Strukturalismus (Biologie) - Structuralism (biology)
Der biologische oder prozessuale Strukturalismus ist eine Schule des biologischen Denkens, die sich einer ausschließlich darwinistischen oder adaptionistischen Erklärung der natürlichen Auslese widersetzt, wie sie in der modernen Synthese des 20. Jahrhunderts beschrieben wird . Sie schlägt stattdessen vor, dass die Evolution anders geleitet wird , im Wesentlichen von mehr oder weniger physischen Kräften, die die Entwicklung des Körpers eines Tieres prägen, und impliziert manchmal, dass diese Kräfte die Selektion insgesamt ersetzen.
Strukturalisten haben verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, die die Erstellung von Karosserieplänen geleitet haben könnten . Vor Darwin argumentierte Étienne Geoffroy Saint-Hilaire , dass Tiere homologe Teile teilen und dass, wenn einer vergrößert wird, die anderen als Ausgleich reduziert werden. Nach Darwin deutete D'Arcy Thompson den Vitalismus an und bot geometrische Erklärungen in seinem klassischen Buch On Growth and Form von 1917 an . Adolf Seilacher schlug eine mechanische Inflation für "Pneu"-Strukturen in Ediacara-Biota- Fossilien wie Dickinsonia vor . Günter P. Wagner argumentierte für Developmental Bias, strukturelle Einschränkungen der Embryonalentwicklung . Stuart Kauffman favorisierte die Selbstorganisation , die Idee, dass komplexe Strukturen ganzheitlich und spontan aus dem dynamischen Zusammenspiel aller Teile eines Organismus entstehen . Michael Denton argumentierte für Formgesetze, nach denen platonische Universalien oder "Typen" selbstorganisiert sind. Stephen J. Gould und Richard Lewontin schlugen biologische "Zwickel" vor , Merkmale, die als Nebenprodukt der Anpassung benachbarter Strukturen entstanden. Gerd B. Müller und Stuart A. Newman argumentierten, dass das Auftauchen der meisten gegenwärtigen Stämme der Kambriumexplosion im Fossilienbestand eine "prä-Mendelsche" Evolution war, die durch physikalische Faktoren verursacht wurde. Brian Goodwin , von Wagner als Teil einer „ Fringe Movement in Evolutionary Biology“ beschrieben, bestreitet, dass biologische Komplexität auf natürliche Selektion reduziert werden kann , und argumentiert, dass die Musterbildung durch morphogenetische Felder angetrieben wird .
Darwinistische Biologen haben den Strukturalismus kritisiert und betont, dass es zahlreiche Beweise dafür gibt, dass sowohl die natürliche Selektion effektiv ist als auch, aus tiefer Homologie , dass Gene im Laufe der Evolutionsgeschichte an der Gestaltung von Organismen beteiligt waren . Sie akzeptieren, dass sich einige Strukturen wie die Zellmembran selbst zusammenbauen, bestreiten jedoch die Fähigkeit der Selbstorganisation, die Evolution im großen Maßstab voranzutreiben.
Geschichte
Das Entschädigungsgesetz von Geoffroy
1830 argumentierte Étienne Geoffroy Saint-Hilaire strukturalistisch gegen die funktionalistische ( teleologische ) Position von Georges Cuvier . Geoffroy angenommen , dass Homologien der Struktur zwischen Tieren zeigten , daß sie ein ideales Muster geteilt; diese implizierten keine Evolution, sondern eine Einheit des Plans, ein Naturgesetz. Er glaubte ferner, dass, wenn ein Teil innerhalb einer Struktur weiter entwickelt würde, die anderen Teile notwendigerweise zum Ausgleich reduziert würden, da die Natur immer die gleichen Materialien verwendet: Wenn mehr von ihnen für ein Merkmal verwendet werden, steht weniger für die anderen zur Verfügung.
D'Arcy Thompsons Morphologie
In seiner „exzentrischen, schön“ 1917 Buch über Wachstum und Formular , D'Arcy Wentworth Thompson revisited die alte Idee der „ universellen Gesetze der Form “ die beobachteten Formen von lebenden Organismen zu erklären. Der Wissenschaftsautor Philip Ball stellt fest, dass Thompson „mathematische Prinzipien als Gestaltungsmittel darstellt, die die natürliche Selektion ersetzen können, und zeigt, wie die Strukturen der lebenden Welt oft die der anorganischen Natur widerspiegeln“ und stellt seine „Frustration über die ‚ Just So‘ -Erklärungen fest der von Darwinianern angebotenen Morphologie ." Stattdessen, schreibt Ball, führt Thompson aus, wie nicht Vererbung, sondern physikalische Kräfte die biologische Form bestimmen. Der Biologiephilosoph Michael Ruse schrieb in ähnlicher Weise, dass Thompson "wenig Zeit für die natürliche Auslese" hatte, sicherlich "mechanische Erklärungen" vorzog und möglicherweise in den Vitalismus verirrte .
