Biologie-Kultur-Ideologie: Ein Modell (2)

Der nächste Schritt in meinem Biologie-Umwelt-Gesellschaft-Interaktionsmodell wird das Hinzufügen des Faktors „Wissenschaft und Technologie“ sein. Bevor ich jedoch dazu komme, ist es notwendig ein paar der von mir verwendeten Begriffe zu definieren, um mögliche Verwirrungen und Missverständnisse etwas abzudämpfen. Unter meinem letzten Post zu diesem Modell ist ja eine doch relativ hitzige Debatte entbrannt und aus diesem Grund möchte ich zwei Punkte noch einmal detaillierter aufgreifen.

Die größte Unschärfe dürfte, meiner Meinung nach, in den Begriffen „Gen“ und „Umweltfaktor“ liegen. Daher jetzt der Versuch einer Definition:

Beginnen wir mit dem Genbegriff. Dafür habe ich das Lehrbuch „Biologie“ von Campbell und Reece aus meinem Schrank geholt und entstaubt. Hier findet sich folgender Satz zur Definition eines Gens:

Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der zur Herstellung eines RNA-Moleküls benötigt wird. (Biologie Campbell & Reece, 6. Auflage, S. 381)

So kommen wir jetzt also vom Regen in die Traufe. Um den Genbegriff zu verstehen, müssen wir zuerst verstehen was DNA und RNA sind.

Die Desoxyribonukleinsäuren (oder DNS/DNA) sind Makromoleküle, die genetische Informationen codieren und in allen Zellen eines Organismus reproduziert werden. Um diese genetischen Informationen auslesen zu können, wird über den Vorgang der Transkription aus einem Abschnitt der DNA ein RNA-Molekül erstellt. Die Ribonukleinsäuren (oder RNS/RNA) sind der DNA sehr ähnlich. Ein Hauptunterschied ist jedoch, dass die RNA einzelsträngig ist, während die DNA doppelsträngig ist (die bekannte Helix-Form). Weiterhin kann die RNA im Gegensatz zur DNA aus dem Zellkern geschleust werden. Das ist notwendig, da die Proteinbiosynthese (zumindest bei Eukaryoten) außerhalb des Zellkerns an den Ribosomen geschieht. Aus der übertragenen Information kann jetzt im Prozess der Translation ein Protein erstellt werden.

Das ist natürlich nur ein sehr stark gekürzter Abriss der Genexpression, sollte aber für das allgemeine Verständnis des Genbegriffs ausreichen. Noch einmal zusammengefasst:

Genetische Informationen = DNA –> RNA –> Proteine

Die Proteine stellen die Hauptbestandteile aller Zellen dar. Zellen wiederum bilden die Grundlage aller Organismen. Wir haben es hier also mit einem gerichteten Prozess zu tun, der letztendlich zum Phänotyp eines Organismus führt.

Gene sind somit Teilabschnitte der Informationen, die für die Herstellung von biologisch-aktiven Molekülen codieren.


 

Die Definition des Begriffs „Umweltfaktor“ stellt sich als etwas schwieriger heraus:

Die erste Unterteilung, über die nahezu überall Einigkeit besteht, ist die in abiotische und biotische Umweltfaktoren. Abiotische Umweltfaktoren sind ebenfalls relativ eindeutig: Hierzu zählen physikalische und chemische Faktoren wie Temperatur, Sonnenlicht, Sauerstoff, Wasser und ganz allgemein das Vorhandensein von Nährstoffen/Ressourcen.

Was alles unter die Kategorie der biotischen Umweltfaktoren fällt, ist jedoch weniger klar: Klassischerweise (d.h. wenn wir uns die Dynamiken von Tierpopulationen anschauen) werden hierzu Prädation, Parasitismus, Konkurrenz und Symbiose gezählt. Alle diese Konzepte beziehen sich jedoch auf die Interaktionen zwischen verschiedenen Arten. Innerhalb einer Art bzw. einer Population gibt es natürlich auch Faktoren wie Konkurrenz und Kooperation. Zusätzlich finden wir hier noch die sexuellen (sexuelle Selektion) und sozialen Interaktionen (z.B. Brutpflege).

