und bandförmigen Mustern waren: die bandkeramische oder linearbandkeramische Kultur.

Bald begann sich die Bandkeramik aus ihrem Kernbereich auszubreiten, warum, ist noch ein Rätsel. Bemerkenswert ist die Geschwindigkeit, mit der die Expansion vonstatten ging: Innerhalb von nur etwa 150 bis 200 Jahren hatte sie samt Ackerbau und Viehzucht im Westen den Rhein und in Norden die Oder erreicht. Ab 7500 v. h. blühten etwa auf den Lössböden zwischen Niederbayern und der Jülicher Börde ihre bäuerlichen Siedlungsinseln auf.

Wie die Ausbreitung der Kultur stattfand, ob durch Migration oder lediglich Technologie-Transfer, ist heute noch umstritten. Derzeit überwiegen die Migrationisten, die von einer massiven Einwanderung neolithischer Siedler samt ihrem Know-how von Ackerbau und Viehzucht nach Mitteleuropa überzeugt sind. Anhand der genetischen Signaturen hat man die potenzielle Route der Menschen aus dem Nahen Osten und Anatolien über das Karpatenbecken bis nach Mitteleuropa identifiziert.

Andere Wissenschaftler, die Indigenisten, glauben, dass es sich bei der Ausbreitung von Ackerbau und Viehzucht hauptsächlich um Technologie-Transfer handelte. Sie sehen die Neolithisierung als Diffusionsprozess: Nicht Menschen seien gewandert, sondern technologische Neuerungen und die Wirtschaftsweise – also die Kultur.

Wegen der kulturellen Kontinuität zwischen den Feuerstein-Artefakten aus dem Mesolithikum (Mittelsteinzeit) und den Bandkeramikern glaubt z. B. der Frankfurter Archäologe Jens Lüning, dass es sich bei den Trägern der Kultur um die gleichen Leute handelte – ergänzt allenfalls durch einen kleinen Zuschuss von Zuwanderern aus Anatolien oder dem Balkan. Er hält es für denkbar, dass bis zu 75% der alten mesolithischen Bevölkerung in die späteren Bandkeramiker eingeflossen ist.

Der Archäologe Marek Zvelebil (University of Sheffield) geht davon aus, dass die Menschen im 7300 Jahre alten tschechischen Fundort Vedrovice Mesolithiker waren, die sich entschlossen hatten, die Landwirtschaft anzunehmen. Auch er sieht eine Kontinuität zwischen der mesolithischen und der frühen bandkeramischen Kultur – nicht nur bei der Feuersteinbearbeitung.

Die frühen bandkeramischen Bauern hatten aber genetisch rein gar nichts mit den mesolithischen Jäger-Sammlern zu tun. Deren Vorfahren waren nach der Eiszeit aus Südwesteuropa gekommen und hatten den Westen und Norden des Kontinents zu einem beträchtlichen Teil wieder besiedelt. Mehr als 80% der untersuchten mesolithischen Jäger-Sammler aus der Bandkeramik-Zeit tragen einer Studie zufolge genetische Merkmale, die unter den Bauern nicht ein einziges Mal anzutreffen sind, während die mesolithischen Bandkeramiker genetische Merkmalsbündel tragen, die wiederum bei Jäger-Sammlern überhaupt nicht vorhanden sind.

In der Uckermark beispielsweise trafen die beiden Gruppen um 7300 v. h. aufeinander. Nirgendwo sonst waren die frühen Bauern so weit nach Norden vorgedrungen wie hier ins fruchtbare Odertal mit seinen ertragreichen Böden entlang des Flusses. Die Lager der Jäger und Sammler lagen offenbar nahe. Man hat sich wohl getroffen und ausgetauscht. Solche Beziehungen können, wenn sie für beide Gruppen nützlich sind, sogar für Populationen, die sich misstrauen, manchmal über viele Generationen stabil bleiben.

Die Hypothese eines friedlichen Nebeneinanders von bäuerlichen Immigranten und lokalen Gruppen in Siedlungen der frühen Jungsteinzeit werden durch Analysen von Knochen und Zähnen gestützt. Der Mainzer Wissenschaftler Joachim Burger geht von einem Austausch von Werkzeugen aus. Für solche Kontakte zwischen den beiden ungleichen Kulturen gebe es neben den identischen Steinwerkzeugen auch direkte Nachweise.

Der Archäologe Ron Pinhasi vom University College im irischen York geht insgesamt von sehr begrenzten Kontakten der frühen Bauern im Binnenland mit nomadisierenden Kleingruppen von Mesolithikern aus, da Letztere auswichen und sich meist an größeren Seen und an den Meeresküsten aufhielten. (Erst nach 5100 v. h. erreichten Ackerbau und Viehzucht auch die norddeutsche Küste.)

Irgendwann hat dann die Zeit über die Berührungsängste gesiegt, und die Populationen der Bauern und Jäger-Sammler begannen sich zu mischen. Die Vermischung soll in Mitteleuropa etwa 1500 Jahre nach der Einwanderung der Neolithiker begonnen haben, in Skandinavien sogar noch viel später.

Neuere archäologische Befund belegen die Koexistenz unterschiedlicher Kulturtraditionen. Die Forscher erkennen mehrere Schübe von Zuwanderung, sprich mehrere genetische Linien verschiedenen Alters. So dürfte sich auch eine Kultur mit Ackerbau, Viehzucht und Jagd über Handelskontakte von der Iberischen Halbinsel und Südfrankreich kommend entlang der Rhone und dem Doubs bis ins Rhein- und Moseltal und weiter nach Osten ausgebreitet haben. 7600 v. h. lebten diese Mesolithiker-Gruppen außer von der Jagd auch von der Schaf- und Ziegenzucht. Sie dürften Getreide in kleinen Gärtchen angebaut haben, aber noch zogen sie in kleinen Gruppen im jahreszeitlichen Rhythmus von Lagerplatz zu Lagerplatz. Gleichzeitig begannen sie aber auch, Keramik herzustellen.

Lebensweise

Als die jungsteinzeitliche Kultur der Bandkeramik in Mitteleuropa Fuß gefasst hatte, verstanden es die Menschen nicht nur, Getreide anzubauen und Vieh zu züchten, Feuerstein zu schleifen und Keramik zu brennen. Sie wohnten auch schon in festen, bis zu acht mal zwanzig Meter langen Holzhäusern. Offensichtlich waren sie ausgezeichnete Zimmerleute und verfügten schon über eine ausgefeilte Technik in der Holzbearbeitung.

Ein lehmverputztes Flechtwerk aus Ruten zwischen dicken Außenpfosten bildete die Außenfassade des Hauses, ein Estrich aus Lehm ebnete den Boden mit der Feuerstelle in der Mitte, ein erhöhter Speicherteil für Getreidevorräte lag im hinteren Bereich. Eine sechs- bis achtköpfige Familie fand hier Platz. Jede neue Generation baute sich ein eigenes Haus.

Zu Beginn der bandkeramischen Ära wurde großflächig Wald gerodet und ein Siedlungsplatz mit ein bis zwölf Langhäusern angelegt. Klar bevorzugt wurden Regionen mit fruchtbarem Lößboden, um Emmer und Einkorn und auch Hülsenfrüchte anzubauen. Dazu wurden Rinder, Schweine, Schafe und Ziegen gezüchtet. Diese stammten bis eventuell auf die Schweine sämtlich aus dem Nahen Osten, wie genetische Untersuchungen beweisen.

Die Menschen lebten also schon in einer weitgehend offenen, zumindest teilweise kulturell geprägten Landschaft. Sicheln, geschliffene Steinbeile und Hacken aus Geweih gehörten zum Alltag. Dass die Bandkeramiker ausgezeichnete Handwerker waren, beweist neben dem Hausbau auch die Qualität ihrer hölzernen Brunnen. Sie wussten sehr genau, welches Holz für welchen Zweck in Frage kommt. Aus Rindenbast hergestellte Taschen und Beutel dienten als Behältnisse zum Wasserschöpfen.