Seilacher-Pneu-Strukturen
Wie Thompson betonte auch der Paläontologe Adolf Seilacher die fertigungstechnischen Beschränkungen der Form. Er interpretierte Fossilien wie Dickinsonia in der Ediacara-Biota als "Pneu" -Strukturen, die durch mechanische Inflation wie eine gesteppte Luftmatratze bestimmt wurden , anstatt durch natürliche Selektion getrieben worden zu sein.
Wagners Entwicklungszwänge
In seinem 2014 erschienenen Buch Homology, Genes, and Evolutionary Innovation argumentiert der Evolutionsbiologe Günter P. Wagner für "das Studium der Neuheit im Unterschied zur Anpassung". Er definiert Neuheit als auftritt, wenn ein Teil des Körpers eine individuelle und quasi-unabhängige Existenz entwickelt, mit anderen Worten als eine bestimmte und erkennbare Struktur, die seiner Meinung nach auftreten könnte, bevor die natürliche Selektion beginnt, die Struktur für eine bestimmte Funktion anzupassen. Er entwirft ein strukturalistisches Bild der evolutionären Entwicklungsbiologie unter Verwendung empirischer Beweise und argumentiert, dass Homologie und biologische Neuheit Schlüsselaspekte sind, die einer Erklärung bedürfen, und dass Entwicklungsverzerrungen (dh strukturelle Einschränkungen der Embryonalentwicklung) eine Schlüsselerklärung dafür sind.
Kauffmans Selbstorganisation
Der mathematische Biologe Stuart Kauffman schlug 1993 vor, dass die Selbstorganisation neben der natürlichen Selektion in drei Bereichen der Evolutionsbiologie eine Rolle spielen könnte , nämlich in der Populationsdynamik , der molekularen Evolution und der Morphogenese . Im Hinblick auf der Molekularbiologie hat Kauffman wurde außer Acht gelassen , die Rolle der kritisierten Energie in Antrieb biochemische Reaktionen in Zellen, die ziemlich können selbst genannt werden Katalysationsmittels die aber nicht einfach selbst organisieren.
Dentons „Typen“
Der Biochemiker Michael Denton hat ein strukturalistisches Argument für Selbstorganisation argumentiert. In einem Papier aus dem Jahr 2013 behauptete er, dass „die Grundformen der natürlichen Welt – die Typen – der Natur immanent sind und durch eine Reihe spezieller biologischer Naturgesetze, den sogenannten ‚Formgesetzen‘, bestimmt werden.“ Er behauptet, dass diese „wiederkehrenden Muster und Formen“ „echte Universalien “ seien. Form wird nach dieser Auffassung nicht durch natürliche Selektion geprägt, sondern durch „selbstorganisierende Eigenschaften bestimmter Materiekategorien“ und durch „kosmische Feinabstimmung der Naturgesetze“. Denton wurde von dem Biochemiker Laurence A. Moran als Anti-Darwinisten und Befürworter des Kreationismus kritisiert .
Die Zwickel von Gould und Lewontin
1979 schrieben unter anderem der Paläontologe Stephen J. Gould und der Populationsgenetiker Richard Lewontin , beeinflusst von Seilacher, das, was Wagner „das einflussreichste strukturalistische Manifest“ nannte, „ The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm “. Sie wiesen darauf hin, dass biologische Merkmale (wie architektonische Zwickel ) nicht unbedingt Anpassung als direkte Ursache haben. Stattdessen konnten Architekten nicht umhin, kleine dreieckige Bereiche zwischen Bögen und Säulen zu schaffen , da Bögen gebogen (entwickelt) werden müssen und Säulen vertikal sein müssen. Die resultierenden Zwickel sind Exaptationen , Folgen anderer evolutionärer Veränderungen. Die Evolution, argumentierten sie, habe sich nicht für ein hervorstehendes menschliches Kinn entschieden: Stattdessen ließ die Verringerung der Länge der Zahnreihe den Kiefer hervortreten.