Es gibt hier also einen klaren Bruch zwischen inter- und intraspezifischen Wechselbeziehungen und diesen möchte ich auch noch einmal in meinem Interaktionsmodell verdeutlichen. Gesellschaft und Kultur der Spezies Mensch kategorisiere ich unter den intraspezifischen Wechselbeziehungen, was sich daher auch in der Position dieses Faktors in meinem Modell niederschlägt. Im Gegenzug dazu setzen sich die Umweltfaktoren an der Basis des Modells aus abiotischen und interspezifischen biotischen Faktoren zusammen. Das aktualisierte Modell sieht dann folgendermaßen aus:

Modell1B
Biologie-Umwelt-Gesellschaft-Interaktionsmodell 1b
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Die Geschichte von den Orcas und wie Kultur (nicht) die Evolution beeinflusst

Vielen Menschen kann ich es ja eigentlich gar nicht verübeln, dass sie empirische Daten aus bestimmten Studien nicht (oder nur halb) verstehen und daher Zusammenhänge falsch darstellen. Nicht jeder beschäftigt sich privat oder beruflich mit der biologischen Forschung und gerade in diesem Wissensfeld werden Standpunkte und Meinungen aus Halbwissen und Bauchgefühl geboren, da man meint über etwas zu philosophieren, dass man ja aus erster Hand tagtäglich erfährt. Man ist ja schließlich selbst Teil des organischen Lebens auf diesem Planeten.

Wenn sich aber eine Webseite mit dem Namen „New Scientist“ auf das gleiche Niveau begibt, dann zerreißt es mir unverzüglich die Samthandschuhe:

Orcas are first non-humans whose evolution is driven by culture

Ahja. Die genetische Evolution von Orcas wird also durch deren Kultur beeinflusst und sozusagen „geführt“.

Bereits im ersten Absatz des Artikels werden dann aber plötzlich ganz andere Töne angeschlagen:

Many researchers accept that cultural experiences have helped shape human evolution

Das kann man durchaus unterschreiben, je nachdem wie man Kultur („cultural experiences“) definiert. Im Originalartikel, auf den sich der Artikel des „New Scientist“ bezieht, findet sich folgende Definition für Kultur:

Culture has been broadly defined as information that is capable of affecting individuals’ behaviour, which they acquire from other individuals through teaching, imitation and other forms of social learning. (Quelle: Foote et al. 2016)

Mit dieser Definition von Kultur habe ich ebenfalls kein Problem. Für Vorgänge, bei denen ein, vermutlich ursprünglich spontan auftretendes, Verhalten in einer Population durch Lernen und Imitation zwischen Individuen weitergegeben wurde und dadurch als fester Bestandteil des Verhaltensrepertoire etabliert wird, lassen sich viele Beispiele finden. Hierzu zählt z.B. das Domestizieren von Kühen, und dem folgend, das verstärkte Auftreten von Laktose-Verträglichkeit im Erwachsenenalter in menschlichen Populationen mit Siedlungsgebieten in Mittel- und Südosteuropa. Dieses Beispiel wird ebenfalls im „New Scientist“-Artikel aufgegriffen und der Autor schießt damit dann auch direkt den Vogel ab:

Human genomes have evolved in response to our cultural behaviours: a classic example is the way that some human populations gained genes for lactose tolerance following the onset of dairy farming. (Quelle: New Scientist)

Menschliche Populationen haben also Gene erhalten, als Folge von kulturell erworbenem Verhalten? Auch auf die Gefahr hin, dass ich hier den Eindruck der Haarspalterei erwecke, so ist die verwendete Formulierung doch mehr als irreführend. Und das klärt auch das Paper auf, welches der Autor in seinem Satz verlinkt hat. Dort liest sich Folgendes:

For instance, several lines of evidence show that dairy farming created the selective environment that favoured the spread of alleles for adult lactose tolerance. (Quelle: Laland et al. 2010)

Das ist ja dann doch ein kleiner Unterschied. Die Gene/Allele waren also bereits in der Population vorhanden und konnten sich aufgrund der veränderten Umweltbedingungen (zu denen auch Kultur und Gesellschaft zählen) in der Population verstärkt ausbreiten, da Menschen mit Laktose-Verträglichkeit bessere Überlebenschancen durch die zusätzliche Nahrungsquelle hatten. Kultur verändert also nicht die Gene, sondern fokussiert die Ausprägung bestimmter, vorteilhafter Allele im Phänotyp in Abhängigkeit der Umweltfaktoren. Auch hier finden wir eine hierarchische Struktur wieder, bei denen eine kulturelle Veränderung nur auf Basis der Gene und der Umweltfaktoren stattfinden kann.

