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Wie die Liebe zu Blumen Charles Darwin half, die natürliche Auslese zu bestätigen

Die Erwähnung von Charles Darwin zaubert für die meisten Bilder von unerschrockenen viktorianischen Seereisen, Riesenschildkröten und Galapagos-Finken. Nur wenige von uns verbinden Darwin mit Pflanzensex. Diese Ehre geht in der Regel an seinen Großvater Erasmus Darwin, der erotische Gedichte zu diesem Thema schrieb.

Obwohl Darwins " Über den Ursprung der Arten", in dem seine Evolutionstheorie anhand der natürlichen Selektion beschrieben wird, alle seine anderen Forschungen in den Schatten gestellt hat, dauerte seine Karriere nach der Veröffentlichung des wegweisenden Werks über zwei Jahrzehnte. Ein Großteil der Zeit des alternden Naturforschers wurde mit dem Studium der Botanik verbracht, und seine Forschung ergab Entdeckungen, die ihn zu einem bekannten Botaniker gemacht hätten, wenn er nicht für seine natürliche Auslese berühmt geworden wäre.

Darwin segelte von 1831 bis 1836 auf der HMS Beagle, erkundete die südamerikanische Küste und umrundete den Globus. Doch als er mit nur 27 Jahren nach Hause kam, verließ er Großbritannien nie wieder. Eine Krankheit, die ihn für den Rest seines Lebens plagen würde, führte ihn 1842 zu einem ruhigen Wohnsitz in Down House, seinem Haus auf dem Land in Kent, bis zu seinem Tod 40 Jahre später.

Obwohl Darwin sich bereits als Wissenschaftler einen Namen gemacht hatte, wurden die letzten Jahre kaum müßig verbracht. Er verwandelte seine Gärten und Gewächshäuser im Down House in ein persönliches Labor. Anstatt zu fernen exotischen Arten zu reisen, ließ sich Darwin die Exemplare bringen, die mit weit entfernten Botanikern und Sammlern korrespondierten, und veranlasste, dass Samen und Pflanzen zu ihm nach Hause geschickt wurden. Er machte auch Streifzüge durch die britische Landschaft, um einheimische Orchideen zu beobachten, deren Formen ihn faszinierten. Darwin war fasziniert von der Frage, warum Blumen in so vielen Formen, Größen und Anordnungen erscheinen, wenn sie alle dasselbe bewirken sollen: Befruchtung.

Darwin schrieb über eine Reihe von botanischen Themen, darunter fleischfressende Pflanzen. Aber sein wichtigstes Werk der Botanik war vielleicht sein 1862 erschienenes Buch über Orchideen mit dem Titel Über die verschiedenen Vorrichtungen, mit denen britische und ausländische Orchideen von Insekten befruchtet werden, und über die guten Auswirkungen der Kreuzung . In diesem und anderen Büchern schrieb er über Blütenformen und Kreuzbestäubung, die die strengen experimentellen Daten lieferten, die seine Theorie der natürlichen Auslese in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weithin akzeptiert machten. Darwins Experimente mit Blumen würden auch den Grundstein für das aufkommende Gebiet der Pflanzenreproduktionsbiologie legen.

Nach der Veröffentlichung von On the Origin of Species erwartete Darwin einen Rückschlag von seinen wissenschaftlichen Kollegen in Form einer Kritik der Fähigkeit der Theorie, bekannte Phänomene zu erklären - eine Runde wissenschaftlicher Auseinandersetzungen, auf die er vorbereitet war. Was er nicht vorausgesehen hatte, waren die Angriffe auf seinen Charakter als Wissenschaftler. Da Origin in erster Linie auf Darwins umfassenden Beobachtungen beruhte und seine Theorie zur Erklärung dessen verwendete, was er sah, kritisierten die damaligen Wissenschaftler, dass es ihm an der Fähigkeit mangele, Vorhersagen zu treffen und Experimente zu leiten, wie es jede nützliche Theorie sollte.

Darwins Kritiker meinten, Origin sei nichts weiter als ein Genuss wilder Spekulationen, eine Hauptsünde für einen angesehenen viktorianischen Wissenschafter. Bei seiner Untersuchung von Orchideen entwarf Darwin jedoch äußerst strenge Experimente und machte Vorhersagen - die sich als richtig herausstellten - unter Verwendung seiner Theorie der natürlichen Selektion. Zum Beispiel sagte er voraus, dass die unzähligen floralen Anpassungen, die er sah, existierten, um sicherzustellen, dass Blumen von anderen Individuen als sich selbst überkreuzt oder befruchtet wurden. Anschließend testete er diese Hypothese mit mehr als einem Jahrzehnt Bestäubungsexperimenten und stellte fest, dass die Selbstbestäubung zu geringerer Fitness und höherer Sterilität führt. Inzuchtpflanzen, wie auch Inzuchttiere, entwickeln sich zumindest mit der Zeit nicht gut - ein Phänomen, das heute als Inzuchtdepression bekannt ist.