Brunnen dienten aber nicht allein der Wasserversorgung, sondern wohl auch als kultische Orte. Ein starkes Indiz für religiöse Nutzung zumindest mancher der Brunnen erbrachte eine Ausgrabung im sächsischen Brodau. Dort wurden am äußersten Rand der Grube die Überreste eines aufrecht gesetzten Ferkels entdeckt, auf der gegenüberliegenden Seite die Hälfte eines zweiten. Wahrscheinlich wurden sie vor der Inbetriebnahme als Opfer dargebracht.

Vermutlich zu medizinischen oder gar kulturellen Zwecken wurden Mohn und Bilsenkrautsamen verwendet. Beide rufen rauschartige Zustände hervor, und beide waren in Mitteleuropa ursprünglich nicht heimisch.

Fasern aus Leinpflanze, Nessel und Baumbast verwoben die Bandkeramiker zu Textilien. Tonfiguren zeigen Frauen mit Lockenfrisuren und zu Haarkränzen gedrehten Zöpfen, während die Männer flache, dreieckige Kappen trugen – ein Mittelding zwischen Dreispitz und Baskenmütze. Auch die noch heute durch ihre Ästhetik beeindruckenden Keramikgefäße führen uns vor Augen, dass sie einen ausgeprägten Sinn für Schönes hatten und ihre Welt alles andere als trist war, auch wenn der Überlebenskampf dieser frühen landwirtschaftlich geprägten Gesellschaft sicherlich zentral war. Armringe, Schmuckanhänger und Gürtelverschlüsse, hergestellt aus den handtellergroßen Spondylus-Muscheln, waren verbreitet. Die Frauen färbten sich mit dem Pulver von Farbsteinen das Haar leuchtend rot. Die Steine waren so wertvoll, dass man sie den Verstorbenen mit ins Grab gab.

Immer deutlicher wird, dass ein weitgespanntes Handelsnetz Europa damals schon durchzog. So propagiert z. B. der Geologe Alexander Binsteiner eine „Feuersteinstraße“ als eine der ältesten europäischen Handelswege vom heutigen Ungarn bis nach Holland. Die Feuersteinhändler waren teilweise mit Einbäumen unterwegs. Eine weitere Handelsroute führte von Regensburg in die Prager Bucht.

Die Siedlungen bandkeramischer Kultur waren sicherlich wirtschaftliche und soziale Anziehungspunkte. Tatsächlich wäre das enorme Anwachsen von Dörfern und Weilern um den Faktor zehn zwischen 7500 und 7000 v. h. kaum ohne einen solchen Zuzug zu erklären. Allerdings kam es auch immer wieder zu Einbrüchen der damaligen Bevölkerungsdichte, die nicht auf Klimaänderungen zurückzuführen sind. Möglicherweise hatten sich die frühen Bauern von einer oder zwei Feldfrüchten abhängig gemacht, so dass sie bei Ernteausfällen keine Alternative hatten.

Mit den Bandkeramikern hatte sich auch in Mitteleuropa der Wechsel zur produzierenden Wirtschaftsweise der Jungsteinzeit, die 11 000 Jahre v. h. im nahöstlichen „fruchtbaren Halbmond“ begonnen hatte, durchgesetzt.

Untergang der bandkeramischen Kultur

Das Ende der Bandkeramiker vor 6900 Jahren ist rätselhaft. Es muss eine dramatische Krise gewesen sein. In den archäologischen Funden zeichnen sich soziale Konflikte und gewalttätige Auseinandersetzungen ab.

Um 7300 v. h. hatte sich der Erwärmungstrend umgekehrt, die Niederschläge nahmen wieder ab. Die ersten Anzeichen für einen schwindenden Kulturzusammenhalt sind Probleme in der Versorgung mit Feuerstein, der damals in Bergwerken abgebaut wurde. Eine gute Steinqualität war wichtig für die Bandkeramiker, die die meisten Werkzeuge vom Messer bis zur Sichel – aber auch Waffen – aus dem „Stahl der Steinzeit“ fertigten. Um 7000 v. h. wurde aber der Silex zur Mangelware.

Vielleicht mussten Menschen einer Gemeinschaft ihrer Nachbargruppe die Lebensgrundlagen (Saat, Ernte, Vieh) entreißen, um sich selbst – etwa nach Missernten – vor dem Verhungern zu schützen. Als Reaktion auf die unruhigen Zeiten begannen die steinzeitlichen Bauern überall in Mitteleuropa, ihre Dörfer mit Gräben und Zäunen bzw. Holzpalisaden zu schützen. In einem Haus wohnten jetzt mehrere Familien. Viele verließen sogar ihre Dörfer; neue Behausungen wurden auf leicht zu verteidigenden Bergnasen oder in Flusskrümmungen angelegt.

Gegen Ende der bandkeramischen Ära häuften sich die Ausbrüche von organisierter Massengewalt. Gräber mit gezielt getöteten und verstümmelten Menschen von ganzen Ortschaften zeugen davon: Orgien der Zerstörung! Auch viele Hunde fand man unter den Opfern.

Vor rund 7000 Jahren kam es zum Beispiel bei Herxheim, südöstlich vom pfälzischen Landau, zu einer besonders ungewöhnlichen Eruption von Gewalt, bei dem ca. 1000 Menschen massakriert wurden. Die Toten stammten aber nicht aus der Pfalz, sondern aus den Mittelgebirgen, etwa den Vogesen und dem Schwarzwald. Ob sie als Gefangene oder freiwillig hierher kamen, weiß man nicht. Die Opfer wurden behandelt wie Tiere beim Schlachten: Akribisch wurden Fleisch und Sehnen von den Knochen geschnitten, Augäpfel wurden entfernt und Schädel skalpiert. Danach wurden alle Knochen zertrümmert. Möglicherweise kam es zu Kannibalismus.

Offensichtlich kamen bandkeramische Kulturen hier vor 7000 Jahren zu einem Ritual zusammen, das Menschenopfer beinhaltete. Die Keramik deutet darauf hin, dass dazu Menschen aus Gegenden von bis zu 400 Kilometern Entfernung hierher kamen – ein enormer logistischer Aufwand, der Netzwerke und weiträumige Kontakte voraussetzt. Die menschlichen Überreste von den Tätern fehlen, so dass sie wohl nach dem Massaker den Ort für immer verließen.

Für wahrscheinlich halten Experten, dass das Ritual ein blutiger Schlusspunkt der Epoche war. Die Menschen haben nämlich auch ihre Keramik zerstört – und diese ist danach in ihrer charakteristischen Verzierungsform nie wieder aufgetaucht.

Es verschwanden also wohl nicht die Menschen, die Träger der Kultur, sondern die Kultur selbst ging verloren. Die Gesellschaft zerfiel in kleine Gruppen mit eigenen Kulturmerkmalen, die sich in größeren, von Gräben umgebenen Dörfern zusammenschlossen.

REM

Der Eiszeitzyklus (1) – Ursachen und Verlauf

Eiszeitalter, in denen beide Pole mit Eis bedeckt waren, gab es schon mehrere seit Bestehen unseres Planeten. Neben einer nicht genau zu bestimmenden Anzahl kürzerer Vereisungsperioden sind aus der Erdgeschichte sechs Eiszeitalter bekannt, von denen jedes mehrere Millionen Jahre umfasst. Dazwischen lagen unterschiedlich lange Zeiträume mit mehr oder minder stark ausgeprägtem Warmklima.

Im Pliozän, der letzten Periode des Tertiärs (vor 5,3 Millionen bis 2,6 Millionen Jahren), war das Klima relativ stabil und warm. Die Landmassen waren ganz ähnlich wie heute über die Erde verteilt, die Sonne schien genauso stark wie heute. Damals gab es kein Eis auf der Nordhalbkugel. Der Meeresspiegel lag 25 Meter höher, die Ozeane arbeiteten aber nicht so effektiv als Wärmepumpe wie heute. Die thermohaline Zirkulation war so schwach, dass das an den Polen gekühlte Tiefenwasser nicht mehr an die Oberfläche kam und die Tropen temperierte.