Kommen wir jetzt wieder zurück zum Ursprungsartikel und der Geschichte von den Orcas. In dieser Spezies finden wir also einen analogen Prozess: Verschiedene Sub-Populationen von Orcas haben jeweils eigene ökologische Nischen erobert und zeigen unterschiedliche Verhaltensweisen z.B. in der Beutejagd. Dass sich diese Sub-Populationen aufgrund der räumlichen Trennung und des Gründereffekts auf genetischer Ebene unterscheiden, ist ebenfalls zu erwarten. Warum der Autor jedoch versucht hier die Kausalität umzudrehen und der „Kultur der Orcas“ die Fähigkeit zuspricht, ihre eigene genetische Grundlage zu beeinflussen, bleibt im Dunkeln.

Um es noch einmal vereinfacht zu formulieren: Die Gene legen fest, in welchem Rahmen sich Verhaltensweisen ausprägen können (Verhaltensflexibilität bzw. Verhaltensplastizität) und die herrschenden Umweltbedingungen fördern oder behindern die Ausprägung spezifischer Verhaltensweisen.

Im Fall der Orcas gibt es also zwei Möglichkeiten: Entweder besaßen die Orcas bereits eine sehr hohe genetische Diversität, die dann wiederum eine sehr hohe Verhaltensplastizität erlaubte oder durch den Gründereffekt kam es in den Sub-Populationen zu einem genetischen Drift, der dann wiederum die Ausprägung der jetzt beobachtbaren Verhaltensunterschiede ermöglichte. Keine dieser beiden Möglichkeiten schließt die andere aus und eine Kombination beider Effekte ist denkbar.

Was jedoch nicht passiert ist, ist dass eine Sub-Population der Orcas eine über deren Kultur vermittelte Verhaltensweise erlernt hat, welche dann für die Entstehung der dazu passenden Gene/Allele verantwortlich war. Kultur kann nur mit dem Material arbeiten, welches die Gene liefern. Und „Wissenschaftsjournalismus“ sollte man immer mit Skepsis begegnen.

Biologie-Kultur-Ideologie: Ein Modell

In einem meiner vorangegangen Beiträge hatte ich ja bereits auf das Video von Coltaine über sein Modell der hierarchischen Struktur von Biologie, Kultur und Ideologie hingewiesen. Er vergleicht die 3 Elemente mit einem Computer, bei dem die Hardware den Spielraum für das kompatible Betriebssystem vorgibt, welches dann wiederum die Grenzen für die Kompatibilität bestimmter Software festlegt:

BiologyCultureIdeologyScreenshot
Modell über die hierarchische Struktur von Biologie, Kultur und Ideologie analog zu einem Computersystem. (Quelle: Coltaine)

Die Software eines Betriebssystems hat wenig bis gar keinen Einfluss auf das ihr zugrunde liegende Betriebssystem. Natürlich gibt es z.B. Viren, welche die Integrität des Betriebssystems gefährden können. Aus einem Windows wird aber durch Softwareeingriffe niemals ein Apple-OS. Analog dazu kann ein Betriebssystem nicht die Hardware verändern, welche die Basis für dessen Funktionalität bildet. Eine 64-Bit Version von Windows wird niemals auf einer 32-Bit Hardware-Architektur laufen können und das Betriebssystem hätte auch nicht die Fähigkeit, eine solche Veränderung der Hardware vorzunehmen.  Eine simple und zugleich effektive Analogie.

Zusätzlich stützt er sein Modell mit einer handvoll Daten über den Verlauf von, unter anderem, Scheidungsraten, Geburtenraten, Zunahme von Kriminalität und der Menge alleinerziehender Mütter nach dem zweiten Weltkrieg in den USA. Von diesen finde ich vor allem sein Beispiel über die Einführung der Antibabypille und deren soziale Folgen als hochinteressant:

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Verlauf von Geburtenrate (braune Linie, invertiert) und Scheidungsrate (rote Linie) nach Einführung der Antibabypille im Jahr 1960. Politische Maßnahmen zur Erleichterung von Scheidungen waren immer nur eine reaktionäre Handlung auf bereits bestehende kulturelle/gesellschaftliche Veränderungen und nicht deren Auslöser. (Quelle: Coltaine)

