Die Kompelxitätstheorie Wissenschaft nach der Chaosforschung  Roger Lewin, Knaur 77190
Seite 136 ff

Der folgende Textabschnitt Stabilität und die Realität von Gaia aus Roger Lewins Buch zeigt deutlich, dass Evolution erheblich weniger mit Darwinismus zu tun hat als mit Interaktivität im System.



" Die Hecken sind hier tausend Jahre alt«, sagte Bill, als wir in halsbrecherischem Tempo den dunklen Weg tief im grünen Herzen Englands entlangrasten. »Manche sogar zweitausend Jahre.« Mit einem beunruhigend knappen Abstand ragten zu beiden Seiten des Autos die alten Hecken aus ihrem Fundament von Erde und Stein gut zwei Meter empor. Einen flüchtigen Augenblick lang fingen die Scheinwerfer die scheinbar endlosen Windungen des Einschnitts ein. Ich hätte keine Angst zu haben brauchen, denn Bill hatte diese Fahrt schon oft gemacht, wenn er Gäste vom Bahnhof Exeter in Devonshire in das winzige Dorf St. Giles on the Heath brachte. Bill ist das Taxiunternehmen von St. Giles und repräsentiert das gesamte öffentliche Transportwesen dieser Gegend - etwa hundertdreißig Kilometer von der äußersten südwestlichen Spitze der britischen Inseln entfernt.

Fast eine Stunde dauerte die Fahrt, die im schwindenden Licht eines ursprünglich strahlenden Februartages begonnen hatte und in jener Art von Dunkelheit endete, wie man sie nur in gottverlassenen ländlichen Gegenden antrifft. »Da drüben liegt Dartmoor«, sagte Bill nach halbstündiger Fahrt und zeigte auf ein ansteigendes, konturloses Gelinde zu unserer Linken. Inzwischen hatte die Dämmerung eingesetzt - ideale Lichtverhältnisse, um einen so verrufenen Ort in Augenschein zu nehmen, wobei mir Conan Doyles Der Hund von Baskerville und andere Schauergeschichten über das Moor in den Sinn kamen, »Schon'ne Weile her, da haben sich hier ein paar Leute verlaufen«, bemerkte Bill. »Noch immer keine Spur von ihnen.« Ich bemühte mich, Bills breiten Devon-Dialekt zu verstehen, der ihm rasch und glatt von den Lippen ging. » im Sommer fahren die Frau und ich zum Picknick hin «, fuhr er unvermittelt fort, als knüpfe er damit an den vorangehenden Gedanken an.

St. Giles on the Heath lag schon fast zwei Kilometer hinter uns. Die Wege wurden immer schmaler, und zwischen den Wagenspuren wuchs das Gras. »Nicht mehr weit«, beruhigte Bill mich. Dann überquerten wir ein Viehrost, und die Scheinwerfer erfassten ein Schild. »Coombe Mill Experimental Station«. An einem Tor aus fünf Balken hing eine Warntafel, wie man sie aus Forschungslabors kennt. Als wir vor dem alten Wohngebäude hielten, blieb das Licht der Scheinwerfer an einer weißen Marmorstatue hängen, einer Frauengestalt. »Ja«, sagte Bill, während er meinem Blick folgte, »das ist Gaia.«

Die Haustür öffnete sich, und ein Mann trat heraus, um mich mit ausgestreckter Hand zu begrüßen. »Hallo, ich bin Jim Lovelock«, sagte er freundlich mit einem liebenswürdigen, fast schüchternen Lächeln. Anfang siebzig und weißhaarig vermittelte er den Eindruck von Vitalität und erlesener Höflichkeit. War das der Mann, den ein Großteil der Biologie-Wissenschaftler für einen Teufel in Menschengestalt hielt, für einen Anschlag auf das Seelenheil der wahren Wissenschaft? Seine Frau Sandy trat zu uns. »Kommen Sie herein!« sagte sie. »Ich mache uns allen einen Drink.«

Beim Dinner unter einer niedrigen Balkendecke sprach Jim von seinen Anfängen in der Wissenschaft, als er nach der Promotion ein so mageres Stipendium von der Harvard University bekam, dass er einmal im Monat zum Blutspenden gehen musste. »Glücklicherweise habe ich eine seltene Blutgruppe, so dass ich jedes Mal fünfzig Dollar bekam.« Er empfand Harvard als bürokratisch, pedantisch und berechnend. »Als das Stipendium abgelaufen war, forderten die Verantwortlichen mich auf, noch ein Jahr zu bleiben«, berichtete Jim. »Ich weigerte mich. Da boten sie mir plötzlich doppelt soviel Geld. Ich wollte noch immer nicht. Da verdreifachten, vervierfachten sie die Summe. Im ersten Jahr, als klar war, dass ich es dringend brauchte, hatten sie nicht daran gedacht, mir einen Cent mehr zu geben. Deshalb sagte ich jetzt: »Ich gehe.««