Die Atmosphäre enthielt 0,042% Kohlenstoffdioxid. Zum Vergleich: In der letzten Eiszeit lag der Wert bei 0,02%, in den Warmzeiten dazwischen bei 0,028 und 0,03%. Heute liegt er bereits wieder über 0,04% und nähert sich dem Wert im Pliozän an.

Ursachen für den Beginn des derzeitigen Eiszeitzyklus

Die entscheidenden Veränderungen, die das milde Klima des Pliozäns beendeten, spielten sich wohl an der Meerenge von Panama ab. Durch die Plattentektonik hatten sich die Kontinente von Nord-und Südamerika angenähert. Der Prozess wurde durch drei vulkanische Eruptionsphasen im frühen Miozän vor rund 21 und 18 Millionen Jahren verstärkt, wodurch der Meeresgrund stellenweise deutlich angehoben und die Meerenge noch mehr eingeengt wurde.

Nach verschiedenen Studien nahm der Zufluss von Tiefenwasser aus dem Pazifik in die Karibik vor 10 bis 11 Millionen Jahren ab. Aber noch zu Beginn des Pliozän strömte Wasser zwischen Nord- und Südamerika aus dem Pazifik in den Atlantik und glich Salzunterschiede zwischen den Ozeanen aus. Durch eine Gruppe von Vulkanen zwischen Mexiko und der Nordspitze Südamerikas entstanden zwischen den Kontinenten Inseln, so dass sich vor 4,2 Millionen Jahren der Seeweg zwischen den Kontinenten so weit verflacht hatte, dass nur noch ein paar flache, immer wieder trockenfallende Meereskanäle westlich des heutigen Panamakanals übrig blieben. Das Wasser in der Karibik wurde salziger, die Atlantikzirkulation wurde verstärkt. Vor 3,3 Millionen Jahren wuchsen auf der Nordhalbkugel erste Gletscher. Die Lücke zwischen den amerikanischen Kontinenten verkleinerte sich nach und nach immer weiter, bis sie sich vor 2,7 Millionen Jahren ganz geschlossen hatte und fortan eine Landbrücke beide Erdteile miteinander verbindet.

Wie die einzelnen Faktoren damals genau ineinandergriffen, um die folgenreiche Landverbindung zu schaffen, und wann der Zusammenschluss genau geschah, ist umstritten und muss noch geklärt werden. (Eine alternative Studie legt den Zusammenschluss der Kontinente gar 10 Millionen Jahre zurück.) Jedenfalls veränderte er die Meeresströmungen und das Weltklima.

Der Strom tropisch warmen Wassers, das vorher der Passat aus dem tropischen Atlantik in den Pazifik hinüber getrieben hatte, war endgültig unterbrochen. Das Atlantikwasser staute sich stattdessen in der Karibik. Es erwärmte sich im Golf von Mexiko und strömte jetzt nach Norden: Der Golfstrom war geboren. Die warme Strömung setzte paradoxerweise das Eiszeitalter in Gang: Im Nordatlantik verdunstete jetzt viel mehr Wasser als vorher. Die gewaltigen Mengen an feuchter Luft gaben in den kälteren Regionen im Norden Europas die Feuchtigkeit als Schnee ab – in Mengen, wie sie bis dahin noch nicht gefallen waren. Da Schneemassen Sonnenlicht ins Weltall reflektieren*, kühlte die Erde ab. Gleichzeitig kam es zu Veränderungen der Erdbahngeometrie.

*Strahlung, die von der Erde in den Weltraum zurückgeworfen wird, bezeichnet man als Albedo-Feedback. Bei einer niedrigen Albedo absorbiert ein Planet mehr Strahlung, was zu einer Erwärmung führt. Bei hoher Albedo wird sehr viel mehr Strahlung reflektiert. Eis hat ein wesentlich größeres Rückstrahlungsvermögen als beispielsweise Wasser- oder Landflächen. Dehnen sich Eis- und Schneefelder also dank einer globalen Abkühlung aus, wird auch mehr Sonnenstrahlung ins All zurückgeworfen.

Als Folge dieser nie dagewesenen Kombination von kosmischen und geologischen Ereignissen trat das Klima auf der Erde nach vielen Jahren der Tendenz zur Abkühlung und Trockenheit global in eine Phase der Eiszeiten ein. Der radikale Klimawandel führte zur Vereisung der Polkappen – eine außergewöhnliche Entwicklung, denn die Pole waren zu 99% ihrer Existenz frei von Eiskappen.

Verlauf des Eiszeitzyklus

Die Phase der Eiszeiten ist charakterisiert durch erhebliche, langfristige Klimaschwankungen, wobei sich lang anhaltende Kaltzeiten/ Glaziale und kürzere Warmzeiten/ Interglaziale einander in regelmäßigen Intervallen abwechseln – teils sehr abrupt. Die Wechsel haben sich in den letzten zwei bis drei Millionen Jahren mehrere dutzend Mal wiederholt. Innerhalb der letzten Million Jahre lassen sich etwa 10 große Vereisungen und noch mehr Gletschervorstöße geringeren Ausmaßes, sogenannte Eiszeitwellen, nachweisen. Cesare Emiliani, ein italo-amerikanischer Geologe und Mikropaläontologe, erkannte 1955 104 Eiszeitwellen in den letzten 1,8 Millionen Jahren.

Eine Eiszeit geht dabei schrittweise großer Kälte entgegen. Es dauert Jahrtausende, ehe sich eine Eisplatte zu einer Größe vergleichbar mit Kanada oder Nordeuropa aufbaut. Die Eiszeit endet mit rapiden Erwärmungen: Das Abschmelzen verläuft viermal schneller als das Aufbauen der Eispanzer. Nur in diesen wärmeren Zeiten zieht sich das Eis bis zum Nord- und Südpol zurück. Diese Zwischenzeiten, auch unsere heutige, sind aber nur kurze Intermezzi.

Während der einzelnen Kalt- und Warmzeiten treten auch etliche kurze, durchaus heftige Kälteeinbrüche, Stadiale, auf. Am ausgeprägtesten waren sie während der letzten 100 000 Jahre in mäßig kalten Perioden. Die kältesten Phasen des Vereisungszyklus und der derzeitigen Warmzeit wirken dagegen relativ stabil. Unter Interstadial versteht man eine relativ kurze Warmphase zwischen zwei Stadialen innerhalb einer Kaltzeit. Meist dauerte sie nur einige hundert bis wenige tausend Jahre – mit rascher Erwärmung und dann wieder zunächst langsamer und schließlich rapider Abkühlung. Dabei können sich innerhalb weniger Dekaden oder manchmal nur einiger Jahre die Durchschnittstemperaturen um 5° bis teilweise 10°C und die pro Jahr fallende Schneemenge um 100% ändern. Unmittelbar vor oder nach den großen Temperatursprüngen der Interstadialen gab es manchmal schwächere Oszillationen zwischen warm und kalt, was die Klimatologen als „Flackern“ bezeichnen.

Die Perioden des Wechsels zwischen Warm- und Kaltzeiten stimmen hervorragend mit den Berechnungen des serbischen Mathematikers, Astronomen und Geophysikers Milutin Milankovic (1879-1958) überein. Er hatte schon 1920 berechnet, dass und wie sich im Laufe von Hunderttausenden von Jahren die Erdbahn aufgrund der Anziehungskraft der übrigen Planeten verändert hat.

Milankovic entdeckte einen Zusammenhang zwischen den Veränderungen der Bahnexzentrizität der Erde beim Lauf um die Sonne und der Orientierung der Erdachse und den großen Perioden der Kalt- und Warmzeiten. 1941 entwickelte er die heute weitgehend anerkannte Theorie, gemäß der drei Parameter, die langperiodisch auftreten, die Verteilung der Sonneneinstrahlung auf der Erde in einer exakt berechenbaren Weise beeinflussen:

1. Die Position der Erde auf ihrer Ellipsenbahn um die Sonne in Relation zum Sommer auf der Nordhalbkugel.

2. Die Präzession (Neigung der Erdachse) der Erde.

3. Die Exzentrizität der Erdbahn (Abweichung von der Kreisform).

Die Milankovic-Zyklen und ihre Variationen liefern die weltweit akzeptierte Erklärung für den Wechsel von Kalt- und Warmzeiten, aber auch für kurzfristige Klimaänderungen. Zwar beeinflussen die kaum wahrnehmbaren Schwankungen in der Entfernung der Erde zur Sonne die mittlere jährliche Sonneneinstrahlung (Insolation) kaum, doch deren geografische (Breitengrade) und jahreszeitliche Verteilung schwankt durch die Änderung der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen um immerhin bis zu 20%. Das Globalklima reagiert darauf sehr empfindlich.

