Aus dem Artenwandel folgt nicht die Phylogenese

Sieben mit biologischem Beobachtungswissen hinreichend begründete Thesen, die das phylogenetische Konzept zu Fall bringen und dadurch die Evolutionstheorie bis auf Weiteres falsifizieren

Laut evolutionsbiologischer Lehre sind alle Lebewesen durch die phylogenetische Entwicklung miteinander verwandt. Sie stammen von einem gemeinsamen Vorfahren namens LUCA mit einfachem Stoffwechsel ab, der eventuell schon vor 4,2 Milliarden Jahren lebte. Dazu liegt eine evolutionistische Position vor, wenn das stammesgeschichtliche Konzept als eine Tatsache, bewiesene Theorie oder alleinberechtigte Position eingestuft wird. HIER Positionen, Lehrplanvorgaben und Appelle.
Die bisher vorliegenden Resultate biologischer Forschung zur Geschichte der Lebewesen auf empirischer Basis präsentieren ein anderes Bild. Dies wird an Hand von sieben hinreichend begründeten Thesen mit präbiotischen, paläontologischen, genetischen, botanischen, zoologischen sowie mikro- und humanbiologischen Befunden dargelegt.

1. Wie die ersten lebenden Zellen auf der jungen Erde, einem anderen Planeten oder Mond entstanden sind, wurde an Hand eines experimentellen Nachweises noch nicht erklärt. Bisher gelang es keinem Expertenteam der präbiotischen Chemie, im Labor eine lebende Zelle aus leblosen Ausgangsstoffen zu erzeugen.
Jahrzehntelang waren die Teams der Ansicht, der „Ursprung des Lebendig-Seins“ könne mittels Funkenentladungsröhren, Proteinoid-Mikrosphären, RNA-Welt, Koazervaten oder hydrothermalen Schloten verstanden werden. Lange erweckte es den Anschein, als würden die präbiotischen Reaktionsketten in absehbarer Zukunft auf ein überzeugendes Szenario stoßen. Die zahlreichen Forschungsexperimente haben das anvisierte Ziel aber noch nicht erreicht. An der Hoffnung eines zukünftigen Durchbruchs wird aber festgehalten. Hier ein spannender Artikel zur präbiotischen Forschung: https://www.nature.com/articles/d41586-024-00544-4
Vergeblich waren auch die bisherigen Versuche von Fachpersonen der Biologie und Medizin, eine Leiche wieder leben zu lassen. Sie besteht unter anderem aus organischen Molekülen, ist aber nicht lebendig. An der Grenze des Lebendig-Seins gibt es Zustände wie 46.000 Jahre den Permafrost überdauernde Fadenwürmer, nach 24.000-jährigem Aufenthalt im Permafrost sich fortpflanzende Rädertierchen, 700 Jahre alte, keimfähige Samen der Indischen Lotusblume, Amphibien und Reptilien in der Winterstarre, Notfallpatienten mit Herzstillstand vor der Reanimation oder mit vor der Operation auf 10 Grad Celsius heruntergekühltem Körper, der Tod ist bei ihnen aber noch nicht eingetreten. Daher sind Lebendig-Sein und Tot-Sein zwei separate Zustände mit bisher nicht bekannter Überbrückung vom Tot-Sein zum Lebendig-Sein. Wie das Lebendig-Sein der Lebewesen zu Stande kommt, ist nach wie vor ungewiss.
Das Erbgut einer lebenden Zelle kann im Labor nachgebaut, auf ein Minimalgenom reduziert, durch fremde Gene erweitert und in andere lebende Zellen übertragen werden. Wie ein lebender Einzeller mit einigen hundert Genen aus leblosem Material entstehen kann, ist noch offen. Daher gilt die von Louis Pasteur 1882 geäußerte Feststellung, alles Lebende entsteht aus Lebendem („omne vivum ex vivo“), bis heute.

2. Beibehaltung des Grundaufbaus ab dem erstmaligen fossilen Auftreten bis zum Aussterben oder heute durchzieht ungeachtet der Bildung neuer Arten die Fossilüberlieferung. Die oft zu hörende Behauptung, es handle sich bei den Abermillionen von Jahren bestehenden Stabilitäten um wenige Ausnahmen, wird durch die Fülle der Aufbaustillstände widerlegt.
Der innere und äußere Aufbau der kugelförmigen Grünalgengattung Codium mit mehreren Zellkernen, dünnen Strängen und kuppelreicher Oberfläche ist fossil nahezu unverändert bei mindestens 541 Millionen Jahre alten Funden aus der chinesischen Dengying-Formation überliefert. Kiemenfüßer, Ruderfußkrebse und Cephalocaridae in 520 Millionen Jahre alten Schichten der chinesischen Provinz Yunnan sehen wie die heutigen aus. Die etwa 0,25 Millimeter großen Krebslarven von Wujicaris muelleri bewegten sich mit den Beinchen wie rezente bei der Nahrungssuche fort. Eine vor 520 Millionen Jahren in der Yulanshan-Formation fossil konservierte Gliederfüßer-Larve besaß die inneren Organe rezenter Gliederfüßer wie verschiedene Gehirnregionen, ein Nervensystem, Verdauungsdrüsen und ein effizientes Kreislaufsystem mit einer Körperflüssigkeit, die der Hämolymphe von heutigen Gliederfüßern mit offenem Blutkreislauf entsprach. Rippenquallen mit rezenter Anatomie wurden vor 518 Millionen Jahren mit Tentakeln in Qingjiang eingebettet. Frei schwimmende Quallen mit glockenförmigem, bis zu 20 Zentimeter hohem und zirka acht Zentimeter breitem Schirm zur Fortbewegung und mehr als 90 fingerartigen Tentakeln zum Fangen von größeren Beutetieren besiedelten die Meere vor 505 Millionen Jahren, worauf Fossilien im Burgess-Schiefer verweisen. In der Mitte unterhalb des Schirms befand sich wie bei rezenten Quallen der längliche Magenstiel mit der Mundöffnung am unteren Ende.
Perlboote der Gattung Nautilus haben seit mindestens 500 Millionen Jahren die Anatomie mit einem spiralförmigen Panzer als Schutz vor Beutegreifern und dem zerstörerischen Druck der Tiefsee weitgehend beibehalten. Das Gas in der hinteren Schale diente vermutlich wie heute als Auftrieb beim Manövrieren, was an U-Boote erinnert. Kaum verändert seit damals haben sich auch die zu den Wirbeltieren zählenden aalähnlichen Neunaugen mit knorpeligem Innenskelett, flossenartigem Saum am Rücken und Schwanz und Körperöffnungen auf jeder Seite für Nasenloch, Auge und sieben Kiemenlöcher. Die zwei Hirnareale ähneln hinsichtlich der Lage, des Aufbaus und der Verbindungen mit tieferen Hirnbereichen dem Gehirn von Säugetieren. Ein Areal erhält vom Thalamus die Informationen des Auges, das andere die des Kopfes und übrigen Körpers. Der fossil seit ungefähr 500 Millionen Jahren bekannte Große Linsenkrebs wurde 2021 lebend im Nationalpark Donau-Auen in Österreich entdeckt. Ein manchen heutigen Manteltieren zum Verwechseln ähnliches Exemplar befand sich in der 500 Millionen Jahre alten Marjum-Formation in Utha und erhielt wegen der großen paarigen Siphons und des sackartigen Körperbaus den Artnamen Megasiphon thylakos.
Die in ihrer Körperform deutlich unterscheidbaren Seelilien, Schlangenstern, Seewalzen und anderen Stachelhäuter besiedeln die Meere mit heutigem Aussehen seit über 480 Millionen Jahren. Vor mindestens 450 Millionen Jahren brütete der Muschelkrebs Luprisca incuba seine Eier aus und kümmerte sich wie heutige um die geschlüpften Jungtiere. Pfeilschwanzkrebse in 440 Millionen Jahre alten Silur-Schichten und im fränkischen Jura gleichen rezenten mit zweiteiligem Körper und Komplexaugen aus etwa tausend Einzelaugen. Ältere Fossilien der ab dem Silur eine Hochphase erlebenden Pfeilschwanzkrebse sind bereits aus dem Kambrium bekannt. Das blaue Blut der vier heutigen Arten wird wegen einer antibakteriellen Substanz kommerziell genutzt. Kaum verändert haben sich auch das Atmungs- und Kreislaufsystem des Skorpions Parioscorpio venator aus der 437 Millionen Jahre alten Waukesha-Lagerstätte in Wisconsin. Zwei Fossilexemplare haben ähnliche Vorderbeinklauen und die gleiche Giftblase im hinteren Körperteil wie rezente Skorpione zur Verteidigung und Beutejagd.
Männliche Muschelkrebse der Art Colymbosathon ecplecticos zeigen seit etwa 425 Millionen Jahren anatomischen Stillstand bis in die Weichteile. Die gleichaltrige Asselspinne Haliestes dasos ähnelte der rezenten Nymphon gracile. Vor 410 Millionen Jahren kleideten Spinnen ihre Höhle mit einer seidenen Falle wie heutige Gliederspinnen aus. 400 Millionen Jahre alte Weberknechtfossilien der schottischen Lagerstätte Rhynie Chert haben das Atmungssystem und die Geschlechtsorgane von heutigen. Die Art Eophalangium sheari wird in der Nähe bis heute angetroffen. Die fossil ältesten Quastenflosser aus dem Devon vor 400 Millionen Jahren ähneln den rezenten. Vor Costa Rica in 6.000 Meter Tiefe leben Urmützenschnecken seit über 380 Millionen Jahren. Die Garnele Aciculopoda mapesi aus 360 Millionen Jahre alten Schieferschichten Oklahomas gleicht heutigen bis in die Muskelstränge im Hinterleib.
Eine im Bundesstaat New York entdeckte Schweifspinne wickelte ihre Eier auch vor 350 Millionen Jahren mit Seidengeflechten ein. Gleichaltrige Moosfossilien lassen sich teilweise heutigen Arten zuordnen. Die Panzerplatten und Stacheln rezenter Käferschnecken finden sich bei 335 Millionen Jahre alten Fossilien aus Indiana. Weberknechte mit den heutigen Mundwerkzeugen, Krallen und Beinspitzen wurden vor 305 Millionen Jahren in einem französischen Steinkohlenwald eingebettet. Sie ähneln einerseits europäischen Vertretern mit rundem Körper und dünnen Langbeinen und andererseits stacheligen in Nordamerika.
Tropische Geißel- und Kapuzenspinnen mit dem Aussehen von rezenten wurden vor 300 Millionen Jahren fossilisiert. Gleichaltrige Eintags- und Florfliegen und andere Netzflügler sehen wie heutige aus. Die Leistung des Flugmechanismus von damaligen Libellen entsprach der von heutigen. Feenkrebse filterten Kleinplankton in Süßgewässern heraus. Ginkgobäume der rezenten Gattung Trichopitys sind in knapp 300 Millionen Jahre alten Schichten eingebettet. 170 und 56 Millionen Jahre alte Funde ähneln heutigen Arten wie Ginkgo yimaensis und Ginkgo adiantoides. Mimikry zum Täuschen von Fressfeinden findet sich vor 270 Millionen Jahren bei den Flügeln des Insekts Permotettigonia gallica. Wie rezente Laubheuschrecken ahmte es die Mittelader und die waagerechten Seitenadern von Blättern nach. In der heutigen Karibik schwamm damals der knochenhechtähnliche Manjuari. Dem Tag-Nacht-Rhythmus folgende Faltblätter besaß vor ungefähr 255 Millionen Jahren die Nacktsamige Blütenpflanzengattung Gigantonoclea.
Die in der Helsby-Sandstein-Formation im Südwesten Englands entdeckte Eidechsenart Agriodontosaurus helsbypetrae war vor etwa 242 Millionen Jahren auf die Insektenjagd spezialisiert. Beim Öffnen des harten Außenskeletts aus Chitin halfen ihr der Verbindungsknochen zwischen Kiefer und Wange, den auch die neuseeländischen Brückenechsen haben. Der Phänotyp eines fossilen Triops-Blattfußkrebses mit über 60 Beinpaaren im 220 Millionen Jahre alten fränkischen Keuper findet sich bis heute weitgehend unverändert. In einem gleichaltrigen Bernsteinarchiv aus der Region der Stadt Cortina d’Ampezzo in Italien sind Lebewesen eines küstennahen Koniferenwaldes mit den innerzellulären Strukturen eingeschlossen. Einige ähneln rezenten Gattungen. Sie gehörten zu einer Lebensgemeinschaft mit Bakterien und Grünalgen als Produzenten, Amöben und Wimperntierchen als Konsumenten und Pilzen als Destruenten. In 201 Millionen Jahre alten Schichten aus Schandelah in Niedersachsen finden sich Bruchstücke von Beinen, Körper- und Flügelschuppen von Schmetterlingen und Motten mit Saugrüssel und anderen Insekten. Teilweise ähneln sie heutigen Glossata. Von nacktsamigen Pflanzen erhielten sie Nektar.
Etwa 200 Millionen Jahre alte Schaben und ein gleichaltriges Fossil der neuseeländischen Langfühlerschrecke Riesenweta gleichen heutigen. Auch damals legten die Störe die Eier in oberen Flussregionen ab. Affenbäume wuchsen vor 190 Millionen Jahren im heutigen Patagonien, als die Anden noch nicht existierten. Belege sind fossile Zapfen mit Samen. Zu der Zeit existierte auch das Ontogenese-Muster des Unterkiefers und der Skelettanatomie der Brückenechse. Ein 180 Millionen Jahre altes Königsfarnfossil aus Schweden ähnelt rezenten bis in die Zellorganellen und Zellteilungsphasen. Eine 165 Millionen Jahre alte fossile Spinne aus der Inneren Mongolei stimmte mit der rezenten Gattung Plectreurys so stark überein, dass sie Eoplectreurys genannt wurde. In der Region flog damals die Florfliegenart Lichenipolystoechotes angustimaculatus. Ihr netzartiges Flügeladermuster ähnelte der dortigen Flechte Daohugouthallu, so dass Fressfeinde die auf der Flechte sitzende Fliege kaum wahrnahmen.
Kaum verändert seit diesem Zeitpunkt hat sich auch der Grundaufbau des heute in Höhenlagen im Himalaya ansässigen und vom Aussterben bedrohten Takakia-Mooses. Brutpflege findet sich vor 163 Millionen Jahren bei der fossilen Wasserwanze Karataviella popovi. Die Weibchen klebten dicht gepackte Eiergebilde an ihr linkes Bein. Mindestens 161 Millionen Jahre existiert die mit drastischen anatomischen und physiologischen Änderungen verbundene Metamorphose, deren Ursprung noch rätselhaft ist. Ein fossiler Beleg ist eine 16 Zentimeter lange Kaulquappe der Froschspezies Notobatrachus degiustoi mit dem gleichen Filtermechanismus bei der Aufnahme von Nahrungspartikeln wie bei den rezenten Fröschen. Heutige Knochenhechte ähneln Fossilfunden, die auf bis zu 157 Millionen Jahre im Jura datiert werden. Mitglieder der zwei rezenten Gattungen tauchen vor 105 Millionen Jahren in der Kreide im Fossilbericht auf.
Meerengel sind rochenähnliche Haie. Pseudorhina acanthoderma aus dem vor zirka 150 Millionen entstandenen Nusplinger Plattenkalk hat den abgeflachten Körperbau von heutigen. Rezente Käfer der Gattung Zetraphalerus und die Wollemi-Kiefer ähneln Fossilien in 150 Millionen Jahre alten Schichten. Mindestens 145 Millionen Jahre alte Exemplare der Brückenechse wurden in süddeutschen Oberjurasedimenten ausgegraben. Korallen mit der Formenvielfalt von heutigen lebten vor 140 Millionen Jahren in der Schwäbischen Alb. Gleichaltrige Spinnennetze mit runden Fäden zum Beutefang finden sich in Bernstein. Ein Spinnenfaden der 130 Millionen Jahre alten Lagerstätte bei Jezzine im Libanon stimmt im Durchmesser, in der Länge sowie Dichte und Verteilung der 38 Klebstofftröpfchen mit der Spinnenseide rezenter Webspinnen überein. Die Termitengattung Mastotermes war damals global verbreitet. In Bernstein aus dem Libanon sind ein Exemplar der rezenten Rüsselkäfergruppe Nemonychidae und frisch geschlüpfte Florfliegenlarven eingeschlossen. An manchen Eihüllen haften noch die Ei-Schlitzer zum leichteren Schlüpfen der Larven.
