Die Ökologie des Kosmos
Vorlesung im SS 2000
Universität Bremen, FB. 8, Geographie;
(Stand: 17.7.2000)

Der Titel stellt zwei Begriffe in den Mittelpunkt des Buches, deren etymologischen Wurzeln im Logos des  klassischen Griechenlands verankert ist: Ökologie und Kosmos.  Das griechische Wort Kosmos: „Ordnung, Schmuck“ steht für das Weltall als geordnetes System, das „als nach sinnvollen Gesetzen gelenkt“ gedacht wird.  Der zweite Wortstamm leitet sich ebenfalls aus dem griechischen ab und wurde von Haeckel (1870) wie folgt definiert:  „Unter Ökologie verstehen wir die Lehre von der Ökonomie, von dem Haushalt der tierischen Organismen. Diese hat die gesamten Beziehungen des Tieres sowohl zu seiner anorganischen, als zu seiner organischen Umgebung zu untersuchen …. oder mit einem Wort: alle diejenigen verwickelten Wechselbeziehungen, welche Darwin als die Bedingungen des Kampfes um´s Dasein bezeichnete.“

Vorwort
Grundlage dieses Buches ist eine Vorlesung, die Max Koford, ein Kollege aus der Geologie und ich im Wintersemester 1996/97 hielten an der Universität Bremen im Fachbereich Geographie. Im SS 2000 konnte ich die Vorlesung noch einmal halten.

Unsere anfängliche Idee war, die Sicht auf die ökologischen Problem der Erde um eine, wie wir meinen, notwendige Perspektive zu erweitern: die Geoökologie um ihre Wechselwirkung mit ihrer kosmischen Umgebung. Die Überlegung dabei war, daß globale Probleme der Einbettung in astronomische Zusammenhänge bedürfen: Die Ozondynamik in der oberen Atmosphäre ist ein Zusammenspiel der kosmischen Einstrahlung von oben und der menschlichen Tätigkeiten von unten. Auch die Frage nach der Klimageschichte und der zukünftigen Entwicklung des Klimas auf der Erde ist eng an astronomische Parameter gekoppelt: eine Vermutung über die Entstehung der Eiszeiten lautet, daß sie durch die Unregelmäßigkeiten der Erdbahn um die Sonne ausgelöst wurden.

Wir wollten aber noch darüber hinausgehen und überhaupt die Rahmenbedingungen aufzeigen, die Leben entstehen und bestehen läßt und die Erde als nur eins von vielen möglichen Ökosystemen ansehen. Uns faszinierte die Möglichkeit, daß es vielleicht auch Leben auf dem Mars gibt oder gegeben haben könnte. Und warum sollte unser Sonnensystem mit seinem bewohnbaren Planeten Erde einmalig sein, wo doch mindestens zweimal die Geschichte bewiesen hat, daß der Mensch zu arrogant über seine Stellung im Kosmos gedacht hatte: Kopernikus verlegte die Heimat der Menschheit aus dem Mittelpunkt des Universums auf einen Planeten, der mit mehreren anderen eine Sonne umkreist. Darwin stufte ihn von einem durch Gottes Hand geschaffenen Wesen zu einem schnöden Nachfahren der Affen zurück.

Wir begannen, die neuen Fakten aus den verschiedenen Fachdisziplinen unter ein einheitliches Rahmenthema und in einen neuen Zusammenhang zu stellen, den wir Kosmoökologie nennen. Wir begannen ganz vorn, mit dem Urknall  und der Entstehung des Universums. Wir ließen die Entwicklung des Universums bis zur Entstehung des Sonnensystems Revue passieren und betrachteten weiter, wie das Leben auf der Erde entstand. Vor diesem Hintergrund bilanzierten wir den Ist-Zustand unserer Zeit und wagten schließlich, darüber hinausgehend, Zukunftsprognosen zu stellen.

Um diese durchgehende Chronologie konsistent erzählen zu können, gaben wir die Unterscheidung zwischen organischer und anorganischer Chemie, zwischen Mensch und Natur, und folgerichtig auch zwischen Technik und Biosphäre auf. Mit der Zeit wurde uns klar, daß sich die ganze Geschichte des Universums mit einigen wenigen Grundannahmen begreifen läßt. Uns hatte das einfache System verblüfft, mit denen die Physiker es vermögen, unseren Kosmos und seine Entwicklung zu beschreiben und wir hatten uns gefragt, ob es auch für die Entwicklung des Lebens ein ähnlich grundlegendes System gibt. Wir fanden es in der Evolutionstheorie, allerdings führten wir zur klassischen Evolutionstheorie drei zusätzliche Annahmen ein:
Die Evolution bezieht sich nicht auf Lebewesen an sich, sondern auf die informationstragenden Strukturen dieser Lebewesen. Denn vererbt werden bei den Organismen lediglich die Gene, die die Informationen tragen und das Ziel (so man in diesem Zusammenhang von einem Ziel sprechen darf) der Evolution scheint zu sein, immer komplexere Informationen zu entwickeln. Da jedes Muster Träger von Informationen ist, folgt Punkt zwei: Es gibt keinen prinzipiellen Unterschied zwischen der sogenannten unbelebten und der belebten Natur. Die Entwicklung der Atome, der Sonnensysteme und aller chemischen Moleküle erfolgt immer nach denselben zwei Prinzipien: Der zufälligen Veränderung, also der Mutation und der Selektion unter dem Druck der Umweltbedingungen, die durch die physikalischen Gesetze festgelegt werden. Die beiden Prinzipien der Evolution „Mutation und Selektion“ wurden von uns schließlich um den Punkt erweitert, daß neben der Mutation auch die Kooperation eine ähnlich wichtige Funktion in der Evolution einnimmt. Auf beiden Variationsschemata: Mutation und Kooperation wirkt die Selektion gleichermaßen.