Richard Bellon, außerordentlicher Professor an der Michigan State University und Spezialist für Wissenschaftsgeschichte des 19. Jahrhunderts, erklärt: „Die Botanik hat gezeigt, dass [natürliche Auslese] ein Werkzeug sein kann, um voranzukommen und neue Dinge über die Natur und Wissenschaftler zu entdecken Theorien schätzen sie nicht so sehr, weil sie ihnen sagen, was sie zu denken haben, sondern weil sie auf diese Weise Dinge in der natürlichen Welt tun können. “

Die Demonstration seiner Theorie über Pflanzen und nicht über Tiere hat das Gespräch über natürliche Selektion von einer intensiven und hartnäckigen Debatte über die Evolution des Menschen in ein sichereres und vertrauteres Gebiet verschoben. Die Orchideenforschung hat die natürliche Auslese „aus einem dieser sehr umstrittenen Bereiche abstrakter, religiöser und metaphysischer Spekulationen zu der Art von Arbeit geführt, bei der man sich einfach niederlegt und die Knie schmutzig macht“, sagt Bellon. „Sogar Naturforscher, die der Evolution durch natürliche Selektion skeptisch oder in einigen Fällen unerbittlich feindselig gegenüberstanden, bewunderten zumindest, was er in dieser Art von Forschung tat. Wenn sie bereit sind, sich ihm anzuschließen, um sich die Knie schmutzig zu machen, können sie dieses Gespräch führen, in dem sie, wenn sie über die menschliche Herkunft sprechen, absolut im Streit bleiben. “

Darwin selbst bestätigte diese Strategie in einem Brief an den amerikanischen Botaniker Asa Gray, in dem er seine Orchideenarbeit als "Flankenbewegung" gegen den Feind bezeichnete. Im Jahr 1863, dem Jahr nach der Veröffentlichung von Orchideen, hatte sich die wissenschaftliche Debatte über die natürliche Auslese verlagert sein Gefallen.

Die Bedeutung von Darwins botanischer Arbeit endet jedoch nicht mit seinem Sieg, der die zeitgenössischen Wissenschaftler vom Wert seiner Theorie der natürlichen Selektion überzeugt. Seine Forschungen legten ein neues Paradigma für das Studium der floralen Adaption fest, das das gesamte Gebiet belebte. "Es ist nicht nur so, dass Darwin Botanik betrieben hat, sondern er inspirierte buchstäblich Tausende anderer Studien, große und kleine, die mit seinen Grundannahmen begannen und diese dann in andere Arten und dann in andere Umgebungen überführten", sagt Bellon. Darwins Erklärung von kuriosen floralen Formen als Ergebnis natürlicher Auslese und nicht als einfallsreiche Arbeit eines göttlichen Schöpfers ermöglichte es Wissenschaftlern, viele bisher unverständliche Phänomene zu verstehen. Reste von Organen, oder Organe, die mit der Entwicklung der Spezies degradiert und unbrauchbar geworden waren, machten zum ersten Mal Sinn. Es schien nicht logisch, dass Gott eine Blume mit den geschrumpften, nicht funktionierenden Überresten eines Staubblatts ausstatten würde, aber es machte Sinn, dass ein Staubblatt, das für eine wirksame Fortpflanzung nicht mehr benötigt wurde, im Laufe vieler Generationen abbauen würde.

"Was nur die Forschungsergebnisse betrifft, so hatte [Darwins Bestäubungsarbeit] tatsächlich ein nachhaltiges Erbe und hat in gewisser Weise das heutige große Feld stimuliert: die Pflanzenreproduktionsbiologie", sagt Spencer Barrett, emeritierter Professor für Ökologie und Evolution Biologie an der Universität von Toronto. „Es ist schwierig, eine Ausgabe der meisten Top-Fachzeitschriften für Ökologie und Evolutionsbiologie aufzugreifen, ohne zu sehen, dass jemand etwas von der Bestäubung dieses oder des Paarungssystems desselben und so weiter veröffentlicht. Sie können das alles in gewisser Weise auf Darwin zurückführen. “

"Er war sicherlich ein Botaniker", fügt Barrett hinzu. "Keine Frage."

Die Schlussfolgerungen, die Darwin aus seiner Arbeit an Pflanzen gezogen hat, sind bis heute weitgehend zutreffend. Barrett glaubt, dass diese Langlebigkeit auf die Vollständigkeit seiner Experimente und Beobachtungen zurückzuführen ist. "Darwin war nicht zufrieden damit, eine Art zu betrachten", sagt Barrett. "Er hat es einfach immer und immer wieder gemacht, bei verschiedenen Arten und Familien. Er wollte wirklich ein allgemeines Ergebnis erzielen."

Darwin hat mehr Jahre an Pflanzen gearbeitet als jeder andere Organismus. Er nutzte die Botanik, um seine Evolutionstheorie zu untermauern und begründete dabei das Gebiet der Pflanzenreproduktionsbiologie. Der Mann, der dafür bekannt ist, die Welt der Biologie bis ins Mark zu erschüttern, war niemals glücklicher als in den Jahren nach der Beagle- Reise, die er in seinem Gewächshauslabor in Down House versteckt hatte, um Blumen zu studieren.

Darwin schrieb in seiner Autobiografie unter Bezugnahme auf seine Arbeit über die floralen Formen von Primeln: „Ich glaube, nichts in meinem wissenschaftlichen Leben hat mich so sehr befriedigt, als dass ich die Bedeutung der Struktur dieser Pflanzen herausgefunden habe.“

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