Thesen zur Theorie der Selbstorganisation und Evolution

1.Grundlagen der Evolution

  1. Selbstorganisation und Evolution sind universelle Eigenschaften der Materie, die in allen Bereichen der unbelebten und belebten Natur sowie in der Gesellschaft wirksam sind. (siehe Tabelle)

  2. Die Grundprinzipien von Selbstorganisation und Evolution wirken in allen Bereichen in gleicher Weise, dabei unterliegen diese Prinzipien aber selbst der Evolution, so dass auf den höheren Stufen der Entwicklung immer neue Gesetzmäßigkeiten hinzukommen und wirksam werden. Evolution ist ein gerichteter, irreversibler Prozeß, der den Ablauf der Zeit bestimmt.

  3. Ein grundlegendes Prinzip der Selbstorganisation ist die Vereinigung von Elementen zu Systemen, in deren Inneren die Wechselwirkungen der Elemente intensiver sind als ihre Wechselwirkungen nach außen. In diesem Prozeß bilden sich hervorstechende Ordnungsparameter, welche die Dynamik des Systems bestimmen und denen sich die Bewegung der Elemente unterordnet. Dadurch erwirbt das System qualitativ neue Eigenschaften, die über die Summe der Eigenschaften der Elemente hinaus gehen (Emergenz). In der Gesellschaft ist Geld z.B. ein solcher Ordnungsparameter.

  4. Durch Vereinigung solcher Systeme zu übergeordneten Systemen entstehen immer komplexere hierarchisch geordnete Systeme mit immer weitergehenden Möglichkeiten und damit die höheren Ebenen der Evolution. In einer alternativen Betrachtungsweise entstehen komplexe Systeme nicht durch Vereinigung untergeordneter Systeme oder Bauteile, sondern durch Abgrenzung von ihrer Umwelt und durch Differenzierung in untergeordnete Systeme. Diese Differenzierung bedeutet aber gleichfalls eine Erhöhung der Komplexität.

  5. Komplexe Systeme differenzieren sich und bilden unterschiedliche Teilsysteme mit immer komplexeren Wechselwirkungen und Verflechtungen. Sie sind nichtlinear aufgebaut. Beispiele solcher Systeme mit unterschiedlicher Komplexität sind

Elementarteilchen

Moleküle

Atome

Zellen

Sterne

Organe

Galaxien

Lebewesen

Planetensysteme

Soziale Gruppen

Die Erde

Wirtschaftseinheiten

Technische Systeme

Staaten

(Kritische Anmerkungen zu diesen Grundthesen finden Sie bei  Rudi Zimmerman)

2.Prinzipien der Evolution

  1. Wichtigste Eigenschaft eines zur Evolution geeigneten Systems ist seine Fähigkeit zur Selbstreproduktion. Ohne diese Eigenschaft ist die weitere Entwicklung eines Systems nicht möglich, es entsteht allenfalls durch Selbstorganisation ein stabiles System mit emergenten Eigenschaften, das sich nicht weiter verändert. Die Fähigkeit zur Selbstreproduktion ermöglicht die Herstellung einer Kopie und damit die Vervielfältigung des Systems als unverzichtbaren Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung seiner Kompetenzen.

  2. Evolutionsfähige Systeme befinden sich als dissipative Systeme durch ständige Zufuhr freier Energie in einem Fließgleichgewicht, wodurch die Aufrechterhaltung ihrer Struktur sowie die Zufuhr von Energie  und der Export von Entropie für den Aufbau neuer Strukturen zur Herstellung einer Kopie gewährleistet sind. Auch die kosmische Evolution ist mit Entropieproduktion und Entropieexport verbunden. Lebende Systeme überwinden den dissipativen Zustand durch Übergang zur aktiven Beschaffung freier Energie. Sie werden damit zu Subjekten mit eigenen Interessen zur Reproduktion ihrer Kompetenzen.