Der Satz »Ich gehe« könnte als Motto über Jims Leben und Arbeit stehen. Nach zwei Jahrzehnten am National Institute for Medical Research in London kehrte er dem etablierten Forschungsbetrieb 1964 den Rücken und machte sich als unabhängiger Wissenschaftler selbständig, zuerst in einem kleinen Reetdachhaus in Wiltshire und dann in Coombe Mill. »Ich bin Erfinder«, erklärte er. »Mein wissenschaftlicher Ansatz ist intuitiv. In einer solchen Umgebung bin ich einfach kreativer. « Für den Familienunterhalt und die Finanzierung seiner Forschung sorgte er, indem er im Laufe der Jahre dreißig Untersuchungs- und Testgeräte patentieren ließ. Das erste von ihnen, der Electron Capture Detector, gehört heute noch zu den empfindlichsten Messinstrumenten für chemische Substanzen in der Atmosphäre, darunter auch so wichtige Schadstoffe wie die Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die FCKWs.

Nach dem Essen brachte Jim mich ins Gästehaus (eine umgebaute Scheune), das ein paar Wochen zuvor Hugh Montefiore, einen ehemaligen Bischof von Birmingham, beherbergt hatte. Ich fühlte mich in guter Gesellschaft. »Bis morgen früh«, sagte Jim. »Es gibt viel zu besprechen.«

Als ich mich vor zwei Jahren auf meine Entdeckungsreise begab, um herauszufinden, wie wichtig die neue Komplexitätstheorie für die Muster und Erscheinungsformen der Natur ist, war ich nicht davon ausgegangen, dass sie mich auch zu Jim Lovelock, dem Urheber der Gaia-Hypothese, führen würde. Ich wußte, dass sie mich durch die Komplexitäten der embryonalen Entwicklung und der Evolution, in die Dynamik der Aussterbeprozesse führen würde. Gefasst war ich darauf, dass ich ihre Spuren in den Abläufen von Ökosystemen entdecken würde. Vielleicht auch darauf, dass komplexe Gesellschaften - der Aufstieg und Niedergang von Hochkulturen - den Mechanismen der Komplexität unterworfen sein könnten. Aber der ganze Erdball? Das enge Wechselspiel zwischen biologischen und physikalischen Welten, das sich nach der Gaia-Hypothese zu einem einzigen Organismus zusammenschließt? Dabei hätte ich es vorhersehen können. Als Stu Kauffman mir ein Jahr zuvor die Bewegung hin zum Chaosrand in seinen koevolutionären Modellen als »Mini-Gaia« beschrieb, löste das deshalb eines jener »Aha Erlebnisse« aus: Warum hatte ich nicht schon vorher daran gedacht?

Wenn die Natur nach der Pfeife komplexer dynamischer Systeme tanzt, dann müssten die Konsequenzen überall erkennbar sein - vom einzelnen Organismus bis hin zum globalen Geschehen. Die Phänomene der spontanen Ordnungsemergenz und der sich zum Rand des Chaos verlagernden Anpassungsprozesse müssten alles bestimmen, was wir sehen, Ebene für Ebene, eine Hierarchie der Effekte, deren höchster und letzter Ausdruck Gaia wäre. Vorausgesetzt, das alles stimmt.

Die Fakten und Daten, die ich bisher zu Gesicht bekommen hatte, ermutigten mich, noch einen Schritt weiter zu gehen und Gaia ins Auge zu fassen. »Das ist doch kompletter Quatsch«, meinten einige meiner Freunde aus der Biologie, halb amüsiert und halb besorgt, ich könnte den Kontakt zur Wirklichkeit verlieren. Ich versuchte mein Interesse zu erläutern - das Erklärungsvermögen komplexer adaptiver Systeme und die Gründe, die dafür sprechen, Gaia in eine solche Theorie aufzunehmen. Mir war klar, dass ich mich damit weit von den Wegen der konventionellen biologischen Wissenschaft entfernte, und war deshalb weder überrascht noch entmutigt, als ich nur verständnislose Blicke erntete. »Na ja, wenn es dir Spaß macht« meinten sie.

Bevor ich nach England aufbrach, bat ich Stu Kauffman, mir zu erklären, wo er den Zusammenhang zwischen seinem koevolutionären Modell und Gaia sah. »Sie müssen wissen, dass ich kein Fachmann für Gaia bin«, sagte er, »Doch soweit ich weiß, vertritt Lovelock die Auffassung, die biologischen und physikalischen Systeme der Erde seien eng zu einem riesigen homöostatischen System verflochten. Mein koevolutionäres Modell lässt darauf schließen, dass koevolvierende Gebilde, wie er sie im Blick hat, die Struktur ihrer Landschaften beeinflussen und vielfältig miteinander verknüpft sind.« Sie meinen Fitness-Landschaften, keine realen physikalischen Landschaften? »Ja, Fitness-Landschaften«, erwiderte Stu. »Sie selbst atmen Kohlendioxid als Abfallprodukt aus, während die Pflanze hinter Ihnen Sauerstoff als Abfallprodukt ausatmet. Woher kommt dieses funktionale Ineinandergreifen? Und sogar global gesehen ist alles miteinander im Gleichgewicht. Ist das nicht bemerkenswert?«