Etwa 130 Millionen Jahre alte Mammutbäume und 125 Millionen Jahre alte Koboldhaie sehen wie rezente aus. In zirka 115 Millionen Jahre altem Bernstein aus Alava in Spanien werden der heutigen Art Mesozygiella dunlopi ähnelnde Radnetzspinnen angetroffen. Die gleichaltrige, bis in einzelne Zellen erhaltene Lilienart Cratolirion bognerianum zeigt beim faserigen Wurzelsystem, den parallelnervig schmalen Blättern mit Blattscheide und der dreizähligen Blüte die Merkmale der heutigen Lilien. Zusätzlich hat die fossile Lilie eine Dolde als Blütenstand. Den Habitus einkeimblättriger Pflanzen gab es daher auch in der Kreide. Des Weiteren wurden im Nordosten Brasiliens gleichaltrige Relikte von Seerosen, Aronstäben und anderen zweikeimblättrigen Blütenpflanzen gefunden.
Hunderte Fragmente in Bohrkernen von 114 Millionen Jahre alten Nordatlantikschichten lassen sich heutigen Schlangensternen zuordnen. Der in indischen Gewässern beheimatete Gestreifte Buntbarsch existiert seit über 100 Millionen Jahren. Wasserläufer in 100 Millionen Jahre altem Bernstein aus Peñacerrada in Nordspanien glitten wie heutige über Gewässer. In gleichaltrigem Bernstein aus Myanmar sind Fruchtkörper der Schleimpilzgattung Stemonitis und eine parasitäre Fächerflüglerlarve mit heutigem Aussehen eingeschlossen. Ein Muschelkrebs erzeugte damals einen Knäuel von in Harz konservierten Riesenspermien, dessen heutige Weibchen die Spermien in einer Tasche tragen. Lamellenpilze wuchsen vor mindestens 99 Millionen Jahren auf Bäumen. Hütchen in burmesischem Bernstein ähneln denen der rezenten Art Palaeoagaracites antiquus. Damals gelangten in Myanmar eine Schildzecke, eine lebendgebärende Schnecke mit fünf Jungtieren nach der Geburt und zwei Tausendfüßer in das Harz von Bäumen. Die Tausendfüßer besitzen die typischen Merkmale wie den birnenförmigen Kopf und die siebengliedrigen Antennen von heutigen. Zur Fauna in Myanmar zählten auch ein Federleuchtkäfer und ein Glühwürmchen, dessen Leuchtorgan bei der Bauchspitze dem von rezenten, Licht erzeugenden Leuchtkäfern glich. Mit Hilfe des Leuchtens können die zwei Geschlechter zusammenfinden.
Die zu den Nacktsamern zählenden Palmfarne ließen sich in Australien vor zirka 99 Millionen Jahren von Käfern bestäuben. In Burma wurde ein zur Familie der Boganiidae gehörender Käfer der Art Cretoparacucujus cycadophilus mit Pollen von Palmfarnen in Bernstein konserviert. Offenbar lag die clevere Fortpflanzung der zweihäusigen Pflanze mit männlichen Blüten zum Anlocken gefräßiger Käfer und Pheromone aussendenden weiblichen Blüten in der Kreide vor. Die vier Millimeter große Stachelkäferart Angimordella burmitina könnte eine bedecktsamige Pflanze der Klasse Rosopsida mit hochentwickelten dreifurchigen Pollen bestäubt haben. Beinanhänge eines Käfers in Baumharz aus Myanmar belegen den Transport goldfarbener Pollen wie bei heutigen Bienen. Eine Arbeiterin der rezenten Ameisenart Sphecomyrma freyi befand sich in 92 Millionen Jahre altem Bernstein aus New Jersey. Die heutigen Knochenhechte haben fossile Vorfahren mit gleichem Aussehen ebenfalls in der oberen Kreide. Heuschrecken flogen vor 55 Millionen Jahren wie heute mit 7 kHz zirpend über Meere und Seen.
Die ältesten Fledermausfossilien mit dem typischen Echoortungsapparat heutiger sind in etwa 52 Millionen Jahre alten Sedimenten eingebettet. Mit Echoscans nahmen sie Abstand, Umriss, Größe und Beschaffenheit von fliegenden Insekten wahr. Laut Proteinvergleich heutiger Fledermausfamilien entstand die Echoortung mit Ultraschall zweimal unabhängig voneinander, was eine Erklärung vehement erschwert. Würde die in den 1960er Jahren in Wyoming entdeckte Art Icaronycteris index noch heute leben, wäre sie von rezenten Fledermäusen kaum zu unterscheiden. Die Schulterblätter, das Brustbein, der Brustkorb, die Hinterextremitäten und die Proportionen der Gliedmaßen ähneln den heutigen. Die für Insektenfresser typischen Zähne lagen ebenfalls vor.
Die gleichaltrige Onychonycteris finneyi hat Krallen an allen Fingern zum Klettern. Sie hing an Ästen mit dem Kopf nach unten wie heutige Fledermäuse, die eine Kralle am Daumen haben. Die Zähne der Krallenfledermaus passen zu einem Insektenjäger. Dabei setzte sie auch den Geruchsinn und die Augen ein. Die zur Echolokation benötigten Knochen lagen laut computertomografischer Untersuchung vor. Flügelskelett, Brustkorb und Schwanz legen einen Langstreckenflieger mit einer den Flug stabilisierenden Membran zwischen den Zehen nahe.
Die Fledermausfossilien aus Europa, Nordamerika, Nordafrika, Indien und Australien lassen sich größtenteils den zirka 20 heutigen Familien zuordnen. Ohne Vorläufer tauchen sie auf. Von auf vier Füßen laufenden Säugetieren lassen sie sich nicht ableiten. Bei heutigen Fledermäusen wird beim akrobatischen Flug die Erregung 1000 Mal schneller als beim Menschen weitergeleitet. Die Schärfe ihres Bildes entspricht dem von tagaktiven Tieren.
Nester mit Pilzen zur Nahrungsgewinnung verwendeten Termiten vor über 50 Millionen Jahren. Eine vor 50 Millionen Jahren im Eckfelder Maar eingebettete Honigbiene ähnelt heutigen samt den gesammelten Pollen. Viele in Bernstein eingeschlossene Bienen ähneln rezenten. Auch damalige Asseln, Blattläuse, Rindenwanzen und Käfer der Familie Cupedidae sehen wie heutige aus. Eine Riesenkrabbenspinne in 49 bis 44 Millionen Jahre altem Bernstein besitzt die Kieferklauen, Zähnchen, Gelenke, Augen und Beinhärchen der Art Euspanassus crassipes. Das 47 Millionen Jahre alte Wandelnde Blatt Eophyllium messelensis aus der Grube Messel gleicht heute in Südostasien vorkommenden Blattinsekten mit einer Mulde zum Einziehen des Kopfes, deren verbreiterter Hinterleib Blütenpflanzen ähnelt. Eine Fleischfressende Pflanze in Bernstein bei Kaliningrad gleicht der Gattung Roridila in Südafrika mit klebrigen Tentakeln zum Beutefang. Wanzen in der Taupflanze fraßen die Kerbtiere und versorgten die Wirtspflanze mit nährstoffreichem Kot.
Eine Fliege der rezenten Gattung Hirmoneura aus der Grube Messel suchte vor 47 Millionen Jahren unter anderem die Wasserweide und Jungfernrebe auf und verbreitete dabei den an den Härchen haftenden Pollen. Koboldmakis sind fossil seit mindestens 45 Millionen Jahren überliefert. Eine Raupe des Rindenspanners findet sich in einem 44 Millionen Jahre alten Bernstein aus dem Baltikum. Blüteneinschlüsse belegen die in Sümpfen und Mooren beheimatete Scheinkastanie und die in immergrünen Mischwäldern wachsende Sicheltanne vor 38 Millionen Jahren im Baltikum. Drei Feigenwespen bestäubten vor 34 Millionen Jahren bei der Eiablage Feigenbäume wie heutige auf der britischen Isle of Wight. Siebenschläfer verbrachten damals den Winter in Spanien, was fossile Zähne nahe legen.
Der asymmetrische Schädel, die tiefe Furche hinter den Nasenlöchern und der ausgezogene Oberkiefer eines Zahnwalfossils belegen, dass auch Vorfahren der rezenten Art Cotylocara macei sich der Echoortung in der Tiefsee vor 28 Millionen Jahren bedienten. Das knapp sechs Millionen Jahre jüngere, langschnauzige Delfinfossil Romaleodelphis pollerspoecki mit über 100 gleichförmigen Zähnen hörte Hochfrequenz-Signale, die seine Feinde nicht wahrnehmen konnten. Maulwürfe haben sich seit mindestens 25 Millionen Jahren kaum verändert.  Vor 24 Millionen Jahren bestäubten Hummeln die Blüten von Linden. Fossiler Beleg sind Pollen, die im gleichen Sediment mit Lindenblüten und Hummeln in der rheinland-pfälzischen Lagerstätte Enspel gefunden wurden.
Ein im Westerwald entdecktes Exemplar der Art Geotrypus antiquus hat den Schultergürtel sowie das Arm- und Handskelett mit den kurzen Mittelhandknochen wie heutige Maulwürfe zum Graben. Exemplare der Chamäleongattung Calumma auf Madagaskar lebten vor 18 Millionen Jahren in Kenia. Die vor 14,7 Millionen Jahren in der chinesischen Region Zhangpu in Bernstein eingeschlossenen Ameisen, Grashüpfer, Stabheuschrecken und Termiten ähneln teilweise rezenten in Südostasien und auf Papua-Neuguinea. In einer Lagerstätte bei Los Angeles aus dem vor zirka 2,6 Millionen Jahren begonnenen Pleistozän wurde die Muschelart Cymatioa cooki zuerst fossil und Jahrzehnte später lebend in der Nähe von Santa Barbara entdeckt.
Bei den Einzellern erinnern Abdrücke in zirka 2,3 Milliarden Jahre alten Schichten in Australien an heutige Schwefelbakterien. Ein Exemplar der Gattung Thiomargarita könnte in der 600 Millionen Jahre alten Doushantuo-Formation entdeckt worden sein. Wie heute aussehende Bakterien wurden bei Spitzbergen in 800 Millionen Jahre alten Schichten gefunden. Salztolerante Bazillen befanden sich in zirka 250 Millionen Jahre alten Schichten in der Nähe von Fulda. Bei der Bodenbakterienvariante Candidatus desulforudis audaxviator in Südafrika, Sibirien und Nordamerika veränderte das Genom sich seit mindestens 150 Millionen Jahren kaum. Das Jura-Erbgut liegt heute noch zu über 99,5 Prozent vor.
Die Beibehaltung des für die unterschiedlichen Lebensformen typischen Habitus bis zum Aussterben oder heute zeigt in eine andere Richtung als das evolutionsbiologische Konzept einer „phylogenetischen Höherentwicklung“. Laut Evolutionsmodell verändern sich die vorliegenden Merkmale. Dadurch entstehen im Laufe der Zeit neue Merkmale. Zur Absicherung des Konzeptes angesichts der längerfristigen Stillstände werden konstante Umweltbedingungen genannt. Der Erklärungsversuch überzeugt nicht, da die fossilen Arten verschiedene und/oder veränderliche Lebensräume aufsuchten. Fische wie Knochenhechte und Störe waren in verschiedenen Biotopen wie Flüssen und Brackwasser unterwegs.
Niedrige Mutationsraten erklären den morphologischen Stillstand mancher Gattungen. Doch fossil lange überlieferte Tiere wie Quastenflosser, Lungenfische und Brückenechsen haben übliche Mutationsraten. Eine weitere Erklärung sind Veränderungen registrierende und blockierende Mechanismen. So können hoch effiziente Protein- und DNA-Reparatursysteme mutative Veränderungen mit schädlichen Auswirkungen beseitigen. RNA-gesteuerte Endonukleasen können schädliche Abweichungen der DNA identifizieren und korrigieren. Hierbei handelt es sich um Enzyme, die mit Hilfe einer RNA die DNA schneiden.
Augenfällig zeigt die Bedeutung einer hohen Qualität der DNA-Reparatur sich bei Langlebigkeit. Grönlandwale können in Folge einer effizienten Erbgutreparatur über 200 Jahre alt werden. Dabei entfaltet möglicherweise das kälteaktivierte RNA-bindende Protein CIRBR eine unterstützende Funktion, da es beim Beseitigen von schwerwiegenden Doppelstrangbrüchen beteiligt ist, die unter anderem bei falscher Faltung der DNA entstehen. CIRBR kann auch die Lebensspanne der Taufliege verlängern und die Reparatur in Zellen des Menschen verbessern. Nacktmulle leben fünfmal länger als Mäuse und Ratten. Bei Ihnen löst das DNA registrierende Enzym cGAS unter anderem DNA-Reparaturen mit Hilfe homologer Rekombinationen aus. Der Mensch besitzt auch cGAS, aber mit vier anderen Aminosäuren im C-terminalen Bereich. Bei ihm wird die Reparatur der DNA durch cGAS blockiert. Vier Aminosäuren liegen den zwei gegenläufigen Effekten zu Grunde.
Bei Proteinen können Chaperone fehlerhafte Faltungen registrieren, beseitigen und die für die Funktion erforderliche Struktur durch beschleunigte Faltung wieder herstellen. Zudem unterstützen sie Proteine bei der Stabilität und beim Transport. Die Proteinfaltung insbesondere im endoplasmatischen Retikulum basiert auf einem Netzwerk von molekularen Chaperonen. Bei seiner Bildung organisieren die Chaperone sich selbständig und erzeugen tröpfchenförmige Kondensate, in denen sie wie die Maschinen eines Fließbandes angeordnet sind. Die noch nicht fertigen und fehlerhaft gefalteten Proteine gelangen in die Kondensate und verlassen sie erst wieder, wenn sie korrekt gefaltet sind.
Fehlgefaltete Proteine stellen eine erhebliche Gefahr für das Überleben von Organismen dar. Beim Menschen können Diabetes, zystische Fibrose, Krebs und altersbedingte neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder amyotrophe Lateralsklerose durch Proteine mit unüblicher dreidimensionaler Struktur entstehen. Es führt zur Bildung von Aggregaten, Fibrillen oder in der Zelle sich ansammelnden makromolekularen Strukturen.
Schwere Schäden an Lipiden der Zellmembran und der Membran von Zellorganellen, die unter anderem durch Hydrolyse, Aminolyse und Oxidation zu Stande kommen, können von vorbeugenden, kontrollierenden und wiederherstellenden Mechanismen verhindert oder beseitigt werden.
Die längerfristige Beibehaltung des Grundbauplans gewährleisten komplizierte Mechanismen, die Veränderungen der DNA mit schädlichen Auswirkungen registrieren und reparieren sowie für die korrekte Struktur und Funktion von Lipiden und Proteinen zuständig sind.

3. In der fossilen Überlieferung werden komplexere Merkmale, eine größere Vielgestaltigkeit von unterschiedlichen Lebensformen und eine größere Vielfalt von verschiedenen Arten als in der heutigen Lebenswelt angetroffen. Insgesamt stimmt die morphologische und physiologische Komplexität der Fossilien mit der von rezenten Lebewesen überein, die mit ihnen verglichen werden können. Ab dem frühen Erdaltertum (Kambrium) sind komplizierte Ausstattungen wie Facetten- und Linsenaugen fossil dokumentiert. Sie treten voll funktionsfähig ohne fossile Vorläufer auf.
Weibliche Gnitzen sind kleine stechende Mücken, die fortpflanzungsbereite Männchen mit Hilfe von Sexualstoffen in Zerstäubern am Hinterleib anlocken. Eine 54 Millionen Jahre alte Gnitze in indischem Bernstein hat an den Vorderflügeln blasenförmige Täschchen mit randständigen Härchen zum Zerstäuben der dortigen Pheromone beim Fliegen. Den zirka 4.000 rezenten Gnitzenarten fehlt ein derartiger Mechanismus zum Anlocken weit entfernter Fortpflanzungspartner.