Die einzigen uns bekannten Ökosysteme sind die Ökosysteme unseres Planeten. Doch sind diese Ökosysteme vielfältiger, als sie auf den ersten Blick erscheinen: Wir kennen auf der Erde Leben in den unterschiedlichsten Nischen wie der Tiefsee, dem Tiefengestein, den Eis- und Trockenwüsten, Biotope an heißen Quellen oder an unterseeischen Schloten von Vulkanen. Außerdem wissen wir, daß es auf der Erde unter fundamental anderen Umständen als heute Leben existierte, nämlich während der Frühzeit der Erdentwicklung unter völlig anderen atmosphärischen Bedingungen. Schließlich gerät es auch durch die technische Entwicklung in den Bereich des Denkbaren, daß es sehr andere Arten von Lebewesen geben könnte: einerseits durch die Gentechnologie hervorgebrachte Geschöpfe, die an gänzlich andere Umweltbedingungen angepaßt sein könnten und Roboter, bei denen die Grenze zwischen künstlicher Intelligenz und der uns eigenen Intelligenz verwischen. Auch dies sind unserer Meinung nach mögliche Lebensformen im Universum.

Das verblüffendste Ergebnis dieser Zusammenschau war für uns, daß sich daraus – im Gegensatz zu den apokalyptischen Prophezeiungen der Naturschützer – eine durchaus optimistische Zukunftsperspektive herausschälte: Die Entstehung von Lebewesen ist eine zwangsläufige und normale Entwicklung im Kosmos und das Organismenreich, das wir von unserer Erde her kennen ist überaus robust. Es zeigt sich sogar, daß das Leben auf der Erde aus jeder noch so verheerenden Katastrophe gestärkt und mächtiger hervorging.

Die optimistische Perspektive erschließt sich aber vor allem auf der Ebene der Menschlichkeit: Intelligenz ist eine folgerichtige Entfaltung im Organismenreich und es gibt gute Gründe anzunehmen, daß sie zur Verbreitung altruistischen Verhaltens führt: Das Gute im Menschen existiert und wird sich auf die Dauer durchsetzen, weil es die stärkerer Strategie im Überlebenskampf des Einzelnen darstellt.

Der Aufbau des Buches folgt der Chronologie des Universums, also der Entwicklung von Strukturen aus dem undifferenzierten Urzustand des Kosmos heraus bis hin zu den hoch komplexen Strukturen der Organismen. Das letzte Drittel des Buches beschäftigt sich mit daraus abgeleiteten Prognosen über die zukünftige Entwicklung der Menschheit und des Universums. Da sich dieser Bogen nicht nur räumlich auf das ganze Universum bezieht, sondern auch zeitlich vom Urknall bis zum Ende des Universums, kann die Darstellung nur szenenhaft oder episodisch geraten und sie wird nicht streng wissenschaftlich sondern eher narrativ dargestellt. Die Geschichte enthält dabei, gemäß dem ökologischen Anspruch, zwei Erzählstränge: Auf der einen Seite steht die Entwicklung und Selbstorganisation der Materie bis hin zum Menschen, auf der anderen Seite die Entwicklung der Umwelt, in der sich die Organismen der Erde entwickeln konnten.

INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
THEORETISCHE GRUNDLAGE
ENTSTEHUNG DER UNIVERSALEN ÖKOSPHÄRE
ZEIT
ENTWICKLUNG DER GROßSTRUKTUREN
EVOLUTION DER ATOME
KOSMOCHEMIE
ENTWICKLUNG DES SONNENSYSTEMS
DAS SONNENSYSTEM IM ÜBERBLICK
DIE PLANETEN UND MONDE
DIE INNEREN PLANETEN
DIE ÄUßEREN PLANETEN UND MONDE
DIE BEEINFLUSSUNG DES ÖKOSYSTEMS ERDE DURCH DIE SONNE
DIE BEEINFLUSSUNG DES ÖKOSYSTEMS ERDE DURCH DEN MOND
ASTEROIDEN UND KOMETEN
DER AUFBAU DER ERDE
DER KOHLENSTOFFKREISLAUF DER ERDE
DIE FRÜHE ERDE – ENTSTEHUNG DES LEBENS
DIE CHEMISCHEN VORAUSSETZUNGEN FÜR DAS LEBENS AUF KOHLENSTOFFBASIS
DIE ENTWICKLUNG DER ORGANISMEN
ORTE DES LEBENS
GAIA
IMPAKTE VON HIMMELKÖRPERN
WEITERE EVOLUTION DER ORGANISMEN
DIE ZUKÜNFTIGE MENSCHLICHE EVOLUTION
TECHNEA
VIRTUELLE WELTEN
ASTROBIOLOGIE
DIE PHYSIK DER UNSTERBLICHKEIT