Reinhard Junker

Dieses Jahr jährte sich zum 30. Mal die Veröffentlichung des Buches „Darwin’s Black Box“ von Michael Behe. Welchen Einfluss sein Buch auf die Debatte um „Intelligent Design“ gehabt hat und was heute dazu zu sagen ist, fasst Reinhard Junker in diesem Artikel kurz zusammen. Dabei geht es auch ganz aktuell um neue bedeutsame Daten, die Behes Ansichten stützen – sozusagen ein Geburtstagsgeschenk zum Jubiläum.

Introbilder  Oben „Darwin’s Black Box“ und unten Michael Behe. (Campus Photo • Bryan Matluk – The Maine Campus Online, CC BY-SA 3.0, Wikimedia)

Michael Behe, der Autor von „Darwin’s Black Box“, ist Professor für Biochemie an der Lehigh University in Bethlehem, Pennsylvania. Durch dieses Buch wurde er ein weltweit bekannter Vertreter der „Intelligent-Design“-Bewegung. Das Buch erlebte zahlreiche Auflagen und wurde in vielen Fachjournalen rezensiert, meist mit erkennbarer Abneigung gegen die Hauptthese des Autors. Denn diese lautet in zwei Teilen:

1. Beobachtung: Biochemische Abläufe und molekulare Maschinen in den Zellen zeigen Kennzeichen einer nichtreduzierbaren Komplexität („irreducible complexity“). Das bedeutet: Sie bestehen aus mehreren miteinander wechselwirkenden Teilen, von denen keines verzichtbar ist und wobei keine Wechselwirkung fehlerhaft sein darf, um die Funktion des betreffenden Systems wenigstens in schwacher Form aufrechtzuerhalten. 

2. Schlussfolgerung: Nichtreduzierbar komplexe Systeme können nicht durch Darwin‘sche Mechanismen evolvieren, wobei mit „Darwin‘sch“ auch neuere Ansätze der Synthetischen Theorie oder neuerdings der Erweiterten Evolutionären Synthese eingeschlossen sind (Laland et al. 2014; 2015; vgl. Junker & Widenmeyer 2021).

Warum sind nichtreduzierbar komplexe Systeme ein Problem für evolutionstheoretische Modellierungen ihrer Entstehung?

Ein wesentlicher Aspekt von Evolutionstheorien ist die natürliche Selektion, also die Auslese der Bestangepassten, die aber nur dann greifen kann, wenn eine wenigstens geringe Funktion vorhanden ist. Eine bereits vorhandene Funktion kann mithilfe von Selektion und durch andere Mechanismen optimiert werden, aber sie kann auf diese Weise nicht neu erfunden werden. Das Argument der nichtreduzierbaren Komplexität war zum Zeitpunkt des Erscheinens von „Darwin’s Black Box“ im Jahr 1996 im Grundsatz nicht neu, wurde aber von Behe an mehreren biochemischen Beispielen detailliert erläutert. Das bekannteste Beispiel ist zweifellos der Nano-Elektro-Rotationsmotor von Bakterien (Abb. 1+2). Er ist inklusive Hilfsproteinen für den Zusammenbau und das Navigationssystem aus ca. 40 Proteinen aufgebaut, die natürlich passend aufeinander abgestimmt sein müssen. Behe hat darauf hingewiesen, dass es auf einen nichtreduzierbaren Kern von Bestandteilen des Motors ankommt, der nicht mehr verkleinert werden kann.

Abb. 1  Vereinfachtes Modell des Bakterienmotors. Oben: Winkelstück, Geißel und der schmale Ring, der beide Komponenten verbindet. Diese Teile ragen aus der Bakterienzelle hervor. Unten: Motorachse mit Lagern, Antriebseinheit und Steuerungsapparat. Der Motor ist in der äußeren Membran, der Zellwand und der Cytoplasmamembran verankert. (Aus Junker & Scherer 2013. Nach www.nanonet.go.jp/english/mailmag/2004/011a.html)

Damit bergen nichtreduzierbar komplexe Systeme wie der Bakterienmotor ein grundsätzliches Problem für Evolution: Wenn auch für eine Minimalfunktion mehrere Bestandteile erforderlich sind (beim Bakterienmotor sind es zahlreiche Bestandteile), die alle aufeinander abgestimmt sein müssen, können sie nicht schrittweise durch Zufallsmutation und Auslese auf evolutivem Wege entstehen; denn dafür müsste jeder Zwischenschritt bereits wenigstens eine minimale Ausprägung der Funktion der Endstruktur aufweisen.

Klar, dass die scientific community das so nicht stehen lassen konnte. Behe erreichte mit seinem Buch große Aufmerksamkeit und erfuhr naturgemäß viel Gegenwind. In einem Überblicksartikel habe ich zahlreiche Gegenargumente gegen Behes These zusammengetragen, die bis zum Jahr 2008 vorgebracht wurden, und bin darauf eingegangen (Junker 2008). Interessenten mögen sich anhand dieser Publikation über die Details informieren.

Abb. 2  Schemazeichnung der Struktur eines Escherichia-coli-Bakterienmotors mit den Abkürzungen der verschiedenen Gene, welche den Motor aufbauen (A). Der Motor ist aus einer Geißel (= „Schiffsschraube“), einem Winkelstück, der Motorachse, zwei Lagern („Ring“) und der Antriebseinheit (Mot bzw. Motor-Proteine) aufgebaut. Die Abkürzungen der für die Steuerung verantwortlichen Proteine (Chemotaxis, „Switch“), die auch Bestandteil des Motors sind, sind ebenfalls angegeben. Die Proteine des Typ-3-Sekretionssystems sind für den Transport der außerhalb der Zelle liegenden Motorproteine notwendig. In B sind Regulationsproteine gezeigt, welche die Synthese der Motorkomponenten steuern. (Aus Junker & Scherer 2013).