Die charakteristischen Frequenzen der Milankovic-Zyklen – zirka 21 000, 41 000 und 100 000 Jahre – treten in den meisten Klimazeitreihen sehr deutlich hervor. Der Zyklus von 21 000 Jahren entspricht der Periode der Position der Erde auf ihrer Ellipsenbahn in Relation zum Sommer auf der Nordhalbkugel, was an Eisbohrkernen nachgewiesen wurde. Der Zyklus von 41 000 Jahren kommt vor allem durch die rhythmische Schwankung der Erdachsenneigung gegenüber der Bahnebene (also der Periode der Präzession) zustande. Sie variiert zwischen 22,1 und 24,5°. Die Jahreszeiten bekommen dadurch einen anderen Charakter: In nördlichen Breiten sind bei einer stark gekippten Erde die Winter kälter und die Sommer wärmer. Bei einer geringen Neigung der Erdachse bringen relativ milde Winter mehr Schnee, der in kühlen Sommern nicht abtaut, so dass es zu einer Vergletscherung kommen kann.

Der 41 000-Jahre-Zyklus wirkt sich auch auf den Aktivitätsrhythmus von Vulkanen aus. Kieler Wissenschaftler vermuten, dass es in den Erwärmungsphasen, wenn das Eis besonders schnell schmilzt, zu einem „Wippeneffekt“ kommt. Beim Abtauen der Eismassen werden die Kontinente entlastet und der Druck auf den Meeresboden wächst durch einen Anstieg des Meeresspiegels . Dies führe zu Spannungen in der Erdkruste, wodurch Risse entstehe und Magma leichter austreten könne. Während der Abkühlphase sei das Wachsen der Eisschilde und Sinken des Meeresspiegels zu langsam, um Spannungen aufzubauen.

Bis vor einer Million (nach anderen Angaben vor 1,6 Millionen) Jahren fand auf der Erde noch alle 41 000 Jahre eine Eiszeit statt. Dann änderte sich dieser Rhythmus auf einen 100 000-Jahre-Zyklus, der durch die Überlagerung mehrerer Parameter zustande kommt. Inzwischen wurden weitere Zyklen entdeckt, z. B. eine Komponente über 413 000 Jahre und einen schwach ausgeprägten Rhythmus von 60 000 Jahren. Wirken diese Faktoren so zusammen, dass sich die Sonneneinstrahlung auf der Nordhalbkugel in den Sommermonaten deutlich verringert, dehnen sich die Eisdecken aus und überziehen die hohen Breiten periodisch mit kilometerdickem Gletschereis.

Rückkopplungs- und Verstärkermechanismen

Die genannten Variationen der Bahnparameter können die Klimaänderungen aber nicht ganz erklären. Die Veränderungen der Sonneneinstrahlung sind für sich betrachtet viel zu gering, um allein schon die beobachteten Eiszeiten auszulösen. Es muss zusätzliche Effekte geben, um die kleinen Bahneinflüsse in dramatische Klimaveränderungen umzuwandeln.

Meeresströmungen haben einen großen Einfluss auf das Klima. Die Abnahme der sommerlichen Sonneneinstrahlung lässt in hohen nördlichen Breiten die ozeanische Zirkulation erlahmen, was mit heftigen Kälteeinbrüchen im Nordatlantik verbunden ist. Die Temperaturen sinken schließlich so weit, dass der in Kanada und Skandinavien gefallene Schnee im Sommer nicht mehr schmilzt. Eine Inlandeisdecke beginnt allmählich zu wachsen, die weißen Schnee- und Eisfelder reflektieren die einfallende Sonnenstrahlung und kühlen das Klima weiter ab. Bei einer globalen Erwärmung kommt die ozeanische Zirkulation wieder in Gang und verstärkt den Trend.

Ein anderer Verstärkereffekt hängt von dem Treibhausgas Kohlenstoffdioxid in der Luft ab, dessen Konzentration in der Atmosphäre variiert. Neue Forschungen deuten darauf hin, dass zunehmende arktische Vergletscherung mit einem deutlichen Rückgang der globalen CO2-Konzentration von 0,03% während einer Warmzeit auf 0,02% während der Eiszeit in Verbindung steht, weil u. a. das kalte Meerwasser einen Teil des Kohlenstoffdioxids aus der Atmosphäre aufnimmt.

Steigt dann die Temperatur in der Endphase der Kaltzeit wieder, beginnt nach einigen hundert Jahren auch die CO2-Konzentration in der Luft wieder zu steigen. Denn je wärmer das Wasser in den Meeren ist, umso weniger Kohlenstoffdioxid kann es binden. Das CO2 in der Atmosphäre verstärkt den Treibhauseffekt und beschleunigt so die Aufheizung. (Manche Wissenschaftler nehmen an, dass CO2 für rund 50% der Temperaturzunahme in den warmen Perioden verantwortlich ist. ) Erst dieser CO2-Anstieg verstärkt zusammen mit dem Albedo-Effekt das anfängliche Klimasignal, so dass eine Warmzeit nicht in den Anfängen stecken bleibt.

Die Schwankungen der Erdbahn erklären also zusammen mit Verstärkereffekten ziemlich einfach, wie es zu einer Verschlechterung des Klimas kommt, welche das Eis auf dem Festland wachsen lässt, und wie wieder eine Erwärmung eintritt, die den Planeten von Zeit zu Zeit aus der Eiszeit herausmanövriert. Optimale Bedingungen für das Abschmelzen des Eises sind gegeben, wenn der geringste Sonnenabstand in den Frühsommer fällt und gleichzeitig die Neigung des Nordpols zur Sonne am größten ist. Die Sonnenstrahlung, die dann täglich den Nordpol erreicht, ist um 28% größer als unter den schlechtesten Bedingungen. Schließlich gewinnen aber nach ein paar Jahrtausenden die kühlenden Einflüsse immer wieder die Überhand.

Unklar ist heute vor allem, warum sich die Eismassen über lange Zeiträume aufbauen, aber vergleichsweise rasch wieder abtauen. Auch hier könnte nach einer These japanischer Forscher der „Wippeneffekt“ die entscheidende Rolle spielen. Die mächtigen Eisschilde drücken ihr gewaltiges Gewicht auf die Erdkruste und den darunter liegenden, plastisch-verformbaren oberen Erdmantel. Schmilzt das Eis ab, federt die Erdkruste gewissermaßen wieder in ihre Ausgangslage zurück. Das Abschmelzen beschleunigt sich, weil die Oberseite der Eisschilder beim Tauen an Höhe verliert und in tiefere und wärmere Bereiche gelangt.

REM

Die Milchstraße, Teil der Lokalen Gruppe

Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie, die ihren Namen der griechischen Mythologie verdankt: Göttervater Zeus wollte seinem Sohn Herkules, den er mit der sterblichen Königstochter Alkmene gezeugt hatte, die Unsterblichkeit verleihen und legte ihn deshalb seiner schlafenden Gattin Hera an die Brust. Diese erwachte von seinem heftigen Saugen und stieß ihn erbost von sich. Dabei spritzte die Milch aus ihren Brüsten und verteilte sich über den Himmel, wo sie fortan den „Milchkreis“ („Kiklos galaxias“) bildete. So erklärten sich die Menschen in der Antike das „mild schimmernde Band“, das sie am wolkenlosen Nachthimmel erblickten.