Parasitoide Insekten bedienen sich anderer Lebewesen bei der Entwicklung des Nachwuchses. Die Weibchen der vor 99 Millionen Jahren im Norden Myanmars beheimateten und zur Überfamilie der Goldwespenartigen zählenden ArtSirenobethylus charybdis verfügten an der Spitze des Hinterleibs über einen aus drei Klappen bestehenden Greifapparat, mit dem sie die Opfer wie kleine Fliegen, springende Insekten und Zikaden fixierten. Die haarähnlichen Borsten der unteren Klappe registrierten vermutlich Bewegungen, was an die Fangblätter der fleischfressenden Venusfliegenfalle erinnert. War ein Tier gefangen, wurde es vorübergehend bewegungsunfähig für die Injektion der Eier. Die sich entwickelnden Wespenlarven ernährten sich von der Beute und ließen sie vermutlich vorläufig weiter leben. Der Mechanismus zum Fangen hochmobiler Insekten liegt bei Sirenobethylus funktionsfähig vor. Vorläufer des Greifapparates sind fossil noch unbekannt. Das Team bemerkte in der Studie von 2025 nach Untersuchung von 16 weiblichen Exemplaren in Bernstein der Region Kachin, dass die Fossilien darauf hindeuten, dass die Goldwespenartigen in der mittleren Kreidezeit ein breiteres Spektrum an Parasitoid-Strategien aufwiesen als heute.
Auffallend bei der bisher ältesten Höllenameise Vulcanidris cratensis und zugleich frühesten eindeutigen Ameise ist der stark spezialisierte Fressapparat. Bei der 113 Millionen Jahre alten Ameisenart aus der Crato-Konservat-Lagerstätte im Nordosten Brasiliens bestand er aus parallel zum Kopf nach vorne verlaufenden Mundwerkzeugen und einem Gesichtsvorsprung vor den Augen. Die Ausstattung mit sichelförmigen, nach oben gerichteten Kiefern zum Fangen, Umklammern oder Aufspießen der Beute legt ein einzigartiges Jagdverhalten der knapp drei Millimeter großen Ameise nahe. „Die komplizierte Morphologie deutet darauf hin, dass selbst diese frühesten Ameisen bereits ausgeklügelte räuberische Strategien entwickelt hatten, die sich deutlich von denen ihrer modernen Gegenstücke unterscheiden“, stellte der Erstautor der 2025 veröffentlichten Studie fest. Er fügte hinzu: „Der Fund einer solchen anatomisch spezialisierten Ameise aus der Zeit vor 113 Millionen Jahren stellt unsere Annahmen darüber in Frage, wie schnell diese Insekten komplexe Anpassungen entwickelt haben.“
Glasschwämme sind tierische Meeresbewohner mit diversen Formen, die Kelchen, Trichtern, Blumen oder Rüschen ähneln. Vor 155 Millionen Jahren bildeten sie ein 7.000 Kilometer langes Riff, das heute vom US-Bundesstaat Tennessee über Spanien und Polen bis zum Kaukasus reichen würde. Relikte in Europa sind weiße Kalkfelsen in der Fränkischen und Schwäbischen Alb und Felsen beim Rheinfall von Schaffhausen. Auch fossile Bakterienverbände bauten größere Riffe als die heutigen Bakterien.
Bei den gefiederten Fossilien des Erdmittelalters werden mehr Federtypen als bei den rezenten Vögeln gefunden. Dazu zählen basal drahtartige Federn mit fädiger Spitze, abgerundete asymmetrische Federn mit schmaler Basis, in Körpernähe bandartige Konturfedern, Federn mit mehreren von der kurzen Achse beidseitig abgehenden Ästen und haarförmige Fadenfedern mit Rezeptoren an der Basis zum Registrieren der Konturfeder-Stellung.
Der Ringelwurm Dannychaeta tucolus aus der unterkambrischen Canglangpu-Formation besaß Merkmale wie ein spatelförmiges vorderes Kopfende mit verlängerten Anhängen, einen breiten Vorderkörper und einen langen Hinterkörper mit zweigliedrigen Fortsätzen zur Fortbewegung, die bei der heutigen Familie der Megalonidae gefunden werden. Ein molekularer Vergleich von fast 48.000 Aminosäurepositionen in 231 Proteinen von 34 Gruppen von Ringelwürmern führte zu einer hypothetischen Ausgangsform mit mehreren Sinnesorganen und spezifischen Kopfanhängen. Den rezenten Ringelwürmern fehlen solche Kopfanhänge.
Eine immense Artenfülle findet sich im Erdaltertum bei den Armfüßern, Haarsternen und Seelilien. Bei den fünf heutigen Klassen der Stachelhäuter (Seeigel, Seesterne, Schlangensterne, Seelilien und Seewalzen) findet sich eine fünfstrahlige Symmetrie. Die mindestens 20 fossilen Klassen besaßen außerdem eine bilateralsymmetrische oder dreistrahlige Anatomie.
Cyanobakterien des Präkambriums bildeten Kohlenhydrate wie heutige beim komplexen Vorgang der Fotosynthese mit Hilfe solarer Lichtenergie aus Kohlendioxid und Wasser mit Freisetzung von Sauerstoff. Zum Fotosyntheseapparat gehören zahlreiche Proteine und Enzyme. Ein Erzeugnis der präkambrischen Cyanobakterien sind die bis zu zehn Meter hohen Stromatolithen. Die Hinterlassenschaften aus fein geschichteten, kalkhaltigen Sedimentmatten ähneln Kuppeln, Rippeln auf Sandböden, verzweigten Säulen, Blätterteigprodukten oder Eierschachteln und könnten schon vor über drei Milliarden Jahren gebildet worden sein. Heutzutage finden Stromatlithen sich vereinzelt in kleinen Meeresarmen oder Seen und erreichen die fossile Formenvielfalt nicht mehr.

In den Ablagerungsschichten des vor zirka 539 Millionen Jahren begonnenen Kambriums ist eine hoch verschiedengestaltige Tierwelt fossil eingebettet. Die Fossilien mit erstmals belegter Anatomie tauchen explosionsartig mit funktionsfähigen Merkmalen auf. Zur Fauna gehören Schwämme, Rippenquallen, Platt-, Priaps-, Ringel- und Eichelwürmer, Weich- und Hohltiere, Hakenrüssler, Flügelkiemer, Armfüßer, Nesseltiere, Stachelhäuter, Gliederfüßer, Mantel- und andere Chordatiere sowie kieferlose Fische als fossil älteste Vertreter der Wirbeltiere.

In den kambrischen Meeren waren achtstrahlige Tiefseekorallen mit Biolumineszenz, über ein Meter große Anomalocariden und anatomisch komplexe Gattungen wie Collinsium, Hallucigenia und Marrella ansässig. Collinsium hat vorne ein Paar wie Antennen und sechs Paar wie fein gefiederte Filtrierer aussehende Anhänge. Zudem besitzt es neun beklaute Beine zum Festhalten der Beute und 72 spitze Rückenstacheln, um vermutlich Feinde abzuwehren. Der Körperbau ist komplexer als der von rezenten Stummelfüßern, die am ehesten mit ihm vergleichbar sind. Beim „irren Wundertier“ Hallucigenia wurde lange diskutiert, was die Ober- und Unterseite sowie das vordere und hintere Ende sein könnten. Außergewöhnlich wirken der lang gezogene Kopf, die spitzen Anhänge auf der Unter- und Oberseite sowie die üppige Bezahnung um den Mund und im Rachen. Den ihm ähnelnden Stummelfüßern fehlen solche Zähnchen.
Die Gattung Anomalocaris hat echte Kiefer, mehrere Zahnreichen, paarige Mundwerkzeuge, einen Rumpf mit elf Lappen von dreieckiger Grundform und zwei Augen auf kurzen Stielen. Mit den Facettenaugen aus jeweils bis zu 16.700 sechseckigen Einzelaugen sah der fossile Räuber schärfer als die meisten heutigen Insekten. Mit Hilfe zweier flügelförmiger Flossen war er so exzellent manövrierfähig wie Rochen. Die zwei gegliederten Mundwerkzeuge mit dornenartigen Anhängen packten die Beute und führten sie zur Mundöffnung, die wie eine Kamerablende geöffnet werden konnte. Eventuell dienten die mit Stacheln besetzten Greifer auch als Filtrierapparat, mit dem die Nahrung aus dem Wasser wie bei Bartenwalen aufgenommen wurde. Hinsichtlich der anatomischen Komplexität kann Anomalocaris ist rezenten Krebsen, Spinnen und Insekten verglichen werden.
Quasi eine Miniatur-Ausgabe von Anomalocaris ist der nur sechs Zentimeter große Räuber Mosura mit stacheligen Klauen zum Ergreifen der Beute, bis zu 26 Rumpfsegmenten und drei hervorstehenden Augen für eine erfolgreiche Orientierung beim schnellen Schwimmen. Eng beieinander liegende Bänder aus Kiemenlamellen sorgten für ausreichend Sauerstoffzufuhr bei der Jagd oder bei der Flucht vor größeren Räubern. Vermutlich hakte Mosura die Beute mit den Klauen ein, drehte die Gliedmaßen nach hinten und führte die Beute zum mit Zähnen besetzten Mund. Pikaia besaß einen inneren Achsenstab, zickzackartig angeordnete Muskeln und einen Schlund mit Kiemenspalten. Mit paarigen Tentakeln erkundete Pikaia die Umgebung. Der Habitus ähnelte dem des heutigen Lanzettfischchens.
Den bis zu knapp zwei Zentimeter großen Gliederfüßer Marrella kennzeichnet eine außergewöhnlich hochgradige Grazilität. Aus dem schmalen Kopfschild ragen zwei Paar nach hin­ten gerichtete Stacheln hervor. Hinter dem Kopf fol­gen 24 bis 26 Körpersegmente, die jeweils ein Paar zweiästige Gliedmaßen tragen, bestehend aus einem unteren Laufbein und einem oberen Zweig, der zarte Kiemen trägt. Das in zirka 515 Millionen Jahre alten Sedimenten entdeckte, marine Spinnentier Mollisonia symmetrica besaß ein strahlenförmiges, mit den fünf Beinpaaren verbundenes Nervensystem. Der Aufbau des Gehirns ähnelte dem rezenter Spinnentiere, die größtenteils auf dem Festland leben. Das für Spinnen typische Gehirn war spiegelbildlich zu dem von anderen Gliederfüßern angeordnet und hatte zangenähnliche Nervenfortsätze, die an die Kieferklauen lebender Spinnen erinnern. Daraus folgt vernünftigerweise laut Team, das die Details des Gehirns 2025 vorstellte, dass „diese einzigartigen Merkmale während der gesamten 500 Millionen Jahre dauernden Evolution der Spinnentiere erhalten geblieben sind“.
Eine ökologische Bedeutung wie heutige Haie und Rochen hatte im untersten Kambrium vor 538 Millionen Jahren der bis zu 30 Zentimeter große Meereswurm Timorebestia koprii, der Gliederfüßer mit Chitin-Außenskelett verzehrte und dessen Gattungsname „furchteinflößende Bestie“ bedeutet. Vermutlich stand der räuberische Wurm mit Seiten- und Schwanzflossen, ausgeprägtem Kopf und Kiefer, zwei langen Greifstacheln und Bauch-Ganglion (Verdickung mit angehäuften Nervenzellen) weit oben in der Nahrungskette. Der in Röhren am Grund von Gewässern lebende unterkambrische Ringelwurm Dannychaeta tucolus hatte Merkmale, die bei der heutigen Familie der Megalonidae angetroffen werden. Dazu zählen das spatelförmige vordere Kopfende mit verlängerten Anhängen und der breite Vorder- und lange Hinterkörper mit zweigliedrigen Fortsätzen zur Fortbewegung. Wegen noch heute vorkommender Merkmale werden manche kambrischen Fossilien als „Kronentiere“ eingestuft.
Die Entstehung der bisher über 50 entdeckten kambrischen Tierklassen bzw. mehr als 1.200 Gattungen mit oft geografisch weiter Verbreitung kann mit dem Hinweis auf einen hohen Kalzium- und Sauerstoffgehalt oder ein Freiwerden von Lebensräumen bei einer Krise nicht erklärt werden. Es sind tierfreundliche Rahmenbedingungen, aber keine genetische Erklärung für die Entstehung der anatomisch hoch unterschiedlichen Tierformen. Durch Umweltveränderungen wie ein anderes Nahrungsangebot oder Aufsuchen neuer Biotope kann die Bildung neuer Arten erklärt werden.
Die „Kambrische Explosion“ belegt das Sterben der eingebetteten Tiere und sagt nichts über ihre Entstehung aus. Wann, wo und wie die einzelnen Arten vor dem untersten fossilen Beleg entstanden sind, wo und wie lange sie nach dem obersten Fossilfund noch gelebt und welche fossil nicht überlieferten Arten zusätzlich existiert haben, ist ungewiss. Fossil wurden ältere Vertreter der kambrischen Lebensformen im Präkambrium bisher nur vereinzelt entdeckt. So wurden in 560 bis 550 Millionen Jahre alten Schichten in Südaustralien Abdrücke gefunden, die auf bis zu zirka drei Zentimeter große Fadenwürmer als Repräsentanten der Häutungstiere verweisen könnten.
Das fossil abrupte Auftreten neuer Lebensformen wird auch bei der Lebenswelt des Ordoviziums nach der Krise im ausgehenden Kambrium und in späteren geologischen Epochen gefunden. Zwischen den kambrischen Fossilien und den bisher im Ordovizium ausgegrabenen wie dem maximal neun Meter langen Cameroceras mit Jet-Antrieb oder dem Rückenknochenfisch Astraspis bestehen anatomische Unterschiede, die mit dem bisherigen Wissen bei der Bildung neuer Arten nicht erklärt werden können.

Relikte einer fossil älteren Lebenswelt als die kambrische Fauna sind die nach einem Fundort in Australien benannten Ediacara-Fossilien. Lange wurde debattiert, welcher taxonomischen Großgruppe die global verbreiteten Fossilien zuzuordnen sind. Vorgeschlagen wurde die Einordnung als Flechten, Pilze, Rieseneinzeller, Zellkolonien, frühe Tierstämme oder eigene Taxa. Durch Nachweis von Cholesterin bei der Gattung Dickinsonia aus dem Weißen Meer wurden die bisher bekannten Fossilleichen 2018 als Vertreter einer Fauna eingestuft, was bei einigen Fachpersonen der Paläobiologie noch umstritten ist.

Die zum Fossilfundus gehörende Gattung Dickinsonia ähnelt einer elliptischen Scheibe mit mehreren Segmenten entlang der Mittelachse. Pteridinium simplex erinnert an den Rumpf eines Bootes mit vertikal dem Kiel entlanglaufender Scheidewand. Charnia wardi gleicht einem langen Blatt mit starker Äderung. Luftmatratzenähnliche Arten hatten variabel mit Lamellen abgesteppte Körperhüllen. Wie Farnwedel aussehende Fossilien waren bis zu zwei Meter lang und hatten Stiele zur Verankerung auf dem Meeresgrund. Yorgia waggoneri könnte sich ähnlich wie einzellige Amöben fortbewegt haben.
Typische Räuber-Beute-Beziehungen existierten vermutlich noch nicht, da fossile Belege von Verletzungen noch nicht entdeckt wurden. Daher wurde gelegentlich vom „goldenen Zeitalter mit dem friedlichen Garten von Ediacara“ gesprochen. Die Ernährung und die Fortpflanzung sind erst teilweise bekannt. Gattungen wie die den Weichtieren ähnelnde Kimberella und die an Röhrenwürmer erinnernde Calyptrina könnten vor etwa 558 Millionen Jahren Matten mit Algen und Bakterien am Meeresgrund abweidet und verdaut haben. Der Sterinstoffwechsel in ihrem Darm glich dem von heutigen wirbellosen Tieren. Und Quaestio simpsonorum mit Links-Rechts-Asymmetrie könnte sich vor 550 Millionen Jahren wie ein kleiner Staubsauger über den Meeresboden bewegt und Nährstoffe von Kleinstlebewesen bezogen haben.
Manche Arten erhielten eventuell Moleküle durch Osmose aus dem Wasser, andere lebten als Filtrierer. Farnähnliche standen möglicherweise als Kolonie über dünne Fäden miteinander in Kontakt. Mit Hilfe der Vernetzung könnten die Individuen Nährstoffe wie manche Pflanzen über Seitentriebe mit Ablegern ausgetauscht haben. Das aus teilweise meterlangen Fäden bestehende Geflecht könnte auch zur asexuellen Vermehrung gedient haben. Zudem könnte Fortpflanzung durch Knospung stattgefunden haben. Funisia mit dicht angeordneten Röhren und laichartigen Gebilden pflanzte sich möglicherweise sexuell und asexuell fort.