Aber, so fragte ich, ist es denn mehr als eine bloße Analogie, wenn man von Gaia in der Sprache komplexer Systeme spricht, wenn man sie sich als selbstorganisiertes, selbstregulierendes Riesengebilde vorstellt? »Warum soll es für die Meta-Dynamik des Systems nicht einen Attraktor geben«, erwiderte Stu. »Die Träger der Anpassungsprozesse sorgen kollektiv dafür, dass die Welten, in denen sie leben, ihren Bedürfnissen entgegenkommen, und sie werden zu dieser charakteristischen Struktur, dem Rand des Chaos, hingezogen, wo sich ihre Interessen wechselseitig ausbalancieren. Nun, und das ist Homöostase.«

In Ordnung, sagte ich, und wie entscheide ich, ob es Gaia wirklich gibt oder ob sie nur Jim Lovelocks Phantasie entsprungen ist? »Sie müssen feststellen, ob die Systeme miteinander verflochten sind«, erwiderte Stu nach einigen Momenten des Nachdenkens. »Entscheidend ist, wie weitreichend die Verbindungen sind. Sind sie zu kurz, bekommen Sie kein globales System. Sie müssen den Eindruck gewinnen, dass es sich um ein dynamisches System mit emergenten Eigenschaften handelt, Eigenschaften, die zu globalen Homöostasemechanismen führen könnten.« Noch mehr? »Ja, Sie müssen sich auch mit einem guten Ökologen unterhalten, jemandem, der sich mit ökologischen Lebensgemeinschaften auskennt, und nicht nur mit Jäger-Beute-Paaren, die sich im Kreis herumjagen.«

In Coombe Mill mischen sich auf harmonische Weise der Charme des 18. Jahrhunderts und die High-Tech-Errungenschaften des 20. Jahrhunderts. Jim befand sich im 20. Jahrhundert, als ich nach dem Frühstück im Wohnhaus eintraf - in aller Frühe, wie verabredet. »Kommen Sie herein! Ich möchte Ihnen etwas zeigen. « Der Raum war so mit Computeranlagen gefühlt, dass wir zwei kaum noch Platz fanden, uns hinzusetzen und uns zu unterhalten. Ein umgebauter Kuhstall fünfzig Meter vorn Haus entfernt dient als Werkstatt, in der Jim seine Erfindungen baut, die Untersuchungs- und Messgeräte. Dieser Raum dient Erfindungen anderer Art.

»Sehen Sie hier! «, sagte Jim und zeigte auf einen Bildschirm. »Wenn ich eine Welt ohne Leben habe und die Sonnenhelligkeit anwächst, steigt die globale Temperatur stetig an. « Eine Linie, die gleichmäßig in einem Winkel von ungefähr fünfundvierzig Grad emporkletterte, zeigte die Temperaturzunahme an. »Und passen Sie auf, was geschieht, wenn ich hier jetzt ein paar Samen für weiße und schwarze Gänseblümchen aussäe.« Weitere Kurven tauchten auf dem Computerschirm auf. Wie ich erkennen konnte, begannen sich die schwarzen Gänseblümchen zu vermehren, solange die Sonnenhelligkeit noch ziemlich schwach war. Als die Sonne mehr und mehr Wärme erzeugte, begann die Zahl der schwarzen Pflanzen zurückzugehen. Daraufhin begannen sich die weißen Gänseblümchen auszubreiten. »Und jetzt schauen Sie sich die globale Temperatur an«, meinte Jim. »Ist das nicht interessant?« Statt unaufhaltsam anzusteigen, während die Sonne des Modells ihre Welt erwärmte, nahm die Temperaturanzeige die Gestalt einer Treppe an: Anstieg, Plateau, wieder Anstieg. »Sehr früh, wenn die Sonnenhelligkeit noch ziemlich niedrig ist, steigt die Temperatur auf ungefähr 23 Grad Celsius an, die Idealtemperatur für das Wachstum von Gänseblümchen, und dann bleibt sie lange Zeit mehr oder weniger auf diesem Niveau, bis sie plötzlich nach oben schießt«, erläuterte Jim. »Das ist Daisyworld.« (Daisy zu deutsch: Gänseblümchen).