  3. Evolutionsfähige Systeme benötigen einen Informationsspeicher zur Aufbewahrung des Bauplanes und der Bauanweisungen für das zu kopierende System. Der einfachste Informationsspeicher ist das Vorhandensein von 2 möglichen Zuständen des Systems, ohne das sich die Systemeigenschaften verändern. In der Chemie haben autokatalytische Substanzen selbstreproduzierende Eigenschaften. Hier können Moleküle an freien Valenzen weitere Atome anlagern, ohne ihre Eigenschaften zu verändern, so dass sie sich selbst kopieren und weitere Moleküle gleichen Aufbaues produzieren. In lebenden Systemen enthalten die Gene die Informationen für den Aufbau neuer Organismen der gleichen Art. In sozialen Systemen sind es die Meme, in denen die  kulturellen Traditionen enthalten und verbreitet werden und die im Gehirn der Individuen, in Büchern, Filmen und elektronischen Medien gespeichert sind.

  4. Durch eine zufällige Einwirkung (eine Mutation) entsteht mitunter eine veränderte (fehlerhafte) Kopie des Bauplanes und demzufolge eine Veränderung der Eigenschaften des kopierten Systems. Die Funktionsfähigkeit des veränderten Systems kann sich dadurch verbessern oder verschlechtern. Führt die Mutation dazu, daß das System seine innere Stabilität verliert, so wird die veränderte Eigenschaft automatisch nicht weiter vervielfältigt. Andernfalls wird die veränderte Eigenschaft weitervererbt und es entsteht eine neue veränderte Art oder soziale Struktur. Die Zufälligkeit dieser Mutationen (Fluktuationen) ist eine heute allgemein akzeptierte, aber weder bewiesene noch widerlegte Annahme. Auch dort, wo Umwelteinflüsse vererbbare systematische Veränderungen der Systemeigenschaften hervorrufen (Epigenetik), kann eine zeitweilig verdeckte zufällige Mutation des Bauplanes als ursprüngliche Ursache nicht ausgeschlossen werden.

  5. Die veränderten Arten existieren entweder parallel weiter und führen zu einer Vielfalt der Population oder, falls die unterschiedlichen Arten um eine beschränkte Ressource konkurrieren, wird die weniger funktionstüchtige (weniger fite) Art von der besseren verdrängt (natürliche Selektion). Das führt zur allmählichen Verbesserung und damit Höherentwicklung der Systeme.

  6. Ist der Prozeß der Selbstreproduktion sehr stabil und treten nur selten kleine Kopierfehler auf, so ist die Evolutionsgeschwindigkeit klein und die Art entwickelt sich nur langsam. Ist die Fehlerrate sehr groß, so werden zu wenig stabile und weiter lebensfähige Systeme erzeugt (Mutationskatastrophe). Die betreffende Art stirbt aus. Die höchste Evolutionsgeschwindigkeit wird bei einer Fehlerrate und Mutationsschrittweite erreicht, die dicht unter derjenigen liegt, bei der die Art nicht mehr lebensfähig ist (Mutationsfenster). Da bei Vorliegen von Konkurrenz und Selektion diejenige Art als Sieger hervorgeht, die sich am schnellsten höherentwickelt, wird nicht das stabilste System bevorzugt, sondern dasjenige, dessen Fehlerrate am dichtesten an der Stabilitätsgrenze liegt. Das Leben entwickelt sich entlang der Grenze zum Chaos. Bei nicht konstanten Umweltbedingungen kann sich die Evolutionsgeschwindigkeit aber auch erhöhen, wenn zunächst unwesentliche Mutationen weitervererbt und erst später durch Veränderung der Umweltbedingungen als vorteilhaft selektiert werden.  