Die Vorfahren der bisher in Australien, Namibia, Südafrika, Kanada und Russland entdeckten Ediacara-Lebenswelt werden noch gesucht. Sie taucht fossil abrupt auf und ist im Kambrium nicht mehr überliefert. Davor endete die globale Gletscherepoche. Vor 720 bis 635 Millionen Jahren glich nahezu die gesamte Erde mit zugefrorenen Meeren einem Schneeball oder einer Schneematschkugel. Eine weitere Eiszeit attackierte die Erdbewohner vor etwa 581 bis 580 Millionen Jahren. Wie unter dieser Rahmenbedingung die verschiedengestaltigen Gattungen und Familien entstehen konnten, bedarf noch einer überzeugenden Erklärung. Der Hinweis auf einen höheren Sauerstoffgehalt durch starke Algenvermehrung in Folge einer größeren Mineralstoffmenge nennt eine für Tiere günstige Rahmenbedingung, ist aber keine Erklärung mit Ursache-Wirkung-Beziehung. Und die Behauptung eines „entfesselnden Schubes durch ein global extremes Klima“ oder eines Anfangs von bis heute mysteriösen Kreaturen durch „evolutionäre Kreativität“ übertüncht fehlendes genetisches Wissen oder vermenschlicht den angenommenen Prozess einer phylogenetischen Entwicklung.
Wiederholt zeigt sich bei den Fossilien in den Sedimenten der Ediacara-Epoche ein rascher Aufstieg und Niedergang von unterschiedlichen Gruppen. Zweimal war die Lebenswelt einer hohen Auslöschungsrate ausgesetzt, vor zirka 551 und vor 542 bis 539 Millionen Jahren. Gelegentlich wurde das doppelte Aussterben gegen Ende des Präkambriums sogar als das erste erdgeschichtliche Massenaussterben eingestuft. Demnach könnten sechs und nicht fünf fossil belegte Massenaussterben stattgefunden haben. Einige Fachpersonen sehen auch die Krise im Karbon am Ende des Serpukhoviums vor 325 Millionen Jahren angesichts der ökologischen Auswirkungen als ein Massenaussterben an, so dass sieben vorliegen könnten. Heute könnte ein weiteres Massenaussterben begonnen haben.

Ein evolutionsbiologischer Nachweisversuch einer phylogenetischen Entwicklung während der Geschichte der Lebewesen lautet: Wären Vertreter aller schätzungsweise 500 Millionen bis eine Milliarde bisherigen Arten fossil überliefert, könnte die phylogenetische Entwicklung über zahlreiche Zwischenformen belegt werden. Da aber nur ungefähr 350.000 fossile Arten bislang bekannt sind, tauchen die unterschiedlichen Baupläne in der Regel unvermittelt auf. Der Erklärungsversuch überzeugt nicht, da die zu belegende phylogenetische Entwicklung vorausgesetzt und nicht argumentativ abgesichert wird.
Die Merkmale der fossilen Arten liegen beim erstmaligen Auftreten in fertiger Ausführung vor, was die folgende Zeichnung der kambrischen Fauna von John Sibbick demonstriert. Es würde vermutlich keine Fachperson die Tiere als primitiv oder mit noch in der Entwicklung befindlichen Merkmalen einstufen, wenn sie in den heutigen Meeren beheimatet wären.

Das Konzept einer phylogenetischen Entwicklung über zahlreiche Zwischenformen wird auf empirischer Betrachtungsebene dadurch ernsthaft in Frage gestellt, dass die anatomisch komplexen und physiologisch hoch leistungsfähigen Facetten- und Linsenaugen schon zu Beginn der fossilen Augenüberlieferung im Unterkambrium vorliegen. Vorstufen der zwei Augentypen wurden fossil noch nicht entdeckt.
Frappierend ähnlich mit den Facettenaugen rezenter Gliederfüßer sind die fossilen Sehorgane unterkambrischer Trilobiten. Holmia kjerulfi sah mit den dicht gepackten Einzelaugen die Umgebung so scharf wie heutige Bienen. Auch die Augenleistung von Schmidtiellus reetae ähnelte der von heutigen Insekten. Pigmente schirmten die etwa 100 aus einem zentralen Lichtleiterstäbchen und sieben peripheren Sinneszellen bestehenden Einzelaugen voneinander ab. Ein spezieller Bautyp kompensierte die fehlende Linse. Das zentrale Sehstäbchen wandelte die Lichtsignale in elektrische Impulse um, die vom Nervensystem verarbeitet wurden. Wie heutige Insekten sah der Trilobit die verschiedenen Helligkeitsverteilungen im Umfeld. Laut Untersuchungsteam zeigt das fossile Facettenauge „eine elegante physikalische Lösung, wie man ein Qualitätsbild moderner Art entwickeln kann“. An Insekten erinnert auch das auf der Stirnmitte zwischen den zwei Facettenaugen platzierte Medianauge, das vermutlich unter einer dünnen, lichtdurchlässigen Außenschicht lag.
Vergleichbares lieferte die Analyse des Facettenauges des ungeföhr 429 Millionen Jahre alten Trilobiten Aulacopleura koninckii aus dem Silur. Auch hier schirmten Pigmente die circa 200 Einzelaugen voneinander ab. Jedes hatte acht um das zentrale Lichtleiterstäbchen gruppierte Sinneszellen. Oberhalb der lang gestreckten Sehzelle befand sich der lichtbrechende Kristallkegel, darüber die hauptsächlich aus Kalzit bestehende Linse, die die Lichtstrahlen zum zentralen Lichtleiterstäbchen lenkte. Außen war eine lidartige Schicht zum Abschatten des einfallenden Lichts und Stabilisieren des Auges positioniert. Der Aufbau und die Funktionsweise des Facettenauges ähnelten dem von rezenten Bienen und tagaktiven Krebstieren, so dass die Autoren von „einer modernen Art des Komplexauges“ sprachen.
Der fossile Nachweis hochauflösender Facettenaugen ab dem unteren Kambrium mit der gleichen Funktionsweise wie bei heutigen Gliederfüßern entspricht nicht der evolutionsbiologischen Erwartung. Ein anatomisch und physiologisch komplexer Augentyp tritt zu Beginn der fossilen Überlieferung voll funktionsfähig auf und sein Grundaufbau wird bis heute angetroffen. Damit sieht eine Stubenfliege mit ihren Tausenden Einzelaugen 200 Bilder pro Sekunde, während der Mensch nur 16 bis 18 Einzelbilder im gleichen Zeitraum wahrnimmt.
Zu den fossil ältesten Tieren mit Linsenaugen zählen die kieferlosen Fische Myllokunmingia fengjiaoa und Haikouichthys ercaicunensis aus 530 Millionen Jahre alten unterkambrischen Schichten. Eine kontinuierliche Entstehung des Linsenauges wurde fossil noch nicht nachgewiesen. Heutige Lebewesen mit Linsenaugen sind die Würfelqualle Tripedalia cystophora, die Große Pilgermuschel, die Tintenfische, manche Schnecken und Ringelwürmer, die Wirbeltiere und der Mensch.
Die nur ein Zentimeter große Würfelqualle Tripedalia cystophora hat an den Körperecken vier Sinneskörper mit jeweils vier Pigmentbecher- und zwei Linsenaugen. Der Brechungsindex der Linse sinkt kontinuierlich von innen nach außen, um Abbildungsfehler zu vermeiden. Die Pupille passt sich an verschiedene Lichtverhältnisse an. Wie die Verarbeitung optischer Reize durch einfache Nervenstränge funktioniert, wird noch erforscht.
Bei der zu den Kammmuscheln zählenden Großen Pilgermuschel befinden sich bis zu 200 ein Millimeter große Linsenaugen am Mantelrand. Jedes besteht aus einer Hornhaut, einer doppelschichtigen Netzhaut und einem dahinter positionierten Reflektorspiegel. Die vordere Schicht der Netzhaut dient primär der Wahrnehmung von Objekten unterhalb, die hintere dem Erfassen des Umfeldes oberhalb der Muschel. Der Reflektorspiegel besteht aus bis zu 30 übereinander liegenden Schichten aus flächig angeordneten, quadratischen Guaninkristallen. Ihre Kantenlänge beträgt etwa 1,23 μm und ihre Dicke durchschnittlich 74 nm. Der Hohlspiegel reflektiert Grün- und Blaulichtanteile auf die Brennpunkte der Netzhautschichten. Wie der Linsenaugetyp entstanden ist, gehört ebenfalls noch zu den Rätseln der Evolutionsbiologie.
Beim Linsenauge der Säugetiere wird das auf die vordere Netzhaut gelangende Licht von röhrenartigen Zellfortsätzen spezieller Glia-Zellen bis zu 99 Prozent zu den Lichtsinneszellen der hinteren Netzhaut geleitet. Die lang gestreckten, parallel zum Lichteinfall verlaufenden Zellfortsätze werden auf dem Weg zu den Stäbchen und Zapfen kontinuierlich enger. Fast jedes Lichtteilchen wird aufgefangen und ohne nennenswerte Abschwächung und Streuung zu den Lichtsinneszellen geleitet. In der Regel wird jede für das farbliche und scharfe Sehen bei Tag zuständige Zapfenzelle von einem Zellfortsatz mit Photonen versorgt. Bei Dunkelheit leitet ein Zellfortsatz die Lichtteilchen zu etwa zehn Stäbchenzellen.
Wie der zelluläre Photonentransport durch die Netzhaut entstanden ist und während der Ontogenese durch vielfach vernetzte Interaktionen zu Stande kommt, bedarf noch einer Erklärung. Bevor Sehen mit hoher Abbildungsschärfe möglich ist, läuft während der Embryonal- und Fetalentwicklung auf genetischer, epigenetischer, molekularer, zellulärer, histologischer und organischer Ebene eine komplizierte Kaskade von Prozessen ab. Die Wahrnehmung überlebensrelevanter Umweltreize mittels Linsenauge setzt voraus, dass alle Schritte reibungslos ablaufen und die Komponenten an der benötigten Stelle platziert sind. Wie auf den späteren Aufbau und das zukünftige Funktionieren nicht ausgerichtete Mutationen dies zu Stande bringen könnten, hat noch niemand mit genetischen und epigenetischen Argumenten erklärt.

4. Die Bildung neuer Arten ist durch Fossilfunde und heutige Beobachtungen belegt und wird durch wissenschaftliche Konzepte weitgehend verstanden. Lebewesen verändern sich in Anpassung an neue Situationen durch genetische und epigenetische Prozesse. Die DNA ist ein hoch dynamisches System mit auf sie einwirkenden mobilen Elementen. Beim Artenwandel werden Gene unter anderem aktiviert, abgeschaltet, verdoppelt oder vervielfältig, eliminiert oder an anderer Genomstelle eingefügt. Gene werden auch zwischen verschiedenen Arten wie Plasmide bei Bakterien ausgetauscht. Es entstehen adaptive Varianten mit dem Grundaufbau der zugehörigen Lebensform.
Bei den Trilobiten ist die Bildung neuer Arten ab dem Kambrium dokumentiert. Sie besaßen ein hohes Variationsvermögen, so dass sie sich schnell an verschiedene Lebensräume anpassen konnten. Bei der Süßwasserschnecke Viviparus brevis ist die Veränderung von Merkmalen bei mehreren Generationen fossil überliefert. Die über zehn Arten der Gattung Viviparus sind teilweise in den vergangenen zwei Millionen Jahren entstanden.
Genetischen Untersuchungen und anatomischen Befunden des Schädels zufolge begann vor etwa 370.000 bis 230.000 Jahren die Bildung der vier heutigen Giraffenarten Nord-Giraffe, Süd-Giraffe, Netz-Giraffe und Massai-Giraffe. Vor ungefähr 35.000 Jahren spaltete sich der skandinavische Berglemming von der westlichen Population des Sibirischen Lemmings ab. Im Victoria-See entstanden innerhalb von 14.000 Jahren über 500 Buntbarscharten aus zwei Ausgangslinien und im Malawi-See mehr als 800 Buntbarscharten aus einem gemeinsamen Vorfahren. Sie unterscheiden sich in der Größe, Farbe, Körperzeichnung, Kopf-, Rumpf- und Flossenform, Ernährungs- und Verhaltensweise. Neugierige Buntbarsche erkunden mehr noch unbekannte Lebensräume und bilden mehr neue Arten als vorsichtige Artgenossen. Die Dingos sind die Nachfahren von südostasiatischen Haushunden, die vor zirka 5.000 Jahren nach Australien gebracht wurden. Auf Porto Santo im 15. Jahrhundert ausgesetzte Hauskaninchen verwilderten und paaren sich heute mit Hauskaninchen kaum noch. Aus Hausmäusen ging innerhalb von 300 Jahren eine neue Spezies auf den Faröer-Inseln hervor.
Eine bekannte Artbildung sind die Darwinfinken in Anpassung an äußere Bedingungen wie Nahrungsangebot, Nässe und Dürre. Dabei sind umkehrbare epigenetische Abläufe wie bei den diversen Farbvarianten des Birkenspanners beteiligt, bei deren Bildung ein springendes Gen und nichtkodierende RNAs agieren. Bei der Züchtung von Kohlkultursorten wie Kohlrabi, Brokkoli, Blumen-, Rosen-, Grün-, Weiß- und Rotkohl aus dem äußerlich rapsähnlichen Wildkohl trugen ebenfalls mobile genetische Elemente zum Erfolg bei. Dabei wurden die Pflanzen über viele Generationen miteinander gekreuzt. Durch Auswahl der Pflanzen mit den dicksten Seitentrieben entstand der Rosenkohl. Die Pflanzen mit der dicksten und kürzesten Sprossachse führten zu Kohlrabi. Durch Konzentration auf die Blütentraube ergab sich Blumenkohl. Ihr ähnlicher Duft signalisiert, dass sie die gleiche Ausgangsart haben. Die gezüchteten Sorten sind genetisch ärmer als der Wildkohl. Aus ihm könnten theoretisch wieder die Kultursorten gezüchtet werden. Aus ihnen lässt sich der Wildkohl aber nicht mehr züchten.
Bei Langzeitexperimenten zur künstlichen Erzeugung neuer Varianten für den Verkauf ergab sich bei Pflanzen ein Verhältnis von 1:10.000 bis 1:25.000 von kommerziell brauchbar und unbrauchbar. Brauchbar waren etwa Kulturbaumwolle, kultivierter Saatweizen, Kulturtabak und ein Rettich-Kohl-Hybrid. Es entstand aber noch nie eine neue Pflanzenfamilie. Da Tiere genetisch „schärfer ausbalanciert“ sind, wirken genetische Veränderungen bei ihnen sich noch stärker vitalitäts- und fertilitätsmindernd oder letal aus. Wurden Hühnereier und Forellensperma über viele Generationen mutagenen Strahlen oder Chemikalien ausgesetzt, lagen ungefähr 100.000 bis 400.000 unbrauchbare Resultate pro erhofftem Phänotyp vor. Beim Versuch, den ausgestorbenen Auerochsen mit knapp zwei Meter Schulterhöhe erneut zu züchten, entstanden ihm phänotypisch ähnelnde Rassen, deren Genom jedoch von ihm abwich. Im Laufe der Zeit näherten die Imitate sich zunehmend dem Phänotyp von Hausrindern. Die Körpergröße, das Gehirnvolumen und die tarnende Fellfärbung bildeten sich zurück.
Veränderungen in Gestalt, Fellfarbe, Physiologie und Verhalten gegenüber der Stammform Wolf zeigen die 350 bis 400 Haushunderassen. In engen Räumen reagieren sie weniger mit Stress. Sie übernehmen sogar den Kurz- und Langzeit-Stresspegel ihrer Besitzerinnen und Besitzer. Manche Rassen schützen Herden von Nutztieren wie Schafen, was bei Wölfen noch nicht beobachtet wurde. Da die Hunderassen überwiegend vor nicht allzu langer Zeit gezüchtet wurden, haben epigenetische Prozesse eine ausschlaggebende Rolle gespielt. Neue Varianten können dadurch bei starkem Selektionsdruck relativ rasch auftreten.
Moderne Qualzüchtungen sind Rassen mit Nacktheit, runden Köpfen, Kurznasigkeit, Stummelbeinen und papierdünnen Schädelknochen. Manche leiden wie Menschen unter der Glasknochenkrankheit. Tumorerkrankungen, Herzleiden, Diabetes, Epilepsie, Grauer Star und Taubheit kommen bei Haushunden häufiger als beim Wolf vor. Qualzüchtungen bei Katzen haben etwa große Kulleraugen, kleine Stupsnasen, nach vorne geknickte Ohren oder eine nackte Haut. Gesundheitliche Probleme sind die Folge, da unter anderem ein Hindernis beim Atmen vorliegen oder der künstliche Genotyp Erkrankungen bei einem anderen Merkmal auslösen kann.