Die Milchstraße gehört zur Lokalen Gruppe von Sternensystemen, die wiederum Teil des Virgos-Superhaufens sind, in dessen Zentrum in rund 55 bis 65 Millionen Lichtjahren Entfernung von der Milchstraße eine der uns nächstgelegenen Massenansammlungen von Sternen, der Virgohaufen – benannt nach dem Sternbild, in dem er sich zum größten Teil befindet – liegt.

In der Lokalen Gruppe ist die Andromeda-Galaxie (M31) das größte Objekt, 45 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt und um 40% größer als sie. Wahrscheinlich ist sie vor knapp 6 Millionen Jahren durch eine brachiale Kollision zweier Vorläufergalaxien entstanden. Zu den beiden großen Himmelsobjekten gesellen sich noch eine kleinere Spiralgalaxie (M33) sowie Tausende von Zwerggalaxien.

Die bekanntesten Zwerggalaxien sind die Große und Kleine Magellansche Wolke, von der Erde aus als verwaschene Lichtfleckchen leicht mit bloßem Auge am Südsternhimmel wahrzunehmen. Sie sind rund 160 000 bis 200 000 Lichtjahre entfernt und 20 000 bzw. 15 000 Lichtjahre groß. Die meisten Zwerggalaxien sind nahe Satelliten der Milchstraße oder des Andromeda-Nebels und umkreisen ihre jeweilige Muttergalaxie. Sie werden durch deren gravitativen Einfluss auseinander gezogen und werden irgendwann von ihr verschlungen.

Auch die beiden großen Spiralgalaxien befinden sich auf Kollisionskurs. In wenigen Jahrmilliarden werden sie sich treffen, denn während die Umgebung seit mindestens 3,7 Milliarden Jahren eine beschleunigte Expansion erfährt, überwindet die gesamte Lokale Gruppe mit ihrer Schwerkraft die kosmische Expansion. Mit der Zeit wird sie so in Zukunft zu einer isolierten Oase in den leeren Weiten des Kosmos.

Bis zu einem Abstand von 26 Millionen Lichtjahren von der Lokalen Gruppe bilden die meisten Galaxien eine Art Platte, das sogenannte „local sheet“ (Lokale Schicht oder Lokales Blatt). Unterhalb der Plattenebene liegen in einigem Abstand der Leo-Sporn, eine große fadenförmige Struktur von Galaxien, sowie die Galaxien der Antila- und Dorado-Wolken. Oberhalb der Ebene gibt es kaum etwas; dort herrscht der Lokale Leeraum, ein Blase im Universum.

Um uns die Größen- und Entfernungsverhältnisse im Universum zu veranschaulichen, kann man sich die Größe der Milchstraße als Bonbon vorstellen. In diesem Maßstab wäre die nächstgelegene große Galaxie M31, der Andromeda-Nebel, ein weiteres Bonbon in einer Entfernung von nur 13 Zentimetern. Die Entfernung zum nächsten Nachbarn, einer mit der Lokalen Gruppe vergleichbaren kleineren Galaxiengruppe, der sogenannten Sculptor-Gruppe, betrüge 60 Zentimeter. Und in nur drei Metern Entfernung würden wir eine riesige Ansammlung von etwa 200 Bonbons finden, jedes Einzelne eine Galaxie von 100 Milliarden Sternen, die über das Volumen eines Basketballs verstreut wären: der Virgohaufen. Der nächste große Galaxienhaufen wäre dann 20 Meter entfernt. Es würde sogar entferntere Galaxienhaufen geben, deren Durchmesser bis zu 20 Metern groß sein können. Das gesamte sichtbare Universum, so weit wir es mit unseren Teleskopen wahrnehmen, passte in eine Kugel von einem Kilometer Durchmesser – bei der Verwendung des Maßstabs, in dem die Milchstraße die Größe eines Bonbons hat.

Die Hubble-Konstante

Schon die Formeln Einsteins (Allgemeine Relativitätstheorie) , die beschreiben, wie Zeit, Raum, Materie und Energie zusammenhängen, legten nahe, dass das Universum nicht stillstehen kann; entweder es dehnt sich aus oder es zieht sich zusammen. Der erste Mensch, dessen Beobachtungen Hinweise auf eine Expansion gaben, war der US-amerikanische Astronom Vesto Melvin Slipher (1875-1969) vom Lowell Observatory in Arizona. Er hatte mit Hilfe der Spektroskopie* die Geschwindigkeiten naher Galaxien vermessen und bemerkt, dass die Spektrallinien von fast allen diesen Sternsystemen zu größeren Wellenlängen verschoben waren. Diese so genannte Rotverschiebung war ein Indiz dafür, dass sie sich von uns wegbewegten.

*[Bei der Spektroskopie wird das Licht eines Himmelskörpers in sein Spektrum zerlegt, in dem verschiedene markante Linien zu erkennen sind. Diese entstehen zum Beispiel durch die Absorption des Lichts derselben Wellenlänge in der Atmosphäre des Sterns. Bewegt sich der Himmelskörper von uns weg, sind diese Linien zu größeren Wellenlinien verschoben, das Licht erscheint also etwas „röter“. Auf uns zu rasende Sterne oder Galaxien haben hingegen einen Blaustich.]

Edwin Hubble war der Erste, der in den Jahren 1929 bis 1931 den Abstand vieler Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft ermittelte – und dabei auch ihre Geschwindigkeiten. In seinen Aufzeichnungen entsprach jeder Galaxie einem Punkt in einem Koordinatensystem. Er notierte auch jeweils ihre Rotverschiebung und verglich sie mit ihrem Abstand von der Erde. Dabei entdeckte er einen einfachen linearen Zusammenhang zwischen Entfernung und Geschwindigkeit der Galaxien: Sie sind direkt proportional zueinander; also je größer die Entfernung einer Galaxie, umso größer die Geschwindigkeit, mit der sie sich von uns fortbewegt. Wir bezeichnen diesen Zusammenhang heute als Hubble-Konstante: H0 = v/E; Geschwindigkeit geteilt durch Entfernung. Die Einheit für die Hubble-Konstante ist Kilometer pro Sekunde und Megaparsek. (Ein Megaparsek entspricht etwa 3,26 Millionen Lichtjahren.)

Da es so aussieht, als ob eine Galaxie, je weiter sie von der Erde entfernt ist, umso schneller flieht, spricht man von ihrer „Fluchtgeschwindigkeit“. In Wirklichkeit expandiert das gesamte Raumgefüge, wobei die Galaxien mitgezogen werden. Sie verhalten sich somit eher wie Rosinen in einem aufgehenden Hefeteig. Die Rosinen bewegen sich nur deshalb voneinander fort, weil sich der Teig aufbläht – und nicht etwa aus eigenem Antrieb. Daher ist der Begriff „Fluchtgeschwindigkeit“ eigentlich falsch, denn die Galaxien werden durch die Raumausdehnung von uns fortgezogen.

Die Hubble-Konstante gilt heute als das Maß für die gegenwärtige Ausdehnungs-geschwindigkeit des Universums. Mit dem aus der Gleichung für die Hubble-Konstante abgeleiteten Hubbleschen Gesetz (v = H0 mal E) konnte man die Entfernungs-geschwindigkeit errechnen. (Die Internationale Astronomische Union will das Hubblesche Gesetz künftig in Hubble-Lemaitre-Gesetz umbenennen, da der belgische Astronom Georges Lemaitre bereits 1927 entdeckt hatte, dass die Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie einen sich ausdehnenden Kosmos zulassen.)

Die Hubble-Konstante gilt heute als das Maß für die gegenwärtige Ausdehnungs-geschwindigkeit des Universums. Die Kosmologen gehen davon aus, dass sie sich im Laufe der kosmischen Entwicklung verändert hat – einerseits durch die bremsende Wirkung der sich gegenseitig anziehenden Materie, die gerade anfangs dominierte, andererseits durch die Wirkung einer Dunklen Energie, die das All mit wachsendem Abstand zwischen den Galaxien immer weiter auseinander treibt.