Man braucht nur diese beiden Gänseblümchenarten und ihre Reaktionen auf Sonnenlicht und -wärme, um eine gleichbleibende Temperatur zu erhalten? »Das ist natürlich ein sehr einfaches Modell, aber die Aussage ist eindeutig«, erwiderte Jim. »Sehen Sie, es ist ein populationsbiologisches Modell, in dem die verschiedenfarbigen Gänseblümchen um den verfügbaren Lebensraum konkurrieren. Die schwarzen Gänseblümchen sind im Vorteil, wenn das Sonnenlicht schwach ist, weil sie die Warme einfangen und den Planeten erwärmen können. Doch eine zu hohe Temperatur unterdrückt das Wachstum, dann sind die weißen Gänseblümchen im Vorteil, weil sie das Licht reflektieren. Sie erhöhen die Albedo des Planeten [das Verhältnis des zurückgeworfenen Lichts zur Gesamtlichtmenge. Infolgedessen wird die Temperatur in der Nähe des Wertes gehalten, der 

Abb. 6. Modifizierte Daisyworld: Das obere Diagramm zeigt Veränderungen in den Populationen dunkler Gänseblümchen (links), weißer Gänseblümchen (rechts) und halbtonfarbener Gänseblümchen (Mitte) bei ansteigender Sonnenhelligkeit (auf der horizontalen Achse des unteren Diagramms abgebildet). Im unteren Diagramm bezeichnet die im Winkel von 45 Grad stetig ansteigende Linie die Temperaturzunahme in Abwesenheit von Gänseblümchen. Die S-förmige Kurve gibt die Entwicklung der Globaltemperatur unter dem Einfluss einer Daisyworld wieder - sie bleibt ziemlich konstant bei 22,5 Grad Celsius, der optimalen Temperatur für Gänseblümchen. (Abb. mit freundlicher Genehmigung von James Lovelock.)


optimal für das Wachstum von Gänseblümchen ist, bis die Sonne zu heiß wird und das ganze System zusammenbricht.« Das erinnert an Homöostase? »Das ist Homöostase«, erwiderte Jim. »Und sie ist eine emergente Eigenschaft des Systems.« Dann zeigte mir Jim, dass der gleiche Effekt auftritt, wenn noch eine dritte Gänseblümchenart zugegen ist (farblich zwischen den beiden anderen angesiedelt), die Lebensraum in Anspruch nimmt, aber nicht zur Regulierung beiträgt. Daisyworld sei robust, meinte Jim.

Ist Daisyworld als Modell für Gaia gedacht? fragte ich. »Nicht, als ich sie entwickelt habe«, antwortete Jim. »Aber tatsächlich ist sie in weit höherem Maße eine Verkörperung der Gaia-Idee, als ich mir je vorgestellt habe. Lassen Sie mich erzählen, was geschehen ist.«

Die Ursprünge der Gaia-Hypothese reichen bis in die Anfänge der sechziger Jahre zurück, als die National Aeronautical and Space Administration ( NASA) Jim Lovelock als Berater für das Forschungsunternehmen anwarb, in dem man herausfinden wollte, ob es Leben auf dem Mars gibt. Die NASA hatte vor, direkt nach Lebenszeichen auf der Oberfläche des Planeten zu suchen: mit mikroskopischen Methoden nach mikrobenförmigen Objekten, mit chemischen nach Anzeichen für den mikrobiellen Stoffwechsel, wie ihn die Biologen von der Erde her kennen. Jim hielt das Verfahren für unsicher und entwickelte einen globaleren Ansatz. Wenn der Planet tot wäre, so überlegte er, dann würde seine Atmosphäre allein von physikalischen und chemischen Prozessen bestimmt werden. Die Atmosphäre befände sich mit der mineralisch-chemischen Zusammensetzung des Planeten im Gleichgewicht. Doch wenn sich irgendwo Leben verbärge, egal wie einfach, müsste es sich für seinen Stoffwechsel Rohstoffe aus der Atmosphäre holen und so deren chemische Zusammensetzung verändern. Ein lebender Planet besäße eine Atmosphäre, die sich vom einfachen chemischen und physikalischen Gleichgewicht einer anorganischen Umwelt unterschiede. Ein einfaches Argument, eine überzeugende Strategie, aber leider abgelehnt. Die NASA entschied sich für den Weg der chemischen Analyse, und als die Viking-Raumsonde 1975 nach der Landung auf dem Planeten ihre Ergebnisse zur Erde funkte, waren sie bestenfalls mehrdeutig.

»Es gibt kein Leben auf dem Mars«, erklärte Jim mir. »Ich wußte das aus der Spektralanalyse der Atmosphäre. Ich versuchte ihnen das zu erklären, aber sie waren überhaupt nicht interessiert an dem, was ich ihnen zu sagen hatte. «

Der Versuch, sich die Eigenschaften eines lebenden Planeten aus der Entfernung vorzustellen, führte bei Jim dazu, die Erde und ihre Dynamik »ganzheitlich« anzugehen. »Für viele Menschen wurde das Bild der Erde vom Raumschiff aus gesehen - diese blauweißgescheckte Kugel - zu einem emotional besetzten Schlüsselerlebnis, der erste Blick auf den Planeten als Ganzes«, sagte er.

»Ich hatte das schon hinter mir, weil ich bei meinen Überlegungen von den atmosphärischen Gasen ausgegangen war und mir überlegt hatte, was sie über die Aktivität des Planeten aussagen.« An einem Nachmittag im Jahr 1965 erlebte Jim dann einen jener Intuitionsschübe, die für ihn das Wesen der Wissenschaft ausmachen. »Ich wußte, dass die Zusammensetzung der Erdatmosphäre lange Zeit hindurch stabil geblieben war. Außerdem wußte ich, dass es eine ständige Verwandlung von Gasen gab, vor allem von Sauerstoff und Kohlendioxid. Und ich fragte mich, was sorgt für die langfristige Stabilität?« Der Umstand, dass die Sonnenleistung während der Geschichte des Lebens auf der Erde um fünfundzwanzig Prozent zugenommen hat, ließ die Stabilität erst recht rätselhaft erscheinen.