Die den Nesteingang bewachenden Soldatinnen der Schildkrötenameisen können der Öffnung entsprechende quadratische, kuppel-, schalen- oder scheibenförmige Kopfformen haben. Ein Teil der Arten verschließt das Nest mit einer Soldatin mit deckelähnlichem Kopf oder mit nebeneinander positionierten Soldatinnen mit quadratischen Köpfen. Die andere Variante der Kopfform kann in wenigen Generationen auftreten, da ihrer Bildung ein epigenetisches Potenzial zu Grunde liegt. Auf stürmischen Inseln lebende Insekten und Vögel können die Flügel zurückbilden. Bodenbewohnende Tiere können die Augen verlieren. Flohkrebsarten in Höhlengewässern verzichten auf die Augen und Pigmente. Den Verlust des optischen Sinnes gleichen sie durch längere Tentakeln, mehr Tasthaare an den Gliedmaßen und eine exaktere Wahrnehmung chemischer Reize aus. In dunklen Höhlen lebende Fische wie der in Mexiko beheimatete Salmler kompensieren den Augenverlust durch eine Verstärkung des Geruchs-, Geschmacks- und Strömungssinnes, für den das Seitenlinienorgan zuständig ist.
Um das Risiko einer Infektion mit dem Ranavirus durch früheres Verlassen des Teiches herabzustufen, entwickeln die Kaulquappen des Nordamerikanischen Waldfrosches sich schneller als ihre Artgenossen in Teichen ohne Virenbelastung. Bei den auf verschiedenen Inseln ansässigen Anolis-Eidechsen entstanden zum Teil Varianten mit gleichem Phänotyp. Darwin beobachtete, dass manche Taubenrassen in verschiedenen Ländern die gleichen Federvarianten wie umgekehrte Federn am Kopf oder Federn an den Füßen haben, die bei der ursprünglichen Felsentaube nicht vorkommen. Er nannte das Phänomen analoge Variation. Sie kommt etwa durch Positionsänderung von Nukleotid-Sequenzen zu Stande. Dadurch können Gene von still vorliegenden (kryptischen) Merkmalen aktiviert werden.
Phänotypische Plastizität mit voraussagbarer Anpassung wurde bei der auf den Kosterinseln vor der schwedischen Westküste beheimateten Meeresschneckenart Littorina saxatilis festgestellt. Die Meeresschnecke kommt mit zwei Varianten vor, die sich in der Größe und Schale sowie im Verhalten unterscheiden. Nach der Ausrottung einer Population der kleineren Wellen-Variante durch giftige Algenblüte wurde die deutlich größere Krabben-Variante mit einer dickeren Schale angesiedelt. Sie veränderte sich so, dass der verschwundene Phänotyp nach drei Jahrzehnten wieder weitgehend vorlag. Bei dem Experiment konnten die zu erwartenden Anpassungen im Aussehen und die genetischen Veränderungen wie Bereiche mit umgedrehten Genomabschnitten (Inversionen) zuverlässig vorhergesagt werden.
Eine phänotypische Veränderung durch Inversion findet sich auch bei den Männchen des zu den Watvögeln zählenden Kampfläufers. Um sich unbemerkt fortpflanzen zu können, bilden sie den farbigen Halskragen zurück. Mit dem weiblichen Phänotyp werden sie in Kämpfe mit Rivalen nicht mehr eingebunden. Das andere Aussehen kommt durch die Inversion von mehr als vier Millionen Nukleotiden zu Stande. Der Wechsel kann rasch vollzogen werden, da die Option genetisch vorliegt. Explosionsartig veränderten manche Buntbarscharten im Malawi- und Viktoria-See in Anpassung an ökologische Bedingungen ihren Phänotyp durch chromosomale Inversion. Dabei lag nachher in einigen Fällen mehr als ein halbes Chromosom in umgekehrter Richtung vor. In den in Gegenrichtung verlaufenden DNA-Abschnitten blieben die kooperierenden Gene erhalten, da der wechselseitige Gen-Austausch zwischen den zwei verschiedenen Chromosomensätzen blockiert war. Phänotypische Veränderungen durch Neuausrichtung von Genomabschnitten finden sich auch bei Honigbienen, Zebrafischen und Singvögeln.
Bei fünf Vogelarten in einer australischen Tierklinik wurde beobachtet, dass von knapp 500 Individuen bis zu sechs Prozent phänotypisch das andere Geschlecht als das durch die Erbanlagen vorgegebene hatten. Größtenteils handelte es sich um genetisch weibliche Vögel mit männlichen Geschlechtsorganen. Ein genetisch männlicher Vogel könnte sogar ein Ei gelegt haben. Weibliche Kanarienvögel beginnen zu singen, wenn ihr Testosteron-Spiegel erhöht wird. Das Hormon moduliert die Gen-Netzwerke im zerebralen Gesangskontrollkern HVC, was zu einer Vervielfältigung der dendritischen Verzweigung führt und die Transkription des BDBF-Gens verstärkt. Durch ein abgewandeltes Gen-Expressionsmuster singen auch weibliche Kanarienvögel, was sie ansonsten nicht tun. Zudem können Dauer, Lautstärke und Qualität des Vogelgesangs durch die Konzentration des Hormons beeinflusst werden.
Auch der Mensch besitzt ein breites phänotypisches Variationsspektrum. Hochlandbewohner sind an dünne Atemluft, Eskimos an arktische Kälte und Beduinen an sengende Wüstenhitze angepasst. Beim Menschen finden Inversionen von Hunderttausenden Nukleotiden, bezogen auf ein Nukleotid, viermal häufiger als der Austausch einer Base (Punktmutation) statt. Fast die Hälfte des Genoms kann umgelagert werden. Das Erbgut wird erweitert, wenn eine mobile DNA-Sequenz über eine RNA kopiert und an anderer Stelle ins Genom integriert wird. Genetische Mechanismen wie der Verlust oder der Austausch eines Chromosomenstücks oder eine Mutation in einem Enhancer, Promotor oder anderen regulierenden Bereich können den Phänotyp sprunghaft verändern.
Im früher als „Junk-DNA“ bzw. „Gen-Wüste“ angesehenen Bereich des Erbguts sind Abermillionen kurze DNA-Sequenzen lokalisiert, die Gene unter Beteiligung von Proteinen und RNAs durch Methylierung und Acetylierung an- und abschalten. Die DNA des Menschen ist laut den von 2003 bis 2020 ermittelten Befunden von 30 Forschergruppen im Rahmen des Projekts „Encylopedia of DNA Elements“ und dem 2020 beendeten Projekt „Genotype-Tissue Expression“ zu mindestens 80 Prozent funktional.
Die RNA-Moleküle, die nicht an Nukleotidsequenzen für die Proteinsynthese gebildet werden, die nichtkodierenden RNAs (ncRNAs), erfüllen eine Vielfalt verschiedener Funktionen. Die meisten sind bei der Regulierung und Justierung der Genaktivität beteiligt. Manche schalten Gene an und ab, die bei der Entstehung von Krankheiten mitwirken. Eine lange nichtkodierende RNA aus mehr als 200 Nukleotiden (lncRNAs) inaktiviert ungefähr 1.000 Gene auf einem der zwei X-Chromosomen der Frau. Andere lncRNAs könnten im Zellkern die Bildung abgeschlossener Reaktionsräume unterstützen oder beim Anordnen der Proteine und DNA bei den Chromosomen helfen. In Gehirnzellen von Mäusen können sie Teile des Chromatins längerfristig in kompakte und inaktive Zustände versetzen und so die Genregulierung beeinflussen. Beim Menschen wurden bereits mehrere tausend lncRNAs entdeckt. Insgesamt könnten über eine halbe Millionen verschiedene lncRNAs vorkommen. Wie viele von ihnen eine spezifische Funktion wahrnehmen, wird derzeit noch diskutiert. Teilweise werden sie zerlegt und die Fragmente werden je nach zellulärer Situation verschieden miteinander kombiniert.
Überraschenderweise können auch sehr kurze, nichtkodierende RNAs (microRNAs) eine große Wirkung entfalten. Tausende microRNAs aus meist 22 Nukleotiden sind überwiegend bei der Regulierung von Genen beteiligt. Bei Fadenwürmern steuert die vom Gen lin-4 kodierte microRNA zelluläre Prozesse, die bereits verwirklichte ontogenetische Programme nochmals ablaufen lassen. Das Gen wirkt als übergeordneter Regulator. Andere microRNAs beeinflussen die Translation, da sie an die komplementären Sequenzen von mRNAs binden. Diese gelangen oft nicht mehr zu den Ribosomen und werden abgebaut. Männliche Mäuse und eventuell Männer, die regelmäßig trainieren, geben ihre Fitness über höhere Wert von mehreren microRNAs in den Spermien an ihren männlichen Nachwuchs weiter. Die microRNAs beeinflussen den Stoffwechsel und die Muskelfunktion des Embryos.
Außerdem sind MicroRNAs unter anderem bei der Differenzierung von Zelltypen und physiologischen Prozessen beteiligt. Sie können Krankheiten verursachen, verhindern, erträglicher gestalten oder beseitigen. So unterdrücken die microRNAs 15a und 16-1 vermutlich Tumore durch Beeinflussung der Aktivität mehrerer Gene. Eine regulierende microRNA auf dem X-Chromosom könnte das Immunsystem von Frauen stärken und das der Männer abschwächen. Bei der Melaninbildung fungieren microRNAs bei Schalentieren, Fischen, Reptilien und Säugern als vorgelagerte Schalter. Es existieren viele verschiedene Gene steuernde microRNAs und von mehreren microRNAs regulierte Gene. Dabei können äußere Situationen wie Stress als Auslöser wirken.
In Geschlechtszellen kooperiert piRNA mit bestimmten Proteinen und verändert durch Abbau von mRNA die Transkription. Wird sie inaktiviert, kann wegen zusammengedrückter DNA Sterilität auftreten. Kleine kernständige RNA modifiziert andere RNAs im Zellplasma und in den Ribosomen. Zirkuläre RNA, die als Schlaufe den Zellkern verlässt, könnte teilweise regulierend in Nervenzellen wirken. Vault-RNA beteiligt sich beim intra- und interzellulären Molekültransport. Kleine Cajal-Körper-spezifische RNA beeinflusst ncRNA, die beim Verarbeiten von RNAs hilft. Insgesamt bilden die nichtkodierenden RNAs ein kompliziertes Funktionsspektrum, das erst ansatzweise verstanden wird. Nicht wenige Krankheiten basieren auf fehlerhafter Genregulierung. Bei verlorener Kontrolle über die Teilung und Vermehrung werden Zellen zu Krebszellen.
Bei der genetischen Untersuchung neuer phänotypischer Varianten hat sich immer deutlicher gezeigt, dass die Bedeutung der Mutation durch regulierende Elemente wie die Promotoren und die aus bis zu 1.500 Basenpaaren bestehenden Enhancer, die häufig Tausende von Nukleotiden von dem Gen entfernt liegen, dessen Ablesen sie initiieren, relativiert wird. Durch andere Genregulierung können Lebewesen sich rasch anpassen, da die Proteine kodierenden Informationen bereits vorliegen. Auch die sich selbst vervielfältigenden, außerhalb der DNA sich bewegenden und Kopien von sich an verschiedenen Genomstellen einfügenden Transposons können zur größeren Variation beitragen. Sie erweitern etwa die Genaktivität, wenn sie sich nahe bei oder in einem inaktiven Gen befinden. Nukleotidsequenzen werden durch integrierte Transposons aber oft so verändert, dass im Laufe der Zeit schädliche Folgen auftreten.
Zudem können Fanzor-Elemente (mit Transposons verbundene Enzyme, die DNA schneiden und mit Hilfe einer RNA zu einer bestimmten Genomstelle gelangen) und IS110-Transposons (sich aus der DNA herausschneidende und mittels des Enzyms Rekombinase an einer anderen nichtkodierenden Nukleotidsequenz sich einfügende DNA-Abschnitte) durch andere Kombination genetischer Information die Vielfalt des phänotypischen Spektrums vergrößern. Hierbei bildet die Rekombinase aus dem IS110-Transposon ein ringförmiges DNA-Gebilde und integriert es mit Hilfe einer vom IS110-Transposon kodierten RNA mit Erzeugung einer Brücke in die Zielsequenz. Die Rekombinase kann des Weiteren bei der DNA-Reparatur beteiligt sein. Prozesse wie die vorgestellten bewirken eine schnelle Anpassung an neue Situationen.
Der Brotweizen verfügt über einen Chromosomensatz aus drei Subgenomen mit etwa 16 Milliarden Basenpaaren und zirka 100.000 Genen. Durch Anpassung an die regionalen Lebensbedingungen treten Infektionen und Schäden durch Tierbefall seltener auf. Der dreifache Chromosomensatz hat ein größeres Veränderungspotenzial und bietet einen effizienteren Schutz vor Mutationen mit nachteiligen Folgen. Diese können von Allelen der anderen Chromosomen ausgeglichen werden. Eine Vervielfachung des Chromosomensatzes tritt vor allem bei in kälteren Regionen ansässigen Pflanzen auf. Bei pathogenen Hefepilzen und Krebszellen können überzählige Chromosomen die Wirkung von Medikamenten verhindern. Eine andere Chromosomenzahl ist für die Zelle meistens tödlich, wenn mehrere Chromosomen betroffen sind. Die Ontogenese kann gestört sein oder Krankheiten können entstehen.
Demnach können die Vertreter einer Lebensform sich innerhalb des vorgegebenen Potenzials an verschiedene Situationen durch Bildung neuer Varianten anpassen. Wechselseitige anatomische Anpassungen werden bei Räuber-Beute-Beziehungen gefunden. Schon vor 517 Millionen Jahren bildete das Beutetier Lapworthella fasciculata einen immer dickeren Panzer und der Fressfeind verstärkte kontinuierlich die den Panzer durchstechenden Attacken. Genetische Basis der phänotypischen Veränderungen sind unter anderem der Austausch von Genen zwischen zwei verschiedenen Genomen (Rekombination) und mobile genetische Elemente. Umgestellte Reihenfolgen von Genen spielen eine ausschlaggebende Rolle bei der Bildung neuer Varianten. Beispiele sind die an die Tageslänge angepasste Blütenbildung der Sojabohne, die Farbvarianten der Körner von Maiskolben und die an regionale Umstände angepasste Wuchshöhe der Acker-Schmalwand-Pflanzen. Dabei handelt es sich um genetische Anpassungsmechanismen.
Bemerkenswerterweise ist die Mutationsrate innerhalb des Genoms nicht konstant. So haben die Acker-Schmalwand-Pflanzen Genomregionen für geringe und hohe Mutationsraten. Gene für lebensrelevante Funktionen wie das Zellwachstum mutieren kaum. Ihre Mutationsrate ist bis zu zwei Drittel geringer und Genomabweichungen werden möglich rückgängig gemacht. Vermutlich senden die essentiellen Gene molekulare Signale zu den Reparaturproteinen, die sie vor Veränderung und Verlust schützen. Genomregionen für potenziell selektive Vorteile dagegen mutieren deutlich häufiger. Hier liegt etwa ein höherer Cytosin-Anteil mit Methylgruppen vor. Schon länger ist bekannt, dass auch Sequenzen mit strukturähnlichen Basen oder mit oft sich wiederholenden Cytosin-Guanin-Abfolgen eine höhere Mutationsrate aufweisen.
Das Bakterium Pseudomonas fluorescens reagiert auf häufig sich verändernde Umweltbedingungen mit einer höheren Bildungsrate von adaptiven Varianten. Grundlage der beschleunigten Anpassung ist eine Genomstelle, die durch eine deutlich gesteigerte Mutationsrate zu raschen und umkehrbaren Resultaten führt. Die schnelle Zunahme phänotypischer Varianten könnte auch beim Wirtswechsel pathogener Bakterien und bei der bakteriellen Abwehr medikamentöser Therapien eine Rolle spielen. Eine weitere genetische Anpassung zum Überleben findet sich beim Bakterium Klebsiella pneumoniae. Wird sein Abwehrsystem von attackierenden Viren aktiviert, bildet es neue Gene mit Hilfe einer reversen Transkriptase. Sie fügt vorhandene DNA-Sequenzen zu Genen zusammen, die anschließend in RNA umgeschrieben und dann in Proteine übersetzt werden. Die zusätzlichen Proteine bewirken eine Einstellung der bakteriellen Zellteilung, so dass die infizierten Bakterien für die Synthese viraler Proteine nicht mehr zur Verfügung stehen. Nur bei einer Virusinfektion werden die neuen Gene für eine große Protein-Menge zur Beendigung der Zellteilung erzeugt.
