Seit evolutionäre Ideen zum ersten Mal formuliert wurden, fragen sich Wissenschaftler, ob die Evolution rückgängig gemacht werden kann?
Darwin selbst glaubte, die Evolution sei unumkehrbar; er schrieb: "Eine einmal verschwundene Art kann nie wieder auftauchen, selbst wenn sich völlig identische Lebensbedingungen wiederholen würden." Wenn wir jedoch über kleinere Veranst altungen sprechen, ist die Antwort nicht so offensichtlich. Auch Darwins Zeitgenosse Dollo argumentierte für die Unumkehrbarkeit und formulierte sogar ein eigenes Gesetz: „Der Organismus kann weder ganz noch teilweise in den bereits in der Reihe seiner Vorfahren verwirklichten Zustand zurückkehren.“
Tatsächlich kann man sich leicht vorstellen, wie sich ein fünffingriges Glied eines Säugetiers, das in die aquatische Umgebung gefallen ist, wieder in eine viel ältere Form einer Flosse zurückbildet. Dies ist jedoch genau eine Regression, eine Bewegung zur Vereinfachung, aber nicht genau in die entgegengesetzte Richtung, in der sich einst die Gliedmaße aus der Flosse entwickelt haben.
Tatsächlich stellte sich die Beantwortung der Frage nach der Reversibilität evolutionärer Veränderungen in manchen Fällen als gar nicht so einfach heraus. Beispielsweise untersuchte eine Studie im Jahr 2003 die Flügel einer Reihe von Insekten: Über Millionen von Jahren haben diese Arten abwechselnd Flügel bekommen, sie dann verloren und sie dann wieder „nachwachsen lassen“. Eine Evolutionsstudie eines Proteins zeigte jedoch bald das Gegenteil: Es konnte nicht zu seiner alten Form zurückkehren.
Laut Professor Jeff Gore verwirrt Wissenschaftler die Frage selbst - man sollte nicht fragen, ob die Evolution umkehren kann, sondern wie und wann dies geschieht. Gore und sein Team führten eine solche Studie am Beispiel der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bei Bakterien durch, genauer gesagt gegen Cefotaxim.
Das Arbeitsmodell für diese Studien wurde vor einigen Jahren von einem Team von Harvard-Wissenschaftlern erstellt, die zeigten, dass ein Bakterium, um eine vollständige Resistenz gegen dieses Antibiotikum zu erlangen, fünf spezifische Mutationen erwerben muss. Jeder von ihnen erhöht die Resistenz und kann daher nacheinander in beliebiger Reihenfolge auftreten, wodurch die Resistenz von Bakterien gegen Cefotaxim erhöht und gesteigert wird.
Mögliche Wege des Bakteriums entlang des "Weges der fünf Mutationen" lassen sich in diesem Fall in einem Diagramm zusammenfassen; Insgesamt werden 120 Bewegungsvarianten erh alten, die von der absoluten Exposition gegenüber dem Antibiotikum (0 Mutationen) bis zur vollständigen Resistenz (5 Mutationen) reichen. Wissenschaftler hatten damals jedoch bereits gezeigt, dass Bakterien sich in Wirklichkeit nur in 18 Richtungen fortbewegen.
Dieses Modell wurde von Jeff Gores Gruppe verwendet, um sich zu fragen, ob Bakterien die Resistenz gegen Cefotaxim immer wieder verlieren können – natürlich unter künstlichen Bedingungen, unter denen diese Resistenz das Überleben negativ beeinflusst. Es hat sich gezeigt, dass Zustände, die sich nur durch eine Mutation unterscheiden, immer reversibel sind, aber mit zunehmender Zahl der Mutationen wird der „Rückweg“immer weniger möglich.
„Damit wurde zum ersten Mal gezeigt, wie die Reversibilität von Veränderungen durch den evolutionären Abstand zwischen ihnen bestimmt wird“, fügt Geoff Gore hinzu, „In Experimenten mit diesem System sind vier Mutationen ein kritischer Punkt: Wenn ein Bakterium alle vier erhält, kann es nicht mehr zum Anfang zurückkehren.“