»Intuitiv wußte ich, dass das Leben die Kontrollinstanz ist«, sagte Jim, »dass es in aktiver Partnerschaft mit der physikalischen Welt die Zusammensetzung der Atmosphäre und die globale Temperatur reguliert.« Wie in Daisyworld ? meinte ich. »Ja, wie Daisyworld, aber natürlich auf einer weit umfassenderen und komplexeren Ebene.« Damals wie heute galt Jims vorrangiges wissenschaftliches Interesse der Chemie der Erdatmosphäre und der Erfindung von Untersuchungsinstrumenten, einer Arbeit, für die ihm Englands höchste wissenschaftliche Ehrung zuteil wurde, die Mitgliedschaft in der Royal Society in London. Die Vorstellung einer globalen atmosphärischen Regulation - einer engen Wechselbeziehung zwischen der physikalischen und der biologischen Welt - ist jedoch zu einem festen Bestandteil seines Denkens geworden, und das ist eine Interessenausrichtung, die ihm das Misstrauen seiner Fachkollegen eingetragen hat. »Eines Tages im Jahr 1969 arbeitete ich vor meinem Haus, und William Golding kam auf einem Spaziergang vorbei. Ich fragte ihn, ob ich ihn begleiten dürfe.« William Golding, der Schriftsteller? »Ja, er wohnte in der Nachbarschaft. Während des Spaziergangs fragte er, was ich mache, und ich berichtete ihm von meinen Ideen über die Homöostase der Atmosphäre. Golding ist Physiker gewesen, was nicht viele wissen. jedenfalls sagte er. »Für so eine große Idee brauchen Sie einen großen Namen Nehmen Sie doch Gaia!«,

Während der nächsten halben Stunde kam es zu einem gründlichen Missverständnis, da Golding an die griechische Göttin Gaia, die Erd-Mutter, dachte, während Jim meinte, Golding spräche von Gyre (zwei Wörter, die im Englischen annähernd gleich ausgesprochen werden). »'Gyre' sind große Strudel im Ozean, selbstorganisiert, selbstregulierend und riesenhaft, so dass der Vorschlag sinnvoll erschien«, berichtete Jim mir. »Schließlich wurde klar, dass wir über verschiedene Dinge sprachen, und >Gaia< wurde zum Namen der neuen Idee.« Haben Sie sich nicht überlegt, dass es zu Problemen mit ihren Fachkollegen führen könnte, wenn sie eine ernsthafte Hypothese nach einer griechischen Gottheit benennen? »Nein«, gab Jim zu. »Mir kam die Idee so überzeugend vor.«

Aber es wurde ein Problem. Nicht nur dass die Hypothese über die Grenzen einer einzigen Disziplin hinausgriff - was in der säuberlich aufgeteilten Welt der Wissenschaft immer das Verständnis erschwert -, sondern sie schien auch auf einen teleologischen Ansatz hinauszulaufen, auf eine Auffassung, die von vornherein durch einen konkreten Zweck bestimmt ist. 1972 hat J im Lovelock in Zusammenarbeit mit Lynn Margulis, der heute an der Boston University Biologie lehrt, die Gaia-Hypothese an einer Stelle wie folgt formuliert. »Das Leben, oder die Biosphäre, reguliert oder erhält das Klima und die Zusammensetzung der Atmosphäre dergestalt, dass sie für seine Bedürfnisse optimal ist.« Die Formulierung »für seine Bedürfnisse« schien zu signalisieren, dass die Hypothese teleologisch, das heißt einem ihm selbst innewohnenden Ziel verpflichtet war. Infolgedessen konnten die meisten Aufsitze und Artikel über Gaia nicht in den konventionellen wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht werden. Der Umstand, dass Jim seine Idee nun auf andere Weise zu verbreiten suchte - nämlich durch Artikel in populärwissenschaftlichen Magazinen und Büchern -, bestärkte die meisten Wissenschaftler in ihrer Überzeugung, dass Gaia tatsächlich unwissenschaftlich sei.