Hier soll nur auf einen von den Kritikern des Arguments häufig thematisierten Aspekt hingewiesen werden: Es wurde oft behauptet, es gebe Vorstufen des Bakterienmotors; er sei eben doch reduzierbar. Als Beleg wird ein Injektosom, eine Art molekulare Injektionsnadel, angeführt, das sogenannte Typ-3-Sekretionssystem (T3SS), durch welches Proteine ins Cytoplasma einer Wirtszelle eingeschleust werden können (Abb. 3).

Abb. 3  Typ-3-Sekretionssystem (T3SS). (Nach Pixie, CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, Wikimedia)

Das T3SS ist aus Bestandteilen aufgebaut, die auch beim Bakterienmotor vorkommen – ist es also eine Vorstufe des Motors? Das ist sehr fraglich. Denn zum einen erfüllt das T3SS keine Motorfunktion (das wäre eine Voraussetzung, um die Nichtreduzierbarkeit des Motors mit Motorfunktion zu widerlegen) und zum anderen ist der Unterschied zwischen dem T3SS und dem Bakterienmotor immer noch immens; ebenso wäre ein hypothetischer evolutiver Weg von einfachen Vorstufen zum T3SS sehr lang. Darüber hinaus wurde aber auch schon vor Jahren darauf hingewiesen, dass unter evolutionstheoretischen Voraussetzungen das T3SS aufgrund seines Vorkommens bei verschiedenen Bakterienstämmen eher als Nachfolgesystem des Bakterienmotors zu interpretieren ist und nicht als Vorstufe.

Eine aktuelle Arbeit hat diesen letzten Punkt klar bestätigt. In einem in BioRxiv veröffentlichten Preprint mit dem (übersetzten) Titel „Der letzte gemeinsame Vorfahr der Bakterien verfügte über ein komplexes Flagellum“ (Selçuk et al. 2026) beschreiben die Autoren, dass auf der Basis umfangreicher genetischer Analysen ein Bakterien-Vorfahr angenommen werden muss, der das bakterielle Flagellum bereits als komplexes System besaß und dessen Nachkommen durch unterschiedliche Beibehaltung, Verlust und Modifikationen verändert wurden. Nach diesen vergleichenden Untersuchungen soll das ursprüngliche Flagellum sage und schreibe 52 Gene benötigt haben. Es umfasste demnach alle Proteine des Sekretions-/Exportapparats, des Basalkörpers, der axialen Komponenten, der Motorkraftgeneratoren und der regulatorischen Kontrollpunkte, die für den Aufbau und den Betrieb eines funktionsfähigen Flagellums erforderlich sind. Die Autoren gelangen zur Schlussfolgerung: „Diese Erkenntnisse revidieren Modelle der frühen bakteriellen Evolution und widerlegen die Vorstellung, dass das ursprüngliche Flagellum genetisch minimalistisch war. Stattdessen deuten sie darauf hin, dass der letzte gemeinsame Vorfahr der Bakterien über ein hochkomplexes Flagellensystem verfügte, das mehr Komponenten umfasste, als typischerweise bei heute lebenden Bakterien zu finden sind, von denen viele offenbar durch stammspezifischen Genverlust geprägt wurden.“ Die Rekonstruktion des Vorfahren unterstütze daher ein „complexity-first“-Modell.

Die Analyse zeige zudem, dass die ursprüngliche Komplexität modular aufgebaut war. Neben einem bei den meisten Bakterien gleichen Kern aus 40 Genen konnten den Rekonstruktionsversuchen der Autoren zufolge funktionelle Module identifiziert werden, darunter der Exportapparat, der Stator, der Stab, der Haken, das Filament sowie mehrere regulatorische Schaltkreise. Die Daten deuteten darauf hin, dass ein Großteil der funktionellen Organisation des Flagellums früh etabliert und anschließend beibehalten wurde. Dies lege nahe, „dass das ursprüngliche Flagellum nicht nur komplex war, sondern bereits in halbunabhängige Funktionseinheiten organisiert war, die unterschiedlich modifiziert werden konnten“.

Diese Befunde sprechen klar dagegen, das T3SS als Vorstufe des Bakterienmotors zu interpretieren, und sie sprechen für einen kreativen Ursprung. Ein maximal komplexes und zudem modular aufgebautes System lässt sich in seiner Entstehung kaum anders verstehen.

Literatur

Junker R (2008) Nichtreduzierbare Komplexität. SG Wort und Wissen. https://www.wort-und-wissen.org/wp-content/uploads/Irreduzible_Komplexitaet.pdf.
Junker R & Widenmeyer M (2021) Gibt es eine naturwissenschaftliche Evolutionstheorie? In: Junker R & Widenmeyer M (Hrsg.) Schöpfung ohne Schöpfer? Studium Integrale, S. 35–64, https://www.wort-und-wissen.org/produkt/schoepfung-ohne-schoepfer/.
Laland KN et al. (2014) Does evolutionary theory need a rethink? Yes, urgently. Nature 514, 161–164.
Laland KN et al. (2015) The extended evolutionary synthesis: its structure, assumptions and predictions. Proc. R. Soc. Lond. B282: 20151019.
Selçuk B et al. (2026) The last bacterial common ancestor encoded a complex flagellum. BioRxiv, https://doi.org/10.64898/2026.06.11.731707.

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