Müllers und Newmans prä-Mendelsche Evolution
Extreme Strukturalisten wie Gerd B. Müller und Stuart A. Newman, die den Standpunkt von D'Arcy Thompson geerbt haben, haben vorgeschlagen, dass physikalische Gesetze der Struktur, nicht der Genetik , große Diversifikationen wie die kambrische Explosion regeln , gefolgt von kooptierter genetischer Mechanismen . Sie argumentierten weiter, dass es eine "prä-Mendelsche" Phase der Evolution der Tiere gab, die physische Kräfte einbezog, bevor die Gene die Macht übernahmen. Darwinistische Biologen geben freimütig zu, dass physikalische Faktoren wie die Oberflächenspannung die Selbstorganisation verursachen können , bestehen jedoch darauf, dass Gene eine entscheidende Rolle spielen. Sie stellen beispielsweise fest, dass tiefe Homologien zwischen weit voneinander getrennten Organismengruppen, wie den Signalwegen und Transkriptionsfaktoren von Choanoflagellaten und Metazoen , zeigen, dass Gene in der gesamten Evolutionsgeschichte beteiligt waren .
Goodwins morphogenetische Felder
Was Wagner "eine Randbewegung in der Evolutionsbiologie" nennt, die Form des Strukturalismus, die von Brian Goodwin veranschaulicht wird , bestreitet effektiv, dass die natürliche Selektion wichtig ist oder zumindest dass die biologische Komplexität auf die natürliche Selektion reduziert werden könnte . Dies führte zu Konflikten mit Darwinisten wie Richard Dawkins . Goodwin bezog das alte Konzept eines morphogenetischen Feldes auf die räumliche Verteilung chemischer Signale in einem sich entwickelnden Embryo. Er demonstrierte mit einem mathematischen Modell, dass eine Vielzahl von Mustern gebildet werden kann, indem Parameterwerte gewählt werden, um entweder statische geometrische Muster oder dynamische Schwingungen einzurichten, was impliziert, dass das beteiligte Signalsystem irgendwie eine Alternative zur natürlichen Selektion darstellt. Dawkins kommentierte: "Er denkt, er ist Anti-Darwinist, obwohl er es nicht sein kann, weil er keine alternative Erklärung hat."
Kritik
Die Biologen Richard Dawkins, Stephen J. Gould, Lynn Margulis und Steve Jones sind sich zwar einig, dass Musterbildungsmechanismen wie die von Goodwin beschriebenen existieren, kritisierten Goodwin jedoch dafür, dass er vorschlägt, dass chemische Signale eine Alternative zur natürlichen Selektion darstellen.
Moran, ein "skeptischer Biochemiker", kommentiert, dass "Strukturalismus" ein "neues Schlagwort ist ... das garantiert die kreationistische Masse beeindrucken wird, weil niemand versteht, was es bedeutet, aber es klingt sehr "wissenschaftlich" und philosophisch." Der Wissenschaftsphilosoph Paul E. Griffiths schreibt, dass Strukturalisten „diese Strukturierung des Raums der biologischen Möglichkeit als Teil der grundlegenden physikalischen Struktur der Natur betrachten. Aber die Phänomene der phylogenetischen Trägheit und der Entwicklungszwänge unterstützen diese Interpretation nicht die einem Organismus zur Verfügung stehenden Evolutionswege sind eine Funktion der Entwicklungsstruktur des Organismus."
Moran fasst zusammen: „Es gibt nichts in der Wissenschaft, das die Ansichten der Strukturalisten stützt. Wir haben absolut gute Erklärungen dafür, warum Hummeln anders sind als Pilze und warum alle Wirbeltiere Wirbel und keine Exoskelette haben Es wird alles so aussehen, wie wir es heute sehen. Sie können sicher sein, dass Sie keine Wirbeltiere finden werden, wenn Sie einen anderen Planeten besuchen."
Der evolutionäre Entwicklungsbiologe Lewis Held schrieb: "Die Vorstellung, dass Aspekte der Anatomie durch physikalische Kräfte (wie Expansionsrisse) erklärt werden können, wurde ~ 100 Jahre zuvor in D'Arcy Thompsons 1917 On Growth and Form und in Theodore Cooks Buch von 1914 vertreten Die Kurven des Lebens Im Laufe des vergangenen Jahrhunderts wurde vorgeschlagen, dass verschiedene Merkmale eher mechanisch als genetisch entstehen : Gehirnwindungen, Knorpelverdichtungen, Blütenriffe, Zahnhöcker und Fisch-Otolithen. Zu dieser verrückten Liste können wir jetzt das schiefe Lächeln von hinzufügen das Krokodil oder zumindest die rissige Haut, die es umgibt."
Siehe auch
- Alternativen zum Darwinismus
- Finsternis des Darwinismus
- Erweiterte evolutionäre Synthese
- Orthogenese