Jim Lovelock gibt zu, dass seine populärwissenschaftlichen Schriften zum Teil etwas »poetisch« waren. So schrieb er 1979 in seinem Buch Gaia: A New Look at Lift, on Earth, die Entstehung des Homo sapiens habe das Wesen von Gaia verändert: »Sie ist heute durch uns zu sich selbst erwacht und sich ihrer selbst bewusst geworden. Sie hat den Widerschein ihres schönen Antlitzes in den Augen der Astronauten und in den Fernsehkameras des den Planeten umkreisenden Raumschiffs wahrgenommen. Unser Staunen und unsere Freude, unsere Fähigkeit zu bewusstem Denken und zu Spekulation, unsere rastlose Neugier, unseren Forscherdrang teilt sie mit uns. « Das ist poetisch, sagte ich. »Richtig«, erwiderte er nachdenklich. »Ich bin wirklich ein objektiver Wissenschaftler, und das hört sich nach Ketzerei an.« Nach einer kurzen Pause sagte er. »Ach, verdammt! Wenn einem in der Wissenschaft eine gute Idee kommt, ist das reine Intuition, und die ist häufig außerordentlich schwer zu schildern. Wenn ich damals gewusst hätte, was ich heute weiß, hätte ich es anders geschrieben. Aber ich bin froh, dass es kontrovers aufgenommen wurde. Am schlimmsten wäre gewesen, wenn es niemand zur Kenntnis genommen hätte.«

Die These wurde von anderen Wissenschaftlern zur Kenntnis genommen, und zwar vielfach mit entschiedener Ablehnung. »Pseudowissenschaftliche Mythenbildung«, schrieb der englische Biologe John Postgate. Richard Dawkins meinte, die Hypothese habe einen entscheidenden Denkfehler, einen Fehler, der Lovelock »sofort aufgefallen wäre, wenn er sich gefragt hätte, auf welcher Ebene sich der Selektionsprozess hätte abspielen müssen, um die angeblichen Anpassungsprozesse der Erde hervorzubringen.« Da es nur einen Planeten Erde gebe, so Dawkins, bestehe keine Möglichkeit zur Konkurrenz zwischen erdähnlichen Körpern und damit auch keine Möglichkeit zu einer natürlichen Auslese, in deren Verlauf sich die Gaia konstituierenden, homöostatischen Mechanismen herausbilden könnten. Punktum. Ford Doolittle, ein Genetiker an der Dalhousie University in Kanada, meinte in einer Kritik zu Lovelocks Buch aus dem Jahre 1979: »Die Annahme, das Leben habe die Erde grundlegend verändert, ist nicht neu, aber die Hypothese, sie habe das durch einen scheinbar absichtsvollen Anpassungsprozeß getan, um ihre eigene Existenz zu sichern, ist neu und gewagt.«

Die Kritik tat weh, vor allem die Behauptung, die Gaia-These berufe sich auf eine inhärente Zweckorientiertheit. »Weder Lynn Margulis noch ich haben je eine teleologische Hypothese vorgeschlagen«, sagte Jim. »Richtig ist, dass einige Dinge, die ich geschrieben habe, ungenau sind, und aus denen wurde vorschnell geschlossen, dass das Gaia-Konzept teleologisch ist. Doolittles und Dawkings Kritik trafen mich wirklich. Etwa ein Jahr lang war ich niedergeschlagen. Ich musste meine intuitiven Erkenntnisse über Gaia beweisen - eindeutig belegen, dass sich die Homöostase als emergente Eigenschaft des Systems einstellt.« Als Erfinder von Regelkreisen besitzt Jim ausgesprochen intuitive Einsichten auf diesem Gebiet, erklärt aber immer wieder, dass sie anderen häufig schwer zu vermitteln sind. In diesem Falle musste er etwas entwickeln, was die Arbeit eines natürlichen Regelkreises, des gesamten globalen Systems, erklärte. Das Problem bereitete ihm viel Kopfzerbrechen. »Weihnachten 1981 sah ich endlich die Lösung vor mir, plötzlich und vollständig, wie das bei diesen Dingen häufig der Fall ist«, berichtete er, und ihm war noch immer die Erleichterung anzusehen, die der damals empfunden hatte. »Mit einem Schlag war mir alles so klar, dass ich mich einfach hinsetzte und das Programm in einer Stunde schrieb.« Daisyworld ? »Ja, Daisyworld.«

Aber Daisyworld ist doch ein ziemlich einfaches System, sagte ich. Kann es wirklich die Gültigkeit von Gaia beweisen? »Bedenken Sie, was ich zu belegen versuchte. Ich hatte gesagt, dass die biologische und physikalische Welt eng miteinander verflochten sind und dass die Lebensprozesse selbst dafür sorgen, dass sie optimale physikalische Bedingungen vorfinden. Mir schwebte ein biologisches System vor, dass sich nach konventionellen evolutionären Gesetzen entwickelt und dass, wie alle komplexen Systeme im Universum, die Tendenz hat, Stabilität zu erzeugen und zu erhalten. Ich musste zeigen, dass die Stabilität aus den Eigenschaften des Systems erwächst und nicht aus irgendeiner absichtsvoll lenkenden Hand. In Daisyworld geschieht das.«

Ich fragte ihn, ob er sich sicher sei, dass komplexere Welten genauso stabil wären. »Einen Augenblick«, sagte Jim und ging das Verzeichnis seines Computers durch, bis er gefunden hatte, wonach er suchte. »Diese Welt hier hat zwanzig Gänseblümchenarten in verschiedenen Abstufungen zwischen Schwarz und Weiß.