  7. Die in einer weitgefächerten Population nebeneinander weiter existierenden modifizierten Arten ermöglichen bei einer Veränderung der Umgebungsbedingungen die Anpassung der Population an die veränderten Bedingungen. Die Anpassung erfolgt dabei nicht durch Anpassung des Individuums, sondern durch eine Veränderung der Genhäufigkeiten innerhalb der Population, indem weniger passende Modifikationen zurückgedrängt und besser passende Modifikationen bei Konkurrenz bevorzugt werden. Im Unterschied zu den Genen sind die die kulturelle Evolution tragenden Meme bedeutend flexibler gespeichert und können deshalb auch direkt angepasst werden. Das gilt jedoch nicht für die im frühen Kindesalter im Gehirn eingespeicherten Meme.

  8. Die Veränderung der Umgebungsbedingungen erfolgt durch die Evolution der Systeme, die sich außerhalb des gerade betrachteten Systems befinden und dessen Umgebung darstellen. Dadurch wird die Evolution aller Systeme miteinander zu einer Koevolution verkoppelt, die wiederum die Evolution des übergeordneten Systems repräsentiert.

  9. Da die Fehlerrate bei der Reproduktion mit der Anzahl der Elemente und ihrer möglichen Wechselwirkungen überproportional ansteigt, erreichen große Systeme schnell ihre Stabilitätsgrenzen. In der Evolution werden deshalb solche Systeme bevorzugt, die hierarchisch aus Teilsystemen aufgebaut sind, welche selbständig reproduktionsfähig sind. Diese Teilsysteme entwickeln sich dann schnell zu optimierten Teillösungen, werden stabil und verändern sich dann nur noch langsam. Das übergeordnete System übernimmt bei seiner Evolution diese Teillösungen in das neue weiterentwickelte System, ohne sie zu verändern (Standardisierung). Dies hat zur Folge, daß bestimmte Strukturen und Funktionsprinzipien auf verschiedenen Hierarchieebenen eines komplexen Systems einander ähnlich sind.

  10. Die Entstehung systembedingter Emergenz auf jeder neuen Stufe der Systemhierarchie hat zur Folge, dass in der Evolution miteinander konkurrierende Systeme ihre Komplexität ständig erhöhen und damit Selektionsvorteile erzielen. Weniger komplexe Systeme besetzen dann nur noch Nischen, in denen hochkomplexe Systeme ihnen keine Konkurrenz bedeuten. Die Bildung immer komplexerer Systeme scheint das Ziel der Evolution zu sein, welches die Evolutionsforschung zu ergründen sucht.

  11. Die Selbstreproduktion hochkomplexer Systeme erfordert zwangsläufig eine immer höhere Speicherkapazität für Informationen. Gleichzeitig ermöglicht aber auch die höhere Komplexität des Systems die Bereitstellung dieser Kapazität. Aus diesem Wechselverhältnis resultiert die bei hochkomplexen Systemen zu beobachtende Überdimensionierung der Informationskapazität, wodurch freie, nicht zur Reproduktion erforderliche Informationskapazität zur Verfügung steht. Auf dieser Grundlage entwickelt sich das Gedächtnis , das Bewusstsein und die Informationsgesellschaft. Auf die zentrale Bedeutung der Information für die Evolution wird insbesondere im Buch " Die egoistische Information " hingewiesen.

  12. Die Aktivitäten eines hochkomplexen Systems bestehen in erster Linie in der Auseinandersetzung mit seiner Umwelt. Diese gelingt um so besser, je besser das System seine Umwelt beobachtet und aus diesen Beobachtungen seine Handlungen ableitet. Die Ableitung dieser Handlungen aus früher gemachten und gespeicherten Erfahrungen wird bei den höheren Tierarten erreicht.

  13. Die nächste Stufe der Evolution wird mit dem Menschen erreicht. Der Mensch ist in der Lage, in seinem Bewusstsein ein der äußeren Umwelt angenähertes inneres Abbild  zu speichern, das es ihm ermöglicht, die Folgen seiner Handlungen im voraus zu erkennen, zu lernen , zu denken und seine Handlungen auf die Reaktion der Umwelt einzustellen. Diese Fähigkeit sicherte ihm die Vorherrschaft auf der Erde.