Erschwerend bei der taxonomischen Zuordnung von Lebewesen können die Hybridbildungen sein. Bei den Orchideen sind bisher mindestens 800 und bei den Kakteen 120 Bastarde bekannt. Viele der mindestens 7.000 Ziersorten der Pfingstrosen sind Hybriden aus natürlichen und künstlichen Kreuzungen. Das Genom der Strauch-Pfingstrose und der Variante Sunny Girl enthält Gene von mindestens vier der insgesamt 34 Arten. Bei der hauptsächlich Pflanzensamen verzehrenden Iberischen Ernteameise (Messor ibericus) sind die Arbeiterinnen Hybriden zweier Arten, die sich vor über fünf Millionen Jahren getrennt haben. Um Arbeiterinnen zu erhalten, legt die Königin Eier mit der Zellkern-DNA der Art Messor structor. Sie klont sich artfremde Männchen, weil sie deren Spermien benötigt, um bei späteren Paarungen mit den Männchen Arbeiterinnen zu erzeugen, die sich um den Nahrungserwerb, die Brut und die Verteidigung der Kolonie kümmern. Messor ibericus bewohnt Regionen in Südeuropa und im Südwesten Deutschlands, in denen Messor structor nicht vorkommt. Wird ein geklontes Männchen mit der Zellkern-DNA von Messor structor und der mitochondrialen DNA von Messor ibericus künstlich in eine Kolonie von Messor structor gesetzt, dann wird der Klon mit fast dem gleichen Aussehen, aber mit einem anderen Duft als Feind angesehen und getötet.
Dass die Hybridisierung das Potenzial des Überlebens durch eine erhöhte Anpassungsfähigkeit steigern kann, belegen Beobachtungen bei verwandten Singvogelarten in der Schweiz. Bei den Steinschmätzern findet sich je nach Art weißes und schwarzes Gefieder an der Kehle und am Rücken. Für die melaninbasierte Gefiederfarbe ist ein einziges Gen zuständig, der regulierende Agouti-Signalprotein-Locus. Durch Transfer des die Genregulierung steuernden Elements bei zwischenartlichen Fortpflanzungen kann die bei einer Art vorherrschende Gefiederfarbe auf eine verwandte Art weitergereicht werden, etwa vom Balkansteinschmätzer auf den Maurensteinschmätzer. Durch Hybridisierungen werden die zwischen den Arten verschiedenen Schwarz-Weiß-Färbungen von Kehle und Rücken variiert. Gemäß den Forschenden entstehen durch den Austausch von Erbinformation über Artgrenzen hinweg neue Kombinationen genetischer Module, was dazu beiträgt, dass Arten sich rasch an neue Umweltbedingungen anpassen können. So wurde ein Zusammenhang zwischen der Kehlfarbe und dem Aufsuchen einer anderen Nahrungsnische festgestellt. Von daher ist die Umschichtung genomischer Variation bei zwischenartlichen Kreuzungen ein wichtiger Faktor bei der Anpassung an neue Umweltbedingungen. Im Klimawandel sollte die genetische Vielfalt innerhalb der Art und über die Artgrenze hinweg erhalten werden. Denn verwandte Arten mit großer Bandbreite an Erbanlagen haben bessere Chancen, sich an eine rasch veränderte Umwelt anzupassen.
Darwin bemerkte bei der Zuordnung von Seepocken zu einer Art in einem Brief: „Diese verdammte Variation!“ Heute gibt es für die taxonomische Grundeinheit „Art“ über ein Dutzend Definitionen. Wird sie als Taxa der Lebewesen definiert, die in den wesentlichen Merkmalen übereinstimmen, stellt sich die Frage, welche Kriterien die „wesentlichen Merkmale“ zu erfüllen haben. Auch der Versuch, die „Art“ als die Gesamtheit der Individuen zu definieren, die miteinander fruchtbare Nachkommen zeugen können, überzeugt nicht. Die Wölfe und Kojoten sind zwei verschiedene Arten, die fruchtbare Hybriden miteinander zeugen können. Der Neandertaler wurde als Homo neanderthalensis und als Homo sapiens neanderthalensis bezeichnet. Der eine Million Jahre alte Schädel Yunxian 2 wurde als Homo erectus und als Homo longi klassifiziert. Die Grenze zwischen Arten ist in der Realität oft unübersichtlich, umstritten und letztlich willkürlich.
Bei den Vertretern einer „Lebensform“ kann auf taxonomische Zuordnungen verzichtet werden. Sie besteht aus den heutigen und fossilen Varianten mit fließenden Übergängen. Die von Darwin festgestellte „verdammte Variation“ tritt nicht mehr auf.
Lebensformen sind beispielsweise die Schachtelhalme, Streifenfarne, Kakteen, Pfingstrosen, Stachelbeer-, Kernobst- und Steinobstgewächse, Seeohren, Lanzettfischchen, Bunt- und Sonnenbarsche, Knochenhechte, Stichlinge, Neunaugen, Forellen, Meeresschildkröten, Papageien- und Paradiesvögel, Kolibris, Falken, Eulen, Tauben, Kraniche, Prachtfinken, Meisen, Giraffen-, Kamel-, Hunde- und Katzenartigen, Großbären, Delfine, Furchen- und Schweinswale, Elefanten, Gibbons, Australopithecinen („Südaffen“) und Menschen, deren Fossilfundus eine Fülle von Paarungen zwischen verschiedenen Varianten zeigt, so dass die Verwandtschaftsbeziehung der prähistorischen Menschen ein kompliziertes Netzgefüge darstellt.

5. Bei den fossil unvermittelt auftretenden Lebensformen mit überlebensfähigen Merkmalskombinationen liegen teilweise die gleichen Merkmale wie bei taxonomisch weit entfernten Gruppen vor. Das mehrmalige Vorhandensein eines Merkmals mit den Proteine kodierenden und sie regulierenden Genen bei unterschiedlichen separaten Gruppen und in verschiedenen geologischen Zeiten verlangt bei der Entstehung eine komplizierte Erklärung, die noch nicht vorliegt. Es ähnelt einem Baukasten, mit dessen Steinen unterschiedliche Erzeugnisse hergestellt werden können.
Zwei heutige Tiere mit Merkmalen taxonomisch weit entfernter Gruppen sind das Schnabeltier und die Schnecke Bathydevius. Das Schnabeltier hat typische Merkmale von Säugetieren (Milchdrüsen, Haare), Vögeln (Hornschnabel), Reptilien (Kloake, Ruderschwanz) und Fischen (Eiablage im Wasser, Ortung mittels elektromagnetischer Felder). Die männlichen Tiere haben zudem einen Giftsporn an den Hinterbeinen, um Feinde und Konkurrenten mit einem schmerzhaften Sekret abzuwehren. Das weibliche Geschlecht legen zehn X-Chromosomen und das männliche fünf X- und fünf Y-Chromosomen fest. Mit dem Mix von taxonomisch entfernten Gruppen existieren die Schnabeltiere seit mindestens 120 Millionen Jahren.
Die etwa 15 Zentimeter große Nacktschnecke Bathydevius kann sich wie Quallen unsichtbar machen und mit Hilfe einer Mundhaube durch Rückstoß fortbewegen. Schneckentypisch sind unter anderem die Kiemen und Geruchsorgane sowie der muskuläre Fuß zum Festhalten am Boden bei der Eiablage. Zudem besitzt das „mysteriöse Weichtier“ einen paddelähnlichen Schwanz mit vielen an Finger erinnernden Auswüchsen und Biolumineszenz zum Leuchten. Dass es sich bei dem bis in 4.000 Meter Tiefe beobachteten Tier um eine 2024 vorgestellte Schnecke handelt, belegten histologische und genetische Befunde.
Das bei der schottischen Ortschaft Elgol gefundene Reptil Breugnathair elgolensis besitzt die typischen Merkmale einer fossilen Mischform. Nach 10-jähriger Untersuchung des Skeletts und nach phylogenetischen Analysen mehrerer Datensätze mit widersprüchlichen Resultaten stellten die Forschenden 2025 zum „Waran-Schlange-Gecko“ heraus: „Er weist ein Mosaik anatomischer Merkmale auf, das in lebenden Gruppen nicht vorkommt, mit Kopf- und Körperproportionen, die Waranen ähneln, und schlangenähnlichen Merkmalen der Zähne und Kiefer, neben primitiven Merkmalen, die er mit frühen Gruppen wie den Geckoartigen teilt.“ Die mit übersetzter Bezeichnung „falsche Schlange von Elgol“ wurde vor 167 Millionen Jahren eingebettet und erreichte eine Köperlänge von zirka 40 Zentimetern.
Das fossile Auftauchen ohne passende Vorläufer findet sich unter anderem bei den bedecktsamigen Blütenpflanzen. Laut Darwin wurden von den Nacktsamern zu einer Ausgangsform der Bedecktsamer hindeutende Übergangsfossilien noch nirgends gefunden. Zu Beginn der Kreide seien die bedecktsamigen Blütenpflanzen überall wie aus dem Nichts aus dem Boden geschossen. Er nannte es ein „abscheuliches Geheimnis“, sah darin einen starken Einwand gegen sein Konzept und hoffte, zukünftige Fossilfunde würden das Problem noch lösen. Die Erhofften werden aber noch gesucht. Die Merkmale der bisher ältesten bekannten Fossilien von bedecktsamigen Blütenpflanzen lassen eine phylogenetische Brückenrekonstruktion nicht zu. Vor der Kreide sind Fossilien von bedecktsamigen Blütenpflanzen allgemein nicht anerkannt. Darauf wies 2023 ein internationales Forscherteam hin. Zudem ergeben die fossilen Altersbestimmungen und molekularen Analysen abweichende Zeitpunkte für die Entstehung der Bedecktsamer.
Vor etwa 140 Millionen Jahren in der frühen Kreide waren die morphologischen Unterschiede der Blütenformen am größten. Während der Kreide nahm die Verschiedenartigkeit tendenziell ab. Bei den heutigen Blütenpflanzen zeigt sich eine hohe Variation der einzelnen Blütentypen, doch die Unterschiede zwischen den Blütenformen waren in der unteren Kreide am höchsten. Vor 130 Millionen Jahren könnten laut einer 2024 publizierten Studie, der knapp 8.000 heutige Gattungen und 200 Fossilien zu Grunde lagen, über 80 Prozent der rezenten Blütenpflanzenordnungen existiert haben. Die übrigen Hauptlinien traten bei einem weiteren Schub im Tertiär vor zirka 40 Millionen Jahren auf.
Niemand hat bislang erklärt, wie die größten Unterschiede zu Beginn der Fossildokumentation der Blütenpflanzen in einem geologisch kurzen Zeitraum entstanden sind. Ihr fossil abruptes Auftreten mit einem starken Selektionsdruck oder einer neuen ökologischen Situation zu erklären, überzeugt nicht, da eine Ursache-Wirkung-Beziehung mit genetischen Argumenten benötigt wird.
Gemäß einer Studie von 2025 war der Unterschied bei den Ernährungsweisen von Insekten, die vor 165 Millionen Jahren auf nacktsamige Blütenpflanzen spezialisiert waren, größer als bei den 60 Millionen Jahren späteren Insekten, die sich von Blättern bedecktsamiger Blütenpflanzen ernährten. Dies legen Fraßspuren auf fossilen Blättern von Nacktsamern wie Nadelbäumen und Palmfarnen nahe, die in Daohugou in China entdeckt wurden. Demnach liegt der Beginn der Ernährung von Pflanzen bei Insekten zeitlich vor der Dominanz der bedecktsamigen Blütenpflanzen. Die pflanzenfressenden Insekten im Jura waren auf bestimmte Pflanzenarten stärker spezialisiert als die Insekten von heute.
Fossilfunde in einer japanischen Lagerstätte belegen, dass 40 verschiedene Arten von Kalmaren vor 100 Millionen Jahren ohne bisher entdeckte Vorfahren in den damaligen Meeren ansässig waren. Die fossilen Exemplare erreichten teilweise die Größe heutiger Vertreter und bildeten umfangreiche Populationen. Ihre Biomasse übertraf die der Ammoniten und Fische. Im taxonomischen System lassen die fossilen Kalmare der Kreide sich fünf Klassen zuordnen.
Ab dem frühen Tertiär nach dem letzten Massenaussterben vor 66 Millionen Jahren sind zahlreiche Vertreter der rezenten Säugetierfauna überliefert. Mit ausgestorbenen treten sie fossil ziemlich plötzlich mit enormer Vielgestaltigkeit auf. Der Stemmgang der Säugetiere, bei dem die Beine unter dem Rumpf angebracht sind, verlangt beim Skelett hinter dem Schädel völlig andere anatomische Merkmale als die Fortbewegung der Reptilien mit abgespreizten Gliedmaßen. Beim Vergleich des Oberarmknochens von Amphibien, Reptilien, mutmaßlichen Vorfahren der Säugetiere wie den vor zirka 260 Millionen Jahren ausgestorbenen Pelycosauriern, frühen und rezenten Säugetieren wurde deutlich, dass der bei Reptilien typische Spreizgang, bei dem die Beine vom Rumpf weitgehend abstehen, nicht zu einer geradlinigen Entstehung der aufrechten Körperhaltung der Säugetiere führt. Werden die Unterschiede der Extremitäten, Gelenke und des Schultergürtels zu Grunde gelegt, ergibt sich eine breite Variation von morphofunktionellen Merkmalen. Offenbar gab es bei den fossilen Säugetieren eine Vielzahl von verschiedenen, zum Teil gleichzeitig existierenden Fortbewegungsweisen mit den entsprechenden Kombinationen von Bestandteilen der Vorderextremitäten, was mehrere unabhängige Entstehungen andeutet. Ähnliches zeigt die Entstehung der Milchdrüse. Sie tritt fossil bei unterschiedlichen Gruppen des taxonomischen Systems der Säugetiere auf. Eine fossile Mehrfachentstehung eines Merkmals ohne zeitlich passende Vorläufer bei den bekannten Fossilien verlangt eine komplizierte Erklärung, die bislang noch fehlt.
Die heutigen Säugetiere werden drei Unterklassen zugeordnet: den Kloakentieren mit sechs Arten wie dem Schnabeltier, den Beuteltieren mit zirka 250 Arten und den Plazentatieren mit ungefähr 4.500 Arten. Fossil wurden noch mindestens 20 weitere Unterklassen entdeckt. Die Entstehung der rezenten Säugetierfauna lässt sich mit Rahmenbedingungen wie einer hohen Konzentration an Sauerstoff und Kalzium, einer günstigen Temperatur und vielen freien Lebensräumen nach dem letzten Massenaussterben vor 66 Millionen Jahren kausal nicht erklären. Es sind säugetierfreundliche Situationen.
Nach dem fossilen Auftreten veränderten die heutigen Säugetierfamilien sich nur wenig. Es entstanden in Anpassung an ein anderes Klima oder eine modifizierte chemische Zusammensetzung der Meere neue Arten und Gattungen. Sie suchten bei Krisen geeignete Lebensräume zum Überleben auf, fanden sie aber nur teilweise. Viele Arten der Säugetiere des Tertiärs und danach des Quartärs starben aus.
Die Schuppen der Fische und Reptilien und der für Vögel typische Hornschnabel tauchen in Sedimenten ebenfalls ohne fossile Vorläufer auf. Komplex gemusterte Schuppen, die denen der heutigen Krokodile ähnelten, besaßen auch die ältesten Reptilien aus dem Perm vor ungefähr 285 Millionen Jahren. Die Schuppen waren kaum ein Zehntel Millimeter groß und schützten wie heutige vor Austrocknung, UV-Strahlung und Verletzung auf dem Festland.
Die Schnäbel der Dinosaurier eignen sich nicht als Vorläufer der Vogelschnäbel, da sie überwiegend in deutlich jüngeren Schichten angetroffen werden. Fossil sind die ältesten Vogelgattungen mit Hornschnabel wie Archaeorhynchus, Zhongornis und der Konfuzius-Vogel geologisch zeitgleich mit gezähnten Vögeln eingebettet. Bei rezenten Vögeln erfüllen die Steinchen im Magen die Kaufunktion der Zähne fossiler Vogelarten.