Außerordentlich stabil.« Es sah sehr überzeugend aus. Ach kann soviel Komplexität einbauen, wie Sie wollen«, meinte Jim herausfordernd. Wie verhält es sich mit verschiedenen trophischen Ebenen, mit Pflanzen- und Fleischfressern ? »Würden Ihnen zwanzig Gänseblümchen-, fünf Kaninchen- und drei Fuchsarten genügen ?« Okay, das wären drei trophische Ebenen. Primärproduktion (Gänseblümchen), Pflanzenfresser (Kaninchen) und Fleischfresser (Füchse).

Damit ist ein populationsbiologisches Modell doch eigentlich überfordert, oder? meinte ich. »Nun, ich muss zugeben, dass ich die verschiedenen Formen von Daisyworld entwickelt habe, ohne mich gründlicher in der Literatur umgesehen zu haben«, sagte Jim mit einem kleinen Lachen. »Das tue ich oft, Gott sei Dank. Wenn ich die Literatur gelesen hätte, dann hätte ich entdeckt, dass es praktisch unmöglich ist, in Modelle wie diese mehr als nur ein paar Arten aufzunehmen, weil sie sonst chaotisch werden. Vielleicht hätte ich den Versuch gelassen, wenn ich gewusst hätte, dass er nicht funktionieren kann.« Aber er funktionierte. Wieder trat die Modellbiosphäre aus Gänseblümchen, Kaninchen und Füchsen in Wechselbeziehung zur physikalischen Umwelt und es kam zu einer Temperaturregulierung. »Sehen Sie, was geschieht, wenn ich das System störe, indem ich einige Gänseblümchen vernichte«, sagte Jim. Die Gänseblümchenpopulation nahm kurzzeitig ab, und die Populationen der Kaninchen und Füchse folgten ihr darin, auch für kurze Zeit. Ebenfalls nur vorübergehend traten Unregelmäßigkeiten in der ansonsten eben verlaufenden Temperaturkurve auf. »Wie Sie sehen, kann das System Störungen aushalten«, sagte Jim. An meinen Systemen beobachte ich Stabilität, nicht Chaos.« 

Aber warum verlaufen die Prozesse in Daisyworld dergestalt, fragte ich, wenn doch die besten Populationsbiologen »wissen«, dass es nicht der Fall sein kann. An den meisten Fällen vernachlässigen die theoretischen Ökologen in ihren Modellen die physikalische und chemische Umwelt, und die ist ein sehr wichtiger Teil in den Welten der Arten. Ich möchte Ihnen etwas zeigen.« Er zog ein Buch hervor. Alfred Lotka, The Elements of Physical Biology, 1925 erschienen. Lotka ist der Vater der Populationsbiologie, und die klassische Lotka-Volterra-Funktion beschreibt die periodische Populationsfluktuation an einfachen Räuber-Beute-Paaren. »Jeder kennt Lotka, aber das scheint vergessen zu sein«, sagte Jim und lenkte meine Aufmerksamkeit auf einen kurzen Abschnitt:

»Es ist üblich, die Evolution einer Organismenart, zu erörtern. Im Fortgang werden wir viele Gründe entdecken, warum wir stets die Evolution als Ganzes, als System (Organismus plus Umwelt), betrachten müssen. Auf den ersten Blick mag scheinen, dass dies komplizierter ist, als nur einen Teil des Systems zu betrachten. Es wird sich jedoch in unseren weiteren Ausführungen zeigen, dass die physikalischen Gesetze, die die Evolution bestimmen, in der Regel eine einfachere Form annehmen, wenn sie sich auf das System als Ganzes beziehen, statt nur eines seiner Teile zu berücksichtigen.«

»Interessant?« Sehr, erwiderte ich. »Lotka wußte, dass die physikalische Welt ein entscheidendes Glied der Gleichung ist, hatte aber keine Computer, um auch nur die einfachste Daisyworld zu entwickeln, und später hat es niemand versucht, bis ich darauf verfallen bin.«

Hat Daisyworld denn geleistet, was Sie sich von ihr erhofft haben, fragte ich, hat sie die Kritiker wirklich davon überzeugt, dass Gaia jede Teleologie fremd ist? »Schwer zu sagen«, sagte Jim mit einem Achselzucken. »Ich habe keine wissenschaftliche Zeitschrift gefunden, in der ich etwas darüber hätte veröffentlichen können. Zweimal habe ich es bei Nature versucht, aber die Gutachter verhielten sich sehr ablehnend. Offenbar waren sie nicht bereit anzuerkennen, wie viel ich erreicht habe. Statt dessen haben sie versucht, es als völlig wertlos hinzustellen. (Damit hat Jim recht. Ich habe Robert May, einen führenden theoretischen Ökologen von der Oxford University nach seiner Meinung über Daisyworld gefragt. »Für die ernst zu nehmende Wissenschaft eher von nebensächlicher Bedeutung«, sagte er. Richard Dawkins erklärte mir, Daisyworld erzeuge »eine Illusion von Regulation«.) »Deshalb musste ich Daisyworld in meinem zweiten Buch veröffentlichen «, fuhr Jim fort. »Ich habe Vorträge auf Konferenzen gehalten und stellte fest, dass Klimatologen dem ganzen Konzept weit aufgeschlossener gegenüberstehen. Sie sind nicht so reduktionistisch wie Biologen und mit komplexen Systemen vertrauter. Deshalb verstehen sie das Konzept besser.«