Die Hubble-Konstante ist also keine Konstante, sie nimmt mit der Zeit ab. Wegen dieser Zeitabhängigkeit wäre die Bezeichnung Hubble-Parameter heute korrekter. Da die Werte aber im Hier und Jetzt im ganzen Universum mehr oder weniger gleich sein müsste, sprechen die meisten Physiker weiter von einer Konstanten – in der Annahme, dass die Naturgesetze überall im Weltall identisch sind und dass die Welt im Großen keine besondere Richtung und keinen Ort bevorzugt, entsprechend dem so genannten „Kosmologischen Prinzip“*.

*[Das Kosmologische Prinzip besagt, dass das Universum im Großen keine besondere Richtung und keinen besonderen Ort bevorzugt. Man sagt, die Materie im Universum ist im großen Maßstab in alle Richtungen gleichförmig (isotrop) und überall gleichartig (homogen) verteilt.]

Anschaulich bedeutet eine Hubble-Konstante von 50, dass eine Galaxie in einem Megaparsek Entfernung sich scheinbar mit einer Geschwindigkeit von 50 km/s, eine in 100 Megaparsek Entfernung mit einer Geschwindigkeit von 5000 km/s von uns entfernt. Hat sie einen Wert von 100, entfernt sich eine Galaxie dementsprechend mit einer Geschwindigkeit von 10 000 km/s. H0 = 72 heißt dann, dass die Entfernungs-geschwindigkeit 72 km/s beträgt, wenn man ein Megaparsek in den Raum hinausschaut.

Das Hauptproblem für die genaue Berechnung der Hubble-Konstante liegt in der Messung der Entfernung der Galaxien. Zu ihrer Bestimmung braucht man verlässliche Werte. Noch heute aber lassen sich die Abstände in den Weiten des Alls – anders als die Relativgeschwindigkeiten – nur schwer ermitteln. Daher streiten mehrere Wissen-schaftlergruppen seit Jahren über den genauen Wert der Hubble-Konstante. Denn mit verschiedenen, sehr ausgeklügelten Messmethoden kommen sie zu Ergebnissen, die sich deutlich voneinander unterscheiden.

Es stehen sich zwei Lager gegenüber: Auf der einen Seite sind jene Wissenschaftler, die auf Basis der klassischen Entfernungsleiter* die Hubble-Konstante ermitteln. Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um systematische Fehler in der Griff zu bekommen. Mit sieben unterschiedlichen Methoden kommen sie auf einen Mittelwert der Hubble-Konstante von 73 km/s/Mpc. Den vorläufigen Höhepunkt der Anstrengungen hat jetzt ein Team um Adam Riess von der John-Hopkins-University in Baltimore mit Hilfe von Cepheiden aus der Großen Magellanschen Wolke präsentiert: Demnach liegt der Wert der Hubble-Konstante bei 74 (73,52 plus/minus 1,62) km/s/Mpc, bei einer Unsicherheit von nur noch 1,9%, wobei das Team überzeugt ist, die Unsicherheit noch auf 1% drücken zu können.

*[Um die dritte Dimension der uns flächig erscheinenden Himmelssphäre zu erschließen, wenden die Astronomen unterschiedliche, einander überlappende Methoden an. Dabei arbeiten sie sich stufenweise in die Milliarden von Lichtjahren überspannenden Weiten des Universums vor, denn jede Methode eignet sich nur für einen bestimmten Entfernungsbereich. In der Gesamtheit der Methoden sprechen die Astronomen von der „kosmischen Entfernungsleiter“, da sie sich durch dieses Aneinanderreihen verschiedener Verfahren gewissermaßen von Sprosse zu Sprosse ins All hinaushangelt.]

Die direkten Messungen auf Basis der Entfernungsleiter kommen ohne zusätzliche Annahmen zum kosmologischen Standardmodell aus. Sie haben aber ein Problem: Es ist keineswegs sicher, dass ihre Ergebnisse für das ganze Universum gelten, schließlich ermitteln wir damit nur die Hubble-Konstante im Hier und Jetzt. Einen linearen Zusammenhang von Geschwindigkeit und Abstand kann man aber nur dann erwarten, wenn sich das Universum mit gleichbleibender Geschwindigkeit ausdehnt. Die Expansionsgeschwindigkeit des Alls nimmt aber scheinbar mit der Zeit zu. (Daneben könnte es noch weitere Unsicherheiten geben, die man bislang übersieht.)

Auf der anderen Seite stehen die Astrophysiker, die mit der Hintergrundstrahlung und den größten Strukturen im Universum arbeiten. Dabei gehen sie von der Größe charakteristischer Temperaturschwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung aus, die ihren Ursprung in Dichtefluktuationen im Urgas haben und aus denen im Laufe von Milliarden Jahren Galaxienhaufen und Galaxiensuperhaufen entstanden sind. Experten können aus diesen Unregelmäßigkeiten einen Wert für die Hubble-Rate ermitteln.

Mit diesen kosmologischen Methoden ergibt sich ein Wert für die Hubble-Konstante von 67,4 km/s/Mpc bei einer Ungenauigkeit von 0,5% – ein um 5 bis 8 km/s/Mpc niedrigeres Ergebnis als die Messungen mit Hilfe der Entfernungsleiter liefern. Die Werte bei den auf der kosmischen Hintergrundstrahlung fußenden Verfahren sind präziser, hängen aber vom zugrundeliegenden kosmischen Standardmodell des Universums ab – das falsch sein könnte.

Fest steht also, dass alle Methoden Schwachpunkte haben. Ihre ermittelten Ergebnisse sind miteinander unvereinbar. Die nächstliegende Erklärung für die Diskrepanz ist ein unbekannter systematischer Fehler in den Daten oder Modellen vom fernen oder vom näheren Universum oder von beiden. Vielleicht verstehen wir auch die Abläufe im Universum noch nicht richtig. Die radikalste Lösung wäre die Einführung neuer physikalischer Annahmen, Größen, Effekte oder Gesetze, z. B. die Infragestellung des Kosmologischen Prinzips. So halten es Astrophysiker für möglich, dass sich Teile des Kosmos mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausdehnen.

Vielleicht gibt es die Anomalie der Hubble-Konstante also gar nicht. Der Oxford-Physiker Subir Sarkar und sein Team haben festgestellt, dass die Supernovae vom Typ Ia möglicherweise keineswegs Standardkerzen in der kosmischen Entfernungsleiter darstellen. Sie sollen vielmehr entgegen der bisherigen Annahme nicht immer die gleiche Strahlungsmenge freisetzen, sondern je nach Alter des Vorgängersterns unterschiedlich heftig explodieren. (Darauf hatte schon eine koreanische Gruppe hingewiesen.) Der Effekt ähnelt sehr dem, der der Dunklen Energie zugesprochen wird, durch die das Universum immer schneller expandieren soll. Zudem sind Daten aus verschiedenen Tabellen, die teilweise dieselben Supernovae beschreiben sollen, nicht kompatibel.

Sarkar hält generell Dunkle Energie und beschleunigte Expansion für riesige Irrtümer. Er konstatiert: Auch die Bewegung einer Galaxie, die von der Schwerkraft ihrer kosmischen Nachbarn von uns weggezogen wird, kann die Wellen strecken, uns also röter erscheinen. Gleiches gilt für unsere eigene Bewegung durchs All.

Nach seiner Untersuchung können die gemessenen Daten durch die Bewegung unserer Milchstraße erklärt werden. Sarkar glaubt, dass wir von irgendeiner großen Masse jenseits des 650 Millionen Lichtjahre entfernten Shapley-Galaxienhaufens angezogen werden. Dass sich dort eine große Massenansammlung befinden könnte, ein „Großer Attraktor“, ist seit Längerem ein Thema unter Astrophysikern. Ob damit aber die Dunkle Energie aus dem Weltbild verschwinden würde, ist die große Frage.

Die Hubble-Konstante ist seit ihrer erstmaligen Formulierung die wahrscheinlich wichtigste Zahl in der Kosmologie. Sie gilt als eine Art Zollstock für das zuverlässige Errechnen von Distanzen zwischen den Sterneninseln. Für die Kosmologen bedeutet sie auch den Schlüssel zur Bestimmung sowohl der Größe als auch des Alters unseres Universums. Die derzeitigen Diskrepanzen in ihrer Vermessung könnten die Kosmologie in eine tiefe Krise stürzen.