  14. Die weitere Entwicklung des Menschen wurde durch seine Sozialisierung und die damit verbundene kulturelle Evolution bestimmt. Sie wurde ermöglicht durch die Selbstwahrnehmung des Menschen und die damit verbundene bewusste Erkenntnis der Vorteile, die ihm beim Zusammenleben in einer größeren Gesellschaft entstehen können. Die mehrfache Reflexion und die Berücksichtigung der bewussten Reaktionen anderer Menschen auf seine Handlungen erzeugten das Selbstbewusstsein des Menschen,  seine Kooperationsfähigkeit und sein Gewissen. Die weitere Entwicklung des Bewusstseins muss es dem Menschen gestatten, sich wieder in den allgemeinen Evolutionsprozess der Natur einzuordnen, um  damit sein Überleben auf einer überbeanspruchten Erde zu sichern.

  15. Durch diese Sozialisierung des Menschen entstand eine neue Ebene der Evolution, die Ebene der Evolution gesellschaftlicher Systeme. Auch auf dieser Ebene wirken im Wesentlichen alle Prinzipien, die für die Evolution auf den unteren Ebenen maßgebend waren, einschließlich der Effekte der Emergenz, d.h. gesellschaftliche Systeme entfalten Funktionen und Eigenschaften, die dem einzelnen Menschen nicht zuordenbar sind. Diese Entwicklung ist zur Zeit noch voll im Gange und stellt Anforderungen an die Evolutionsfähigkeit der Gesellschaftssysteme und ihrer Bewertungskriterien und wirft die Frage ihrer Steuerbarkeit und ihrer zweckmäßigsten Strukturen auf.

  16. Die gesellschaftliche Evolution befindet sich gegenwärtig in einer Phase, in der alle gesellschaftlichen Systeme der Erde politisch, wirtschaftlich, technisch und kommunikativ in Wechselwirkung stehen, wodurch sich das komplexeste System bildet, das überhaupt auf der Erde möglich ist. Durch diese Globalisierung werden bisher in gesellschaftlichen Systemen gültige Ordnungsparameter und Bewertungskriterien in Frage gestellt und uns steht eine prometheische Revolution bevor. Die derzeit unauflösbaren Widersprüche zwischen den USA und der UNO führen zu einer Instabilität der Weltordnung und sind deutliche Anzeichen bevorstehender radikaler Umbrüche, auf die insbesondere in diesem Blog von Bernd Ehlert hingewiesen wird.

  17. Die Zusammenarbeit der Menschen in gesellschaftlichen Systemen löste eine technische Evolution aus, deren ökologische Konsequenzen zur Zeit noch gar nicht absehbar sind und deren Modellierung noch in den Anfängen steckt. Es ist durchaus möglich, daß sich mit der Entwicklung der Computertechnologie die gesamte technische Evolution verselbständigt und der Mensch die Kontrolle über die technische Entwicklung verliert. Aus der Gentechnik könnte eine Entwicklung hervorgehen, die zu einer Neuzüchtung des Menschen und seiner auch genetischen Weiterentwicklung führt. Dies könnte zu einer Konkurrenzsituation zwischen Mensch und Technik führen, es ist aber auch eine Verschmelzung von Mensch und Technik durch technische Organ- und Neuroimplantate denkbar. Noch ist nicht absehbar, ob die Menschheit fähig sein wird, rechtzeitig ihr rasch anwachsendes Wissen aus der Krise zu führen und mit richtigen Entscheidungen die Evolution in eine Richtung zu lenken, die ihr eine lebenswerte Zukunft unter erträglichen Klimaverhältnissen sichert.

Eine etwas ausführlichere Übersicht bietet mein Vortrag "Die Evolution in Natur und Gesellschaft" sowie das Buch von Gerhard Schurz: Evolution in Natur und Kultur .

Letzte Überarbeitung am 14.1.2016
Bertram Köhler