Die flaum- und haarartigen Körperbedeckungen der Dinosaurier sind keine Vorläufer der für Vögel typischen Feder, da sie bei Dinosauriern angetroffen werden, die nicht älter als der 150 Millionen Jahre alte Urvogel Archaeopteryx und der 25 Millionen Jahre jüngere Konfuzius-Vogel sind. Wären die den Körperumriss der Vögel festlegenden Konturfedern, die in Deck-, Flug- und Schwanzfedern unterteilt werden, aus Schuppen der Reptilien entstanden, hätten die ältesten fossilen Federn den einfachsten Aufbau, was aber nicht zutrifft. Für fliegende Vögel typische Merkmale wie die asymmetrischen Konturfedern und der Daumenfittich werden bei Fossilien kreuz und quer im taxonomischen System angetroffen. Fliegen mit Hilfe der Brust- und Schultermuskulatur taucht fossil bei Raubdinosauriern und Vögeln mehrmals unabhängig voneinander auf, etwa bei Anchiornis aus dem Oberjura, beim vierflügeligen Microraptor aus der unteren Kreide, beim auf Madagaskar entdeckten Rahonavis und bei Archaeopteryx. Eine typische Feder mit Schaft, Ästen und Strahlen besaßen unter anderem Anchiornis, Archaeopteryx, Caihong und Changyuraptor. Außerdem gab es im Oberjura fossile Arten mit büscheligen Fasern („Federn“) und Flughäuten: Ambopteryx longibrachium und Yi qi. Zu der außergewöhnlichen Merkmalskombination wurde im Spiegel bemerkt: „Ambopteryx longibrachium wirkt wie ein Mix aus Fledermaus, Vogel und Mini-Raubsaurier – als hätte man das Tier aus Teilen verschiedener Puzzles montiert.“
Im oberen Jura und in der Kreide lebte eine vielgestaltige Vogelfauna mit unterschiedlichen Federtypen, Schwanzformen, Flugfähigkeiten und Ernährungsweisen, die mit teilweise anderen Merkmalskombinationen als bei rezenten Vögeln an damalige Lebensräume angepasst war. Detailliert untersucht sind die etwa 150 Millionen Jahre alten Urvogelgattungen Archaeopteryx und Alcmonavis aus den Solnhofener Plattenkalken. Typisch für Reptilien beim taubengroßen Archaeopteryx lithographica sind die Zähne, der lange Schwanz, der fehlende Brustbeinkiel und die Wachstumsgeschwindigkeit. Vogeltypisch sind etwa die asymmetrische Handdeckenfeder, der dünnwandige mittlere Armknochen, das relativ große Gehirn zum räumlichen Sehen und Koordinieren der Flügel, der für die Balance erforderliche Innenohrteil und die schwarzen Farbpigmente zum Stabilisieren der Federn. Der Urvogel hörte vermutlich Frequenzen von 600 bis 3.400 Herz wie der heutige Emu in Australien und roch besser als die meisten rezenten Vögel. Die Beinfedern haben heute auch Greifvögel. Die Konturfederstruktur entsprach der von rezenten Vögeln, die Federschäfte waren ziemlich schlank. Daher könnte der Urvogel gemäß Wissensstand bis 2024 Kurzstrecken flatternd und gleitend wie heutige Fasanen bewältigt haben. Dabei halfen ihm die Steuerfedern und seitlichen aerodynamischen Schwanzfedern. Bei Bodenhindernissen und im dichten Geäst setzte er die Krallen ein.
Die etablierte Lehrmeinung wurde 2025 durch die detaillierte Untersuchung des hervorragend erhaltenen 14. Exemplars teilweise präzisiert und korrigiert. Es zeigte sich, dass der Urvogel an den zwei Flügeln Humerus-Tertiale besaß, die als spezialisierte innere Sekundärfedern eine durchgehende aerodynamische Oberfläche beim Fliegen bildeten. Mit ihnen wird auch bei heutigen Vögeln die Flügellücke zwischen Rumpf und Armschwingen überbrückt. Bei Archaeopteryx gingen sie von den zwei Ellbogen fächerförmig ab und legten sich beim Flug an den Rumpf. Der Urvogel konnte zweifelsfrei fliegen. Im Unterschied dazu fehlten die Humerus-Tertiale den gefiederten Dinosauriern. Ihre Federn endeten an den Ellbogen, weshalb sie flugunfähig waren.
Die Sohlenpolster legen nahe, dass Archaeopteryx sich auch am Boden fortbewegte. Wie heutige Tauben verbrachte der Urvogel den Tag zeitweise am Boden mit an das Landleben angepassten Füßen und die übrige Zeit kletternd auf Bäumen. Dabei konnte er den kleinen Finger an der Hand frei bewegen. Auch die Schädelstruktur war weniger starr als zuvor vermutet, so dass der Schnabel unabhängig vom Hirnschädel bewegt werden konnte. Der Gaumen ähnelte dem von Vögeln.
Zwei bessere Flieger waren eventuell Archaeopteryx albersdoerferi und Alcmonavis poeschli. Beim 400.000 Jahre jüngeren Archaeopteryx albersdoerferi sind die Ansatzstellen der Flugmuskeln am Gabelbein größer und die Knochenhohlräume mehr mit Luft für die Sauerstoffzufuhr beim aktiven Flug gefüllt. Die Schädelknochen sind stärker verwachsen und die Zähne kleiner. Die verschiedene Bezahnung deutet eine teilweise andere Ernährungsweise an. Bei Alcmonavis poeschli ähnelt die Ansatzstelle der Flugmuskeln der von Vögeln mit aktivem Flatterflug.
Das frühe Auftreten hochgradig abgeleiteter Vogelmerkmale findet sich auch beim in der chinesischen Provinz Fujian entdeckten Fossil Baminornis zhenghensis. Der Urvogel lebte ungefähr zur gleichen Zeit wie Archaeopteryx, war zirka 15 Zentimeter groß und wog 130 bis 300 Gramm. Bemerkenswert ist sein relativ kurzer Schwanz wie bei heutigen Vögeln zum Verankern der Flugfedern, Verringern des Luftwiderstandes und Verlagern des Schwerpunktes nach vorne beim Fliegen. Am Ende der Wirbelsäule sind lediglich fünf Wirbel zu einem nach oben gebogenen Stummel verschmolzen, was an die Ansatzstelle für den Fächerschwanz heutiger Vögel erinnert. Beim Schultergürtel sind das Schulterblatt und das einer Strebe ähnelnde Rabenbein getrennt, so dass Baminornis eventuell ein besserer Flieger als manch jüngere Vogelart war. Insgesamt findet sich eine einzigartige Kombination vogeltypischer Merkmale wie der Brust- und Beckengürtel und einer reptiltypischen Handanatomie, die der einer Gruppe zweibeiniger Raubdinosaurier („Handräubern“) ähnelt. Da eine Feder und ein Brustbein fossil noch fehlen, sind Rekonstruktionen der Flügel, Flugmuskeln und Flugfähigkeit mit Vorsicht zu betrachten.
Fossile Gattungen wie Baminornis liefern einen eindrucksvollen Beleg, dass die Vögel zu Beginn der fossilen Überlieferung vielgestaltiger waren als lange behauptet. Der Ursprung des Flugvermögens mit Hilfe von Federn ist bisher ungewiss. Aus evolutionsbiologischer Sicht muss er weit in die Vergangenheit gelegt werden, in der aber keine einigermaßen passenden Übergangsformen bekannt sind. Ein Expertenteam resümierte 2025 In einer Studie zu Baminornis: „Diese neu entdeckten Fossilien zeigen das frühe Auftreten von hochgradig abgeleiteten Vogelmerkmalen, und zusammen mit einem Anchiornithin-Fossil von der gleichen Fundstelle lassen sie auf einen früheren Ursprung der Vögel und eine Radiation der frühen Vögel im Jura schließen.“
Die fossilen Vorfahren der Urvögel aus dem Jura sind noch unbekannt. Der Raubdinosaurier Compsognathus etwa hat viele anatomische Gemeinsamkeiten bis zu den Skelettproportionen mit Archaeopteryx, er lebte aber zur gleichen Zeit und hatte keine Federn. Mit 60 Stundenkilometern rannte er schneller als ein Strauß.
Beim Jura-Kreide-Übergang ereignete sich eine Krise mit teilweise schweren Verlusten. Die Sauropoden waren bis zu 93 Prozent betroffen. In der Kreide tauchen Dinosaurier mit teilweise vogeltypischen Merkmalen und neue Vogelgattungen plötzlich auf. So hatten die sich auf zwei Beinen fortbewegenden und räuberisch ernährenden Oviraptorosaurier Caudipteryx und Yuanyanglong eine Mischung aus reptil- und vogeltypischen Merkmalen. Caudipteryx besaß Federn mit Schaft und Fahnen, war wegen seiner kurzen Vordergliedmaßen aber flugunfähig. Aus extremitätenanatomischer Sicht könnte der 130 bis 120 Millionen Jahre alte Raubsaurier zu den ältesten bekannten, an Arthrose leidenden Tiergattungen gehören. Der Phänotyp des 125 bis 100 Millionen Jahre alten Yuanyanglong bainian zeigt eine „rätselhafte Kombination von Merkmalen des Beckens und der Hintergliedmaßen, die den heutigen Watvögeln ähneln“. Diese suchen stelzend im Flachwasser nach Nahrung. Gegenüber anderen Oviraptorosauriern hatte der „Liebesvogeldrahen des Jahrhunderts“ einen wie heutige Vögel mit Steinen gefüllten Magen zum Verkleinern der Nahrung, Hinterextremitäten mit verlängerten und verschmolzenen unteren Segmenten und ein Darmbein mit kurzem Fortsatz an der Knochenpfanne im seitlichen Becken. Auffallendes Merkmal der Oviraptorosaurier ist der vogelähnliche Habitus mit „Papageien-Schädel“.
Die 130,7 Millionen Jahre alte, amselgroße Gattung Archaeornithura erinnert auch an heutige Watvögel. Zudem finden sich die verschmolzenen Knochen am Flügelende und die zum Gabelbein verwachsenen Schlüsselbeine bei rezenten Vögeln. Merkmale wie der Daumenfittich, die asymmetrischen Schwungfedern und die fächerförmig angeordneten Schwanzfedern verweisen auf einen geschickten Flieger. Der „Heilige Konfuzius-Vogel“ hat einen Hornschnabel, asymmetrische Flugfedern, robuste Federschäfte, widerstandsfähige Flughäute, ein Rabenbein, einen kurzen Schwanz, eine mechanische Koppelung von Handwurzel- und Ellbogengelenk und fortschrittlich anmutendes Weichgewebe. Die mit dem Brustbein verbundenen Rippen mit Hakenfortsatz ermöglichten ähnliche Bewegungen wie bei heutigen Vögeln. Reptiltypisch sind die zwei Öffnungen am Hinterhaupt. In Anbetracht der Flügelform, Federschäfte, Fingerpolster, abgerundeten Beinschuppen und bekrallten Füße könnte Confuciusornis sanctus ein Baumbewohner und manövrierfähiger Segler mit relativ gutem Auftriebsvermögen gewesen sein.
Der fast vollständig fossil erhaltene, 69 Millionen Jahre alte Schädel von Vegavis iaai gehörte einem Vogel, der eine Million Jahre vor Tyrannosaurus rex in der oberen Kreide in der Antarktis lebte. Vegavis hat Merkmale, die auch bei rezenten Vögeln angetroffen werden. Dazu zählen ein schmaler, spitzer Schnabel mit fehlenden Zähnen, ein reduzierter Oberkiefer, eine Gehirnform von heutigen Vögeln mit relativ voluminösem Großhirn, eine stark ausgehöhlte Schläfengrube und kräftige Kiefermuskeln, die denen von rezenten, unter Wasser jagenden Vögeln wie Haubentauchern stark ähneln. Die spezialisierte Schädelanatomie entspricht der von heutigen Vögeln. Zudem erzeugte Vegavis Laute wie rezente Vögel mit einer Syrinx. Bei dem Stimmorgan schwingen beim Ausatmen an mineralisierten Knorpelringen befestigte Häutchen (Stimmlippen), die im Brustkorb an der Verzweigung der Bronchien positioniert sind. Die neun mineralisierten Ringteile der ein Zentimeter großen Syrinx des Fossils ähneln dem Stimmorgan heutiger Entenvögel. Vegavis bildete mit Hilfe der Syrinx ähnliche Laute wie Enten und Gänse. Bei Dinosauriern und rezenten Reptilien wurde ein syrinxähnliches Stimmorgan noch nicht entdeckt. Krokodile können Laute bei der Revierverteidigung und Fortpflanzung durch Muskelkontraktionen im Brustbereich über Stimmbänder in der Kehlregion erzeugen.
Werden die Fossilgattungen mit diversen Federtypen, Schwanzformen, Flugstilen, Gabelbeinen, Pygostylen (verschmolzenen abschließenden Schwanzwirbeln), bezahnten Kiefern, bezahnten und unbezahnten Schnäbeln taxonomisch zugeordnet, ergibt sich ein netzartiges Gebilde. Beim Massenaussterben beim Kreide-Tertiär-Übergang starb die fossil bekannte Vogelfauna des Erdmittelalters nahezu vollständig aus. Die Gattung Vegavis überlebte das Inferno, was vereinzelte Fossilfunde im unteren Tertiär anzeigen, ist aber kein Vorfahre heutiger Wasservögel. Die rezenten Vogelgattungen sind ab dem Tertiär mit in der Zwischenzeit ausgestorbenen fossil überliefert.
Die elastischen Vogelfedern sind im Aufbau und Material, bei den proteinkodierenden und regulierenden Genen, bei der mehrphasigen Bildung und beim Austausch in der Mauser völlig anders als die Hornschuppen der Reptilien. Eine Ähnlichkeit liegt nur im Anfangsstadium der Bildung bei der Erhebung auf der Haut vor. Danach bestehen zahlreiche Unterschiede bei der Ontogenese, Zusammensetzung und zerebralen Steuerung. Jungvögel haben Dunen mit vielen Luftzwischenräumen zur Aufrechterhaltung der konstanten Körpertemperatur von 41 Grad Celsius. Später werden die Dunen bei vielen Vögeln zu Spitzen der Konturfedern. Am Körper können dann zusätzliche Dunen gebildet werden.
Bevor die Flugfedern vorliegen, die bei Abschlägen eine nahezu luftundurchlässige und bei Aufschlägen eine luftdurchlässige Tragfläche erzeugen, vollzieht sich ein vielfach vernetzter Prozess. Die Epidermis hebt sich, senkt sich dann ein und bildet den Federbalg. An dessen Grund lassen Blutgefäße, Nerven und Bindegewebe den Federkeim entstehen, der die sich bildende Feder ernährt, danach abstirbt und bei der Entstehung des Federkiels beteiligt ist. Im röhrenförmigen Federbalg bilden sich die diversen Federtypen. In ihm steckt die Spule als der untere Teil des Kiels. Die Zellen vermehren sich in einem Ring um die Federanlage herum.
Die vom Epidermalkragen nach oben abgegebenen Zellen werden zu Bestandteilen der Feder. Sie entwickelt sich als Zylinder in der geschlossenen Federscheide. Aus Säulen, die aus dem hochwachsenden, sich teilenden Epidermalkragen entstehen, werden die Federäste. Sie sitzen am Kiel, der die Federfahne trägt. Die Äste verzweigen sich unten in die Bogenstrahlen und oben in die Hakenstrahlen, die mit in die Bogenstrahlen greifenden Häkchen besetzt sind. Bei der fertigen Konturfeder sind über eine Million Bogen- und Hakenstrahlen wie bei einem Reißverschluss miteinander verknüpft. Eine schaumartige Substanz, deren Fasernetzwerk mit einem Polymer beschichtet ist, bindet Gase im Kiel und in den Ästen. Der leichte Innendruck erschwert Deformierungen. Nach einem Verbiegen kommt die vorherige Struktur wieder leichter zu Stande. Muskeln und feinfädige Keratinfasern verankern die Äste im Kiel. Die Fasern können Brüche und Rissbildungen verhindern, da sie längsgerichtet, kreuzweise und verknotet in der Feder verlaufen.