REM

Viren – nicht nur zum Fürchten

Es wird in diesen Tagen so viel über Viren gesprochen – und fast durchweg nicht Gutes. Sie werden berechtigterweise mit schweren Krankheiten und Epidemien in Verbindung gebracht. Aber die Wenigsten wissen etwas Genaueres über sie.

Viren sind meist kleiner als Zellen. Ihre Größe reicht von 10 bis mehr als 400 Nano-metern Länge (1 Nanometer = 1 Millionstel Meter). Sie bestehen im einfachsten Fall aus einer Proteinhülle , die einen einfachen Strang aus DNA oder RNA als Erbgut enthält. Die wichtigste Gemeinsamkeit in der immens großen Zahl unterschiedlicher Virengruppen ist, dass alle eine Wirtszelle brauchen, um sich zu vervielfältigen. Alle Viren sind also zwangsläufig Parasiten – von Bakterien, Archaeen und Organismen mit Zellkern wie Amöben und Vielzellern.

Bei der Frage, ob Viren leben oder doch nur Kristalle mit besonderen Eigenschaften sind, scheiden sich die Geister. Wenn sie isoliert existieren, scheinen sie jedenfalls nicht lebendig zu sein. Sie haben keinen Stoffwechsel und brauchen zu ihrer Vermehrung die genetischen Programme ihres Wirtes. Daher wurde im Jahr 2000 vom „International Committee on Taxonomy of Viruses“ offiziell beschlossen, Viren nicht zu den Lebewesen zu zählen.

Andererseits fällt es aber auch schwer, sie als tote Materie anzusehen. Für Professor Bernd Olaf Küppers vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen reicht es, dass Viren innerhalb ihrer Wirtszellen einen Stoffwechsel haben, sich vermehren und durch Mutationen an neue Umwelten anpassen können. Seine knappe Formel lautet: Leben ist Materie plus Information.

Für zwei Szenarien zu ihrer Entstehung gibt es gute Argumente:

1. Sie sind präzellulär, d. h. älter als die ersten Zellen. Eine effektive Vermehrung und erfolgreiche Evolution war ihnen aber erst möglich, als bereits Zellen existierten, die ihnen als Wirtssysteme bei ihrer Vermehrung dienten.

2. Sie haben sich aus Bakterien oder Archaeen entwickelt, nachdem diese die Erde schon in Besitz genommen hatten. Parasitisch lebende Vertreter dieser Arten haben dann mit der Zeit alle nicht unbedingt zum Überleben notwendigen Bestandteile verloren. Vielleicht haben sich auch Teile von Zellen selbständig gemacht, beispielsweise einzelne Zellorganellen.

Viren sind heute allgegenwärtig. Man schätzt, dass ihre Gesamtzahl die Zahl der auf der Erde vorhandenen Zellen um das 10- bis 100fache übertrifft. Aber derzeit sind erst 0,0002% der weltweit existierenden Virengenome bekannt. Auch wir selbst und unser Inneres sind von Viren übersät. Sie parasitieren unsere Zellen – z. B. die Papillomviren unserer Schleimhäute.

Wird die genetische Botschaft der in den Organismus eingedrungenen Viren nicht abgefangen, so bemächtigen sich diese der Proteinsynthesemaschinerie der Zelle und zwingen sie, virale Proteine herzustellen und die Viren zu vermehren. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts erkannten Forscher in ihnen Verursacher ansteckender Krankheiten. (Die Bezeichnung „Virus“ – von lateinisch „virus“ = Schleim, Gift, Geifer – galt dann zunächst als Sammelbezeichnung für alle Krankheitserreger kleiner als Bakterien.) Sie entscheiden oft über Leben und Tod, wie man derzeit wieder besonders schmerzvoll erfahren muss. Im letzten Jahrhundert forderten sie mehr Todesopfer als alle Kriege zusammen.

Unser Immunsystem steht in einem fortwährenden Kampf mit den viralen Eindring-lingen. Gesunde Organismen verfügen aber über ein Arsenal von Abwehrwaffen gegen sie. Andererseits entwickelten und entwickeln die Viren immer wieder zahlreiche Mechanismen, mit denen sie der Vernichtung durch die Immunabwehr entgehen. Es gibt praktisch keine bekannte Komponente des menschlichen Immunsystems, die nicht von irgendeinem Virus manipuliert wurde.

Dieser entwicklungsgeschichtliche Rüstungswettlauf hinterließ seine Spuren auch in der menschlichen DNA. Überall verstreut finden sich Tausende Kopien viraler Sequenzen, von denen viele von Viren stammen, die vor Jahrmillionen in Säugetieren Krankheiten erzeugten, von ihren Wirten aber im Laufe der Zeit unschädlich gemacht wurden. Die meisten sind also schon lange nicht mehr in der Lage, eigenständige infektiöse Partikel zu erzeugen. Sie überdauern als harmlose Untermieter im Wirtsorganismus. Gelegentlich konnte sich sogar ein innovatives, nützliches Virus-Gen in das Erbgut einnisten und zu einem permanenten und unverzichtbaren Bestandteil werden.

Viele der viralen Kopien wirken aber offenbar bei bestimmten Karzinomen oder Leukämie mit, andere bei ALS (amyotropher Lateralsklerose), multipler Sklerose, Schizophrenie oder Diabetes. Dabei ist allerdings unklar, ob sie die Ursache der Krankheit sind oder ob ihre Aktivität eine Begleiterscheinung ist.

Wenn Viren ihr Genom exprimieren und vervielfältigen, verändern sich durch Austausch und Rekombination oftmals Teile davon. Dies geschieht vermutlich schon seit drei Milliarden Jahren. Dadurch „erfinden“ Viren ständig neue Gene. Bei ihrer gewaltigen Zahl (geschätzt etwa 10 hoch 31 auf der Erde) und ihrer schnellen Replikationsrate (pro Sekunde etwa 10 hoch 24 neue Partikel) und hohen Mutationsrate gelten sie als die bedeutendste Quelle genetischer Information.

Erst in den letzten Jahren ist deutlich geworden, in welchem Ausmaß Mechanismen wie Gentransport und Gentransfer durch Viren, also Einbau von viralen Genen in das Genom des Wirtsorganismus, zur Veränderung bakterieller Genome beigetragen hat – auch zum Vorteil für den Wirt. (Wird beispielsweise bei Zyanobakterien ein bestimmtes zentrales Fotosynthese-Gen durch zu starke Sonneneinstrahlung geschädigt und nicht mehr hinreichend nachproduziert, kommt der Stoffwechsel der Zelle zum Erliegen. 2003 entdeckten Forscher im genetischen Gepäck von Viren, die Zyanobakterien befallen, eine eigene, wesentlich UV-resistentere Version des Enzyms. Das virale Fotosynthese-Enzym kann die Funktion des zerstörten Wirtsenzyms übernehmen.)

Durch Rekombination und Gentransfer veränderten die Viren mit der Zeit auch das Erbgut mehrzelliger Lebewesen massiv. Sie sorgten, wie auch Bakterien, immer wieder dafür, dass genetisches Material zwischen den Arten ausgetauscht wurde und sich so über Speziesgrenzen hinaus verbreiten konnte. Dadurch nahmen Viren maßgeblichen Einfluss auf deren Evolution, ja sie haben offenbar den Evolutionsprozess schneller vorantreiben können als andere Faktoren, die lediglich unter langsamer sich anhäufenden Erbgut-Varianten selektieren konnten. Neben Mutationen und epigenetischen Faktoren scheinen Viren damit der entscheidende Treibriemen der Evolution zu sein. Ohne Viren wäre die Vielfalt des Lebens auf der Erde nicht denkbar.

Manche Forscher halten das enorme evolutionäre Potenzial, welches das genetische Reservoir der Virosphäre – der Gesamtheit der Viren – enthält, sogar für den Grund, warum die Evolution das Eindringen von Fremdpartikeln in einem gewissen Maß zuließ. (Andere Forscher sehen den Grund allerdings darin, dass Schmarotzer das Genom einfach so häufig und massiv attackierten, dass es nicht gelang, sie völlig zu eliminieren.)

Auch in der Stammesgeschichte des Menschen spielten Viren eine bedeutende Rolle. So zeigten beispielsweise Forscher im Jahr 2000, dass Retroviren einst Bauanleitungen für Proteine in die DNA einschleusten, die heute dafür sorgen, dass sich bei einem Säugetier die Plazenta bildet und auf diese Weise der Nährstoffaustausch zwischen der Mutter und ihrem ungeborenen Kind sichergestellt ist.

Es leuchtet ein, dass eine so häufige und vielfältige „Lebensform“ auch unsere Ökosysteme mitgestaltet und einen erheblichen Beitrag zu deren Funktionieren leistet. So spielen Viren vermutlich eine wesentliche Rolle bei der Regulation des Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphatkreislaufs. Ihre Vielfalt soll in diesem Zusammenhang auch eine indirekte Wirkung auf den Klimawandel haben, weil sie die Kohlenstoffpumpe der Ozean verändern.

Heute, in der Zeit von Covid-19, hält uns aktuell das enorme weltweite Erkrankungs-potenzial der Viren in Atem. Das, was wir heute erleben, scheint aber erst die Spitze des Eisberges zu sein, denn es schlummert noch eine weitaus größere Zahl der winzigen Erreger in anderen Lebewesen, die zum Teil noch gravierendere Auswirkungen haben können. Durch die höheren Populationsdichten von Arten und häufigeren Kontakten zu Menschen infolge der zunehmenden Vernichtung von Ökosystemen und natürlicher Vielfalt (Biodiversität) steigt das Risiko, dass Viren von Tieren auf Menschen übertragen werden und dort Krankheiten hervorrufen. Dringend erforderlich scheint es also zu sein, eine weitere Zerstörung der Umwelt aufzuhalten, um weitere Pandemien zu vermeiden.

REM

Danuvius guggenmosi – ein Urahn des Menschen?

Es fällt immer wieder auf, dass oft voreilige und teilweise spekulative Schlüsse aus Funden und wissenschaftlichen Untersuchungen gezogen werden. Die Entdeckung des „Danuvius guggenmosi“ genannten fossilen, aufrechtgehenden Menschenaffen, der vor über 11 Millionen Jahren im heutigen Ostallgäu lebte, kann sicherlich als Sensation betrachtet werden. Ihn aber in die direkte Evolution zum Menschen zu platzieren, erscheint dagegen zum jetzigen Zeitpunkt mehr als gewagt.

Die Entwicklung des aufrechten Ganges bei Primaten begann schon sehr früh in der Evolution – er scheint auch mehrfach entstanden zu sein. Darauf deuten beispielsweise 10 Millionen Jahre alte Beckenknochen, die man in Ungarn fand, hin, ebenso Skelettreste des „Dryopithecus laietanus“, eines fossilen Menschenaffen, der vor 9,5 Millionen Jahren in der Nähe des heutigen Barcelona lebte und der schon eine relativ aufrechte Körperhaltung besaß.

In der Evolution werden neue Eigenschaften häufig dadurch erworben, dass die betreffenden Organe zunächst für mehrere Funktionen geeignet sind. Solche Mehrfachfunktionen ermöglichen einen langsamen Wandel im Körperbau, ohne dass alle Teile gleichzeitig erfasst werden. Die Selektion sorgt dann dafür, dass eine Funktion an Bedeutung verliert oder sogar ganz wegfallen kann.

Bei Primaten kommen viele Erscheinungsformen des Kletterns vor, bei denen die gleichen Muskeln aktiviert werden wie beim Gehen. Das sogenannte Stemmgreifklettern wie auch das Aufrechtsitzen im Geäst gelten für viele Evolutionsbiologen als Präadaptationen für den Aufrechtgang. Als dieser sich entwickelte, war er daher anfangs noch mit der Fähigkeit zum Klettern verbunden.

Auch Danuvius guggenmosi war noch ein guter Kletterer – gleichzeitig hat er sich wohl auf Ästen zweibeinig fortbewegt, aber auch mit Armen von Ast zu Ast gehangelt. Seine vorderen Gliedmaßen waren noch vom Klettern dominiert, während die Hintergliedmaßen schon auf Zweibeinigkeit ausgerichtet waren. Zudem besaß er schon eine s-förmige Wirbelsäule, was entscheidend für das zweibeinige Gehen ist. Der Menschenaffe war ein Meter groß und wog gemäß den Funden zwischen 18 kg (Weibchen) und 31 kg (Männchen). Für einen so schweren Primaten ist zweibeiniges Gehen erstaunlicherweise ökonomischer als Vierbeinigkeit.

Der Primat soll in einer subtropisch warmen, waldigen Landschaft mit dichten Sümpfen und Flüssen und üppiger Ufervegetation gelebt haben. Er war, wie andere Urhominiden, wohl ein ökologischer Generalist, der mit den Verhältnissen am Boden ebenso zurecht kam wie mit denen am und im Wasser. Vielleicht hat sich dieser Menschenaffe im Fluss eine neue Nahrungsquelle erschlossen – und um im Wasser stehen und gehen zu können, musste er sich aufrichten. Möglicherweise wollte er aber auch nur an Früchte höherer Zweige gelangen.

Die letzten Jahre ist infolge einer größeren Zahl neuerer Funde, zu denen auch die vier Skelette des Danuvius guggenmosi aus der Tongrube „Hammerschmiede“ gehören, viel Bewegung in die Anthropologie gekommen. Es herrscht inzwischen eine große Vielfalt unter den frühen Hominiden. Aus dem Miozän* kennt man gut 100 Arten Großer Menschenaffen, darunter nicht wenige aus Eurasien. Sie wirken hinsichtlich Lebensraum und Lebensweise eher wie Varianten derselben Grundthemen.

*[Als Miozän bezeichnet man die Zeitepoche von vor circa 24 Millionen bis vor 5 Millionen Jahren. Aus Afrika und Asien drangen damals viele Tierarten über neu entstandene Landverbindungen nach Europa vor, was ein kompliziertes Wechselspiel von Verdrängung und Anpassung zur Folge hatte und die Zusammensetzung der Fauna in Europa veränderte.]

Eine gerade und direkte Stammeslinie vom affenähnlichen Lebewesen zum heutigen Menschen, dem Homo sapiens, hat es offenbar nicht gegeben . Die Natur hat heftig herumexperimentiert. Schwankungen des Klimas dürften sich vielfältig ausgewirkt haben. Ein bestimmter Körperbau, eine Ernährungsweise oder Art der Fortbewegung, die zu einer Zeit gut passten, waren zu einer anderen womöglich weniger ideal. Unsere biologische Entwicklung schritt also nicht gleichmäßig in derselben Richtung voran, sondern eher sporadisch mal hierhin, mal dorthin.

Merkmale wie aufrechter Gang, Gehirngröße Gebiss oder Hände haben sich in den einzelnen Populationen also unterschiedlich schnell entwickelt. Wenn diese dann irgendwann aufeinander trafen, trugen ihre Nachkommen Neukombinationen aus diesen Merkmalen. Man spricht von einer „Mosaik-Evolution“. Gleiche und ähnliche Merkmale bedeuten also nicht zwangsläufig eine Abstammungsverwandtschaft – nicht einmal dann, wenn die beiden Primaten zu verschiedenen Zeiten lebten. Viele Paläoanthropologen gehen daher heute von einem lockeren, ausladenden Stammbusch mit vielen verzweigten Ästen aus.

So hat sich auch der aufrechte Gang im Verlaufe der Primatenevolution wohl mehrfach entwickelt, als auch bei Primaten, von denen wir nicht abstammen. Daher ist es zumindest zu früh, davon zu sprechen, dass sich der Prozess der Entwicklung des aufrechten Ganges in Europa vollzog, geschweige denn davon, dass „Danuvius guggenmosi“ ein Vorfahre des modernen Menschen sei.

REM