Aus diesen Daten wird ersichtlich, dass eine Veränderung auf phänotypischer Ebene (größere Freiheit und Kontrolle über potenzielle Schwangerschaften) zuerst zu einer kulturellen/gesellschaftlichen Veränderung führte (steigende Scheidungsraten). Erst einige Jahre nachdem dieser Trend bereits in vollem Gange gewesen ist, reagierte die Politik und erleichterte mit den No Fault Divorce Gesetzen die Möglichkeit einer Scheidung. Politik kann unter diesem Modell nur nachträglich auf eine sich bereits verändernde Gesellschaft reagieren. Weiterhin folgt ein kultureller/gesellschaftlicher Shift in Abhängigkeit einer Veränderung auf phänotypischer Ebene.

Ich möchte dieses Modell von Coltaine erweitern und habe daher eine Abwandlung dieser hierarchischen Struktur erstellt:

Modell1_VarianteA
Biologie-Umwelt-Gesellschaft-Interaktionsmodell 1

Wie ich in meinem Beitrag über biologischen Determinismus bereits ausgeführt habe, wirken Umweltfaktoren und Gene als eine Einheit und stehen daher in meinem Modell auch auf einer gleichwertigen Stufe. Der Phänotyp umfasst alle morphologischen und physiologischen Merkmale des Menschen, welche auch weitgehend unabhängig von gesellschaftlichen oder kulturellen Einflüssen existieren (z.B. Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung, kulturübergreifende Verhaltenstypologien wie das kindliche Spielverhalten oder die Bewertung von Schönheit). Gesellschaft und Kultur bezieht sich entsprechend auf unterschiedlich ausgeprägte Aspekte zwischen verschiedenen Kulturen, die sich unter anderem mit unterschiedlichen Umweltbedingungen erklären lassen (z.B. kulturelle Unterschiede in Essgewohnheiten, die sich mit wärmeren Klima, und daraus folgend mit höheren Pathogenkonzentrationen in der Nahrung, erklären lassen). Ungleich zu Coltaines Analogie mit einem Computer ist mein Modell durchlässiger, wenn es um Top-Down-Einflüsse geht: Starke (bzw. autoritäre) politische Maßnahmen und ideologische Vorgaben können durchaus größere gesellschaftliche Veränderungen zur Folge haben. Ebenso können gesellschaftliche/kulturelle Shifts den Phänotyp von Individuen dieser Gesellschaft beeinflussen. Der mögliche Einfluss wird aber immer schwächer, je weiter wir uns in der Hierarchie nach unten begeben. Die Basis (Umwelt x Gene) bleibt davon daher unbeeinflusst und diese Veränderungen sind hauptsächlich Ausdruck der Anpassungsfähigkeit und Flexibilität der Spezies Mensch.

Dieses erste Modell einer Biologie-Umwelt-Gesellschaft-Interaktion ist noch unvollständig, da hier ein wichtiger Faktor fehlt: Wissenschaft und Technologie. Wie diese Elemente in mein Modell hinein spielen und welche Eingriffe diese in Bezug auf Umweltfaktoren und Gene ermöglichen, werde ich im nächsten Beitrag näher erläutern und ein erweitertes Modell vorstellen. Bis dahin freue ich mich natürlich über Meinungen und Kritik zum vorgestellten Modell.

Myth-Busting: Biologischer Determinismus

Etwas, das immer wieder in (Online)Diskussionen in der Geschlechterdebatte auftaucht, ist der Vorwurf des biologischen Determinismus. Dieser Begriff ist bereits vor einiger Zeit in das gedankliche Allgemeingut übergegangen, obwohl es selbst in (naturwissenschaftlichen) akademischen Zirkeln keinen Konsens darüber gibt, was denn eigentlich einen biologischen Determinismus ausmachen würde und welche Positionen jemand halten muss, um als Vertreter eines solchen Determinismus bezeichnet zu werden.

Weiterhin entpuppt sich dieser bei näherer Betrachtung als nichts weiter als ein Strohmann: Niemand, der sich ernsthaft mit der Thematik auseinandersetzt und zumindest einen Funken intellektueller Redlichkeit innehat, wird seine Unterschrift unter folgende Definition setzen:

 

biologischer Determinismus:

die These, nach der der Mensch ausschließlich oder überwiegend von seiner biologischen Natur bestimmt wird und nicht von seiner sozialen bzw. kulturellen Umwelt

Diese Definition beinhaltet vermutlich bewusst die Abschwächung „überwiegend“, um nicht sofort als redundant abgestempelt zu werden. Blöderweise erlangt sie dadurch aber auch den Status „schwammig“. Denn, wie oben schon erwähnt, welche Positionen oder wie viele von diesen muss man denn halten, um mit seinem Standpunkt unter die Kategorie des biologischen Determinismus zu fallen?

Gene agieren immer in einer Umwelt. Die Selektion von Genen erfolgt durch Umweltfaktoren. „Erfolgreiche“ Gene sind in der Lage sich unter vielen verschiedenen Umweltbedingungen durchzusetzen. Daraus folgt: Variation in phänotypischen Ausprägungen (zu denen auch das Verhalten zählt) ist vorteilhaft. Anpassungsfähigkeit ist somit selbst nur eine selektierte Anpassung. Die Interaktion von Genen und Umwelt ist eine intrinsische Eigenschaft jeder Überlegung, jedes Gedanken, jeder Studie und jeder Diskussion über menschliches Verhalten.

Verhaltensplastizität lässt sich also wunderbar mit einem biologischen Modell erklären. Dazu muss und sollte niemand der Auffassung sein, dass Gen A automatisch zu Verhalten B führt. Gleichzeitig lassen sich aber statistische Trends in räumlich getrennten Populationen (z.B. kulturelle Unterschiede in Essgewohnheiten) und in physiologisch unterschiedlichen Populationen (Geschlecht) finden, die entweder eine Anpassung gleicher Gene an unterschiedliche Umweltfaktoren oder eine Anpassung unterschiedlicher Gene an gleiche Umweltfaktoren darstellen.

Eine Frage, die sich hier jedoch stellen kann, ist: Wie stark ist der Einfluss der Gene oder der Umweltfaktoren auf die phänotypischen Ausprägungen einer Population? Hierzu möchte ich in Kürze einen Abschnitt über kognitive Leistungsfähigkeit (vgl. Intelligenz) und deren Abhängigkeit von Genen bzw. Umwelt aus einem Vortrag von Onur Güntürkün paraphrasieren, an dem ich vor einiger Zeit im Publikum beisitzen konnte.

Nehmen wir an, es gibt eine Stadt. In dieser gibt es keine Barrieren, die Bürger können frei reisen und Partnerschaften entstehen zwischen Bürgern aller Stadtteile (homogener Genpool). Jetzt kommt es jedoch durch politische Verwerfungen zu einem Zwist und als Folge dessen wird die Stadt in einen Nord- und einen Südbereich aufgeteilt. Da sich im Norden große Mengen an Bodenschätzen befinden, entstehen unterschiedliche Lebensverhältnisse (vgl. Umweltbedingungen) in beiden Stadtteilen: Wir haben einen reichen Norden und einen armen Süden.

Wie unterschiedlich stark wirken jetzt Gene und Umweltfaktoren auf die durchschnittliche Intelligenz dieser beiden Populationen? Im Norden würden wir einen großen Einfluss der Gene erwarten. Da die Umweltbedingungen hier nahezu perfekt sind können genetische Unterschiede ihre volle Wirkung entfalten. Selbst geringe genetische Unterschiede in dieser sonst homogenen Gruppe können dazu führen, dass Einzelpersonen besser oder schlechter abschneiden als andere.

Aber wie sieht es im armen Süden aus? Hier spielen Gene nur eine untergeordnete Rolle. Selbst größere genetische Unterschiede würden durch die schlechten Umweltbedingungen überschattet werden. Und in der Mehrheit der Fälle würden Personen aus dem armen Süden schlechter abschneiden, als Personen aus dem reichen Norden.

GeneVsUmwelt1

Wie Herr Güntürkün am Ende zusammenfasste: Die Frage danach, ob denn jetzt eher die Gene oder die Umwelt verantwortlich sind, ist bereits falsch gestellt. „It’s not even wrong.“

Biologischer Determinismus existiert nicht.

Gene lassen sich nicht losgelöst von Umweltfaktoren betrachten und umgekehrt. Die Umwelt stellt die Struktur, in die sich ein Organismus auf Basis seiner genetischen Grundlage einfügt. Ändert sich die Struktur, ändert sich auch der Organismus. Oder er bekommt keine Gelegenheit mehr seine Gene an die nächste Generation weiterzugeben.