Illusion oder Wirklichkeit? So wie Jim mir die Gaia-Hypothese beschrieben hatte, genügte sie einigen der Kriterien komplexer adaptiver Systeme, die Stu Kauffman mir genannt hatte, insbesondere der Ernergenz homöostatischer Mechanismen, laut Stu eine mögliche Konsequenz der Anpassungsprozesse, die ein System an den Rand des Chaos befördern. Das ist sicherlich ausreichend, um auch seriöse Wissenschaftler dazu zu bringen, die Hypothese ernst zu nehmen, dachte ich. Vor allem aber müsste Gaia eine gewisse Vorhersagefähigkeit haben. Hat sie das? fragte ich Jim. »Sie wissen, was William James über das Schicksal jeder neuen Idee gesagt hat. 'Zuerst ist sie absurd, dann vielleicht richtig, und zuletzt haben wir sie schon immer gekannt.' in mancher Hinsicht ist Gaia im zweiten Stadium, in anderer im dritten, also müssen einige Vorhersagen richtig sein.«

Beispielsweise wurden in der Hypothese langfristige, aber starke Zusammenhänge zwischen Tropenwäldern und Klima formuliert: kein Regen, keine Bäume, aber genauso keine Bäume, kein Regen. »Und heute kann man kaum eine Zeitung in die Hand nehmen, ohne etwas über diese Art von Beziehung zu lesen, nicht wahr?« sagte Jim. »Die biologischen Mechanismen zur Verminderung des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre, und damit zur Abkühlung des Planeten, entsprechen der Gaia-Theorie. Und die Gain-Theorie führte auch zu der Entdeckung, dass durch die Emission von Dimethylsulfid aus den Weltmeeren möglicherweise eine globale Klimaregulierung stattfindet, die sich vielleicht als ebenso wichtig wie die Treibhauseffekte durch Kohlendioxid und Methan erweisen wird.«

Jim hatte Gaia-Theorie gesagt, wie ich sehr wohl bemerkt hatte, nicht Gaia-Hypothese. In der Wissenschaft ist das ein wichtiger Unterschied. Eine Hypothese kann man sich als ein lockeres Bezugssystem von Ideen vorstellen, das die Richtung der Fragen vorgibt. Wenn Antworten auf die Fragen die Hypothese allmählich bestätigen, verfestigt sich das Bezugssystem, bis es schließlich die Bezeichnung Theorie verdient. Beispielsweise gibt es eine Gravitationstheorie und eine Evolutionstheorie. Aber eine Gaia-Theorie? Haben Sie das wirklich gemeint? fragte ich. »Das habe ich«, erwiderte Jim entschieden. »Angesichts der Beobachtungen in der realen Welt und der Aussagekraft von Daisyworld finde ich, dass Gaia verdient, eine Theorie genannt zu werden. Sie nicht?«

Inzwischen war es fast Zeit für den obligatorischen Vormittagsspaziergang. »Ich möchte Ihnen noch eines zeigen, bevor wir hinausgehen «, sagte Jim. Er holte eine Daisyworld in den Rechner, die mit hundert Arten bevölkert war, aber diesmal hielt er das Sonnenlicht konstant. »Beobachten Sie, was mit der Zahl der Arten geschieht.« Im Laufe der Zeit begannen immer mehr Gänseblümchenarten aus der Gesamtpopulation auszuscheiden, bis das System in einem Gleichgewicht von lediglich zwei Arten zur Ruhe kam. »Nun werde ich die Sonnenstrahlung graduell ansteigen lassen, insgesamt um vier Prozent, was auf der Erde dem Übergang von der Eiszeit zur Warmzeit vor zehntausend Jahren entspricht.« Sobald die Temperatur nach oben ging, erfuhr die Zahl der Arten einen enormen Zuwachs, eine explosionsartige Vermehrung der Lebensvielfalt.

»Erinnert Sie das an etwas?« fragte Jim. Er bemerkte mein Interesse und war sich meiner Antwort sicher. Na ja, meinte ich zögernd, es sieh t aus wie ein Muster von Stase und anschließender rascher Veränderung, wie ein durchbrochenes Gleichgewicht. »Nicht wahr?« sagte er. »Und trotzdem würde die konventionelle Evolutionstheorie eine allmähliche Veränderung vorhersagen.« Wenn das System am Rand des Chaos zur Ruhe gekommen wäre, würde eine Umweltveränderung es in den chaotischen Bereich befördern, so überlegte ich, und eine Veränderungslawine, ein jäher Ausbruch von Artenbildung, wäre vorherzusagen. Interessant, sagte ich, sehr interessant. »Jetzt ist es Zeit für den Spaziergang.«"