Das vielfältige Gefieder der Vögel, das bei flüggen Jungvögeln anders als bei erwachsenen Vögeln ist, je nach Geschlecht und Jahreszeit sich unterscheidet, bei Eulen einen lautlosen Flug durch einen weichen und unscharfen Deckfederrand ermöglicht, mit Hilfe von Muskeln bei den Flug- und Schwanzfedern bewegt wird und deren Position mittels Sinneskörperchen dem Gehirn mitgeteilt und von ihm gesteuert wird, ist ein hoch komplexes Merkmal, dessen Entstehung noch völlig im Dunkeln liegt. Die bisherigen Fossilfunde und genetischen Erklärungsversuche geben darüber keine Auskunft. Dementsprechend war ein vom Natural History Museum am 19. Februar 2025 publizierter Artikel überschrieben „Der Ursprung der Federn bleibt ein Geheimnis“: https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2025/february/origin-feathers-remains-mystery.html
Erklärungen fehlen auch für die separate Mehrfachentstehung der Echo-Orientierung mit Ultraschall bei Fledermäusen und Zahnwalen, der Menstruation bei Rüsselspringern, Nagetieren, Fledermäusen und Primaten, der Infrarot-Wahrnehmung bei Schlangen und einigen Käfern, des neunmal vorhandenen Hörvermögens bei getrennten Taxa der Schmetterlinge sowie der Gerüstsubstanz Chitin bei Insekten, Pilzen und Algen. Das anatomische und verhaltensspezifische Anforderungen an den Kopf, Hals, Schwanz und an die Flügel stellende Tauchen von Vögeln wird 14 Mal bei verschiedenen Ordnungen angetroffen. Leuchten durch Oxidation von Stoffen unter Beteiligung des Enzyms Luziferase bei der Nahrungssuche, Kommunikation und Verteidigung in unterschiedlichen Biotopen findet sich bei zirka 900 Tiergattungen in 16 Stämmen ab vor etwa 540 Millionen Jahren und entstand über 100 Mal unabhängig voneinander, wofür eine Erklärung ebenfalls noch aussteht.
Ein bisher ungelöstes Rätsel der Evolutionsbiologie ist zudem die Entstehung der bizarren Merkmalskombination des über 90 Millionen Jahre alten „Schnabeltiers der Krabben“ mit der Bezeichnung Callichimera perplexa, was „schönes verblüffendes Mischwesen“ bedeutet. Es hat große Facettenaugen, die denen von Krebslarven ähneln. Den spindelförmigen Rückenpanzer und fußförmigen Oberkiefer haben Hummer. Der symmetrische Hinterleib ohne Ringe kommt bei Krabben vor. Die Reduktion der Beine wird bei Einsiedlerkrebsen angetroffen. Die paddelartig verbreiteten, abgeflachten Brustbeine zum Schwimmen finden sich bei 250 Millionen Jahre alten Seeskorpionen. Im Tierreich entstanden die stark abgewandelten, paddel- und schaufelartigen Extremitäten aus phylogenetischer Sicht mindestens siebenmal unabhängig voneinander, was noch niemand überzeugend erklärte.
Wie gängige Phylogenese-Vorstellungen durch Fossilien mit mosaikartiger Merkmalsverteilung und fossile Fußspuren in Frage gestellt werden, demonstrieren zahlreiche Studien. Es wird exemplarisch an Hand des Fossilfundus von Reptilien aufgezeigt.
Zu den ältesten Schuppenkriechtieren (Reptilien und Schlangen) gehört Breugnathair elgolensis („die falsche Schlange von Elgol“). Die relativ vollständig erhaltene Fossilart aus schottischen Sedimenten lebte im mittleren Jura vor 167 Millionen Jahren und ernährte sich wahrscheinlich von kleineren Echsen, jungen Dinosauriern und frühen Säugetieren. Seine Merkmale kommen mit ähnlicher Anatomie bei den Waranen, Schlangen und Geckos vor. Hinzu kommen heute nicht mehr existierende Merkmale. Phylogenetischen Analysen mehrerer Datensätze führten zu widersprüchlichen Ergebnissen. Sie werden wegen mangelnder Fossilien nur unzureichend verstanden. Der Fund deutet bei den ältesten Schuppenkriechtieren auf ein hohes Maß an Konvergenz (ein Merkmal, das bei mehreren Taxa jeweils voneinander unabhängig entstanden ist) und an Experimentierfreudigkeit hin. Den Forschenden zufolge umfassen die Eidechsen und Schlangen fast 12.000 rezente Arten mit einer großen ökologischen Vielfalt und einer Kronengruppe, die im späten Jura vor etwa 190 Millionen Jahren entstanden ist. Einzelheiten unter https://www.nature.com/articles/s41586-025-09566-y
Das insektenfressende Reptil Agriodontosaurus helsbypetrae („die gefürchtete Zahnechse“) mit einzigartigem Gebiss und offenem Schläfenbogen wurde jedoch vor mindestens 241 Millionen Jahren in der mittleren Trias eingebettet. Fast keine der Merkmale entsprechen der evolutionsbiologischen Erwartung. Das Team stellte die folgenden anatomischen Abweichungen von den bisherigen Vorhersagen heraus: „fehlender Kontakt zwischen Jochbein und Squamosal (aber ähnlich wie bei Paliguana); ein robustes, nicht langes und dünnes Zahnbein; und das Squamosal ist zwar vierstrahlig, aber graziler als vorhergesagt. Darüber hinaus ist der Kontakt zwischen Oberkiefer und Augenhöhlenrand weniger ausgeprägt als angenommen, wobei das Jochbein deutlich über dem Oberkiefer positioniert ist und sich weit nach vorne erstreckt (ähnlich wie bei Schuppenkriechtieren). Darüber hinaus gibt es keine Hinweise auf ein Supratemporal; die Pterygoids berührten wahrscheinlich nicht den Vomer (wir gingen davon aus, dass die Gaumenbeine in der Mittellinie miteinander verbunden waren) und vor allem gibt es kaum Hinweise auf eine Gaumenverzahnung.“
Die Schlussfolgerung: „Dies deutet darauf hin, dass diese Merkmale im Laufe der Evolution dieser Tiere möglicherweise mehrfach aufgetreten sind und nicht von einem gemeinsamen Vorfahren vererbt wurden.“ Da die fossile Echse mit nichts zuvor Entdecktem vergleichbar ist, sollte die Evolution der Eidechsen, Schlangen und Brückenechsen neu überdacht werden. Die Schuppenechsen könnten gemäß der Studie vor 252 bis 201 Millionen Jahren in der Trias entstanden sein. Die Quellen: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40931068/
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09496-9
Doch deutlich älter als „die gefürchtete Zahnechse“ ist das Reptil Hylonomus („Waldbewohner“). Die Reptiliengattung wurde in der kanadischen Provinz Nova Scotia in 318 Millionen Jahre alten Karbon-Schichten gefunden und widerlegt die vorherigen Angaben zum zeitlichen Auftreten der Schuppenechsen.
Fossile Fährten von Reptilien führen noch weiter in die geologische Vergangenheit: Auf einer Platte in der Snowy Plains Formation im australischen Bundesstaat Victoria sind Spuren eines schätzungsweise 60 bis 80 Zentimeter großen Reptils dokumentiert, das vor zirka 356 Millionen Jahren im späten Karbon unterwegs war. Damit liegt laut Forschungsstand von 2025 eine zeitliche Lücke vom ältesten bekannten Körperfossil zu den ältesten Fossilspuren von 38 Millionen Jahren vor und die Entstehung der Reptilien ist aus phylogenetischer Sicht tief ins Devon zu platzieren. Die Forschenden räumen ein, die Auswirkungen seien tiefgreifend, da nun alle Stammlinien der Tetrapoden (Vierbeiner) und Amnioten (Reptilien, Vögel und Säugetiere) den Ursprung im Devon haben müssen. Sie schreiben: „Es scheint, dass die Evolution der Tetrapoden viel schneller voranschritt und die devonischen Tetrapodenfunde viel unvollständiger sind als bisher angenommen.“ Die Studie: https://www.nature.com/articles/s41586-025-08884-5

6. Die bisher bekannten Mutationen sind hinsichtlich ihrer Auswirkung zirka 80 bis 90 Prozent neutral oder fast neutral und 10 bis 19,9 Prozent nachteilig. Der minimale Rest erhöht die Überlebensfähigkeit kaum. Liegen diese Mutationen in der Nähe nachteiliger Mutationen, werden sie bei der Meiose selten von ihnen getrennt und können mit ihnen selektiv entfernt werden. Zudem können vorteilhafte Mutationen mit einem Verlust genetischer Information einhergehen. Wie physiologisch Neues wie die Fotosynthese bei präkambrischen Cyanobakterien und anatomische Innovationen wie das Facetten- und Linsenaugen bei unterkambrischen Fossilien entstanden sind, ist ein noch ungelöstes Rätsel.
Für den Aufbau und Funktion eines Facettenauges mit lichtempfindlichen Proteinen werden bis zu 2.000 Gene benötigt, die bei der ontogenetischen Bildung von Master-Schaltern gesteuert werden. Wie entstand der Genkomplex und wie gelangte das proteinkodierende System unter die Kontrolle regulierender Gene? Dazu liegt eine überzeugende Erklärung noch nicht vor. Durch Abrufen noch nicht aktivierter Gene kann die Entstehung von etwas Neuem vorgetäuscht werden. Die genetische Information für die Bildung liegt aber schon vor.
Es ist zu betonen, dass die genannten Prozentangaben tendenzielle Schätzungen sind. Ob eine Mutation als positiv, neutral oder negativ einzustufen ist, hängt von der Definition ab und zu welchem Zeitpunkt die Mutation betrachtet wird. Zudem ist es vom mutierenden System und selektiven Druck abhängig. Die Bildung einer einfachen Antibiotikaresistenz etwa verlangt wenige Mutationen. Manche Bakterien im Permafrost waren bereits gegen heutige Antibiotika resistent, da sie von Schimmelpilzen attackiert wurden. Bei ihren Antibiotika handelte es sich um Stoffwechselprodukte, die unter anderem durch Blockade von Enzymen bei der Synthese von DNA, RNA, Proteinen und Zellwandbestandteilen oder durch Störung einer mitochondrialen Funktion wachstumshemmend oder abtötend wirkten. Annäherungsweise wird heute von einer positiven unter tausend Mutationen und einer zufallsbedingten, nicht selektiv zu Stande gekommenen, qualitativen und quantitativen Veränderung des Allel-Bestands der Populationen (Gendrift) von etwa 75 Prozent ausgegangen.
In Anbetracht der geringen Anzahl positiver Mutationen argumentieren Evolutionsbiologen, dass bei der sukzessiven Bildung eines neuen Merkmals bei Abertausenden oder Zigmillionen Generationen genug positive Mutationen vorliegen, um den Startpunkt von etwas Neuem zu erhalten. Sobald mutativ ein Ausgangspunkt besteht, erledigen weitere positive Mutationen die nächsten Schritte bis zur Fertigstellung. Hier ist zu fragen: Wie wird das Vorliegen eines noch keine Funktion erfüllenden Ausgangspunktes für ein zukünftig neues Merkmal erkannt und wie kann durch Anhäufung positiver Mutationen etwas Neues entstehen, wenn die funktionslosen Vorstufen selektiv beseitigt werden können?
Laut einer humangenetischen Studie eines 47-köpfigen Teams vom 23. April 2025 erhält jeder Säugling im Durchschnitt 152 +/- 54 neue Mutationen von seinen Eltern, die sich zu zirka zehn Prozent nachteilig auswirken. Während des Lebens mutiert auch sein Genom, so dass bei ihm und jedem Individuum weiterer Generationen 152 +/- 54 neue Mutationen hinzukommen. Die weitaus meisten De-novo-Veränderungen sind Einzel-Nukleotid-Mutationen (49 %) und De-novo-Indels, bei denen DNA-Sequenzen ergänzt werden oder verloren gehen, oder strukturelle Varianten, die von Tandem-Repeats (einer Reihe wiederholender Einheiten aufeinanderfolgender Nukleotide) stammen (43 %). Den Rest bilden Nicht-Tandem-Repeat-Indels (5 %) und spontane Mutationen im Zentromer-Bereich (3 %). Den Befund lieferten fünf Techniken zur Sequenzierung langer Nuleotidsequenzen, mit denen über 95 Prozent des Genoms von 28 Verwandten in vier Generationen im US-Bundesstaat Utah untersucht und verglichen wurden.
Relativ viele neue Mutationen entstehen beim frühen Embryo, der wegen der schnellen Zellteilungen besonders anfällig für Erbgutveränderungen ist. Mit zunehmendem Alter steigt die Mutationsrate. Wie im Genom anderer Lebensformen finden sich auch beim Menschen relativ stabile und stark veränderliche Nukleotidsequenzen. Manche Bereiche mutieren fast bei jeder Generation. Die Hotspots mit hoher Spontan-Mutationsrate liegen oft in regulierenden Regionen und führen teilweise zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen. Die früheren De-novo-Mutationsraten waren deutlich geringer, da Sequenzanalysen des nahezu vollständigen Genoms noch nicht existierten und die Analyse-Verfahren für schwer sequenzierbare Abschnitte wie Zentromere und Chromosomenenden keine exakten Ergebnisse lieferten.
Bereits der Austausch eines der ungefähr 3,2 Milliarden Nukleotide kann zu einem dysfunktionalen Protein führen, wodurch eine schwerwiegende Erkrankung entstehen kann. Ein durch Punktmutation abgeändertes Protein mit einer ausgetauschten Aminosäure kann den Tod zur Folge haben, wenn ein lebensrelevanter Prozess gestört ist. Bei der Sichelzellenanämie haben die Betroffenen sichelförmige rote Blutkörperchen. Im HBB-Gen ist an der sechsten Position einer Untereinheit des den Sauerstoff bindenden und transportierenden Hämoglobins wegen des Austauschs einer Base die Aminosäure Glutaminsäure durch Valin ersetzt. Die homozygoten Individuen sterben in der Regel im Jugendalter an der Blutkrankheit in Folge einer unzureichenden Sauerstoffversorgung. Bei den Heterozygoten ist die Krankheit nur gering ausgeprägt. Sie sind sogar in gewisser Weise vor Malaria geschützt. Bemerkenswerterweise hat hier eine rezessive Mutation bei Heterozygoten einen gesundheitlichen Einfluss. Das rezessive Gen hat im mischerbigen Zustand einen feststellbaren Effekt, was in der klassischen Genetik bei dominant-rezessiven Erbgängen in der Regel ausgeblendet ist.
Durch Austausch eines Nukleotids beim Gen ace-1 entstand vermutlich die Insektizidresistenz der Mücken Culex pipiens und Anopheles gambiae, die das West-Nil-Virus und den Malariaerreger übertragen. Das Gen kodiert Acetylcholinesterase, die als Angriffspunkt bestimmter Insektizide dient. Durch Deletion von Gen CCR5, das bei Leukozyten den Rezeptor CCR5delta32 kodiert, entstand bereits vor über 6.700 Jahren die Resistenz gegen HIV. Die Homozygoten mit dem genetischen Defekt sind vor dem Zugriff der HI-Viren weitgehend geschützt, da der Rezeptor auf der Oberfläche weißer Blutkörperchen nicht mehr als Co-Rezeptor zum Andocken der Viren dient. Die Heterozygoten haben eine geringere Infektionsrate. Bei den Betroffenen tritt auch Morbus Crohn seltener auf. Infektionen mit Hepatitis-C-Viren kommen jedoch häufiger vor. Die Resistenz existiert seit einem Zeitpunkt, als es den jungen viralen Erreger noch nicht gab.
Wegen einer anderen Aminosäure beim Transkriptionsfaktor Interferon Regulatory Factor 4 (IRF4), der bei der Synthese von mRNA durch Ablesen der entsprechenden DNA-Sequenz beteiligt ist, kann bei Kindern ein schwerer Immundefekt auftreten. Komplett anders agiert IRF4 beim Austausch der benachbarten Aminosäure an Position 99. Wird dort Cystein durch Arginin ersetzt, bindet der mutierte Transkriptionsfaktor mit dem relativ sperrigen Arginin nicht mehr an der üblichen Stelle der DNA, sondern an zuvor ignorierten Sequenzen, was zu einer grundlegend anderen Genregulierung führt. Das bei Gesundheit vorliegende Zellplasmaprogramm ist abgeschaltet und krankheitsfördernde Gene sind aktiviert, so dass die Reifung der B-Lymphozyten zu antikörperbildenden Plasmazellen unterbunden ist. Es liegen vergrößerte B-Lymphozyten mit Signalen anderer Immunzellen auf der Oberfläche vor, was ein Kennzeichen des bösartigen Hodgkin-Lymphoms ist.
Durch den Austausch der Aminosäure Prolin durch Serin an Position 153 des für die Embryogenese, die Immunabwehr und den programmierten Zelltod benötigten Proteins Fas-Ligand ist beim Menschen die Anfälligkeit für festsitzende Tumoren wie Brust-, Darm-, Eierstock- und Lungenkrebs deutlich erhöht, da Serin Fas-Ligand für die Spaltung durch die in Krebszellen besonders häufig vorkommende Protease Plasmin zugänglich macht. Beim Schimpansen und anderen Primaten mit der Aminosäure Prolin schaltet das auf der Oberfläche aktivierter T-Lymphozyten platzierte Fas-Ligand entartete Zellen mit Hilfe des Zelltodprogramms aus. Daher kommen bei ihnen festsitzende Krebsarten äußerst selten vor. Beim Menschen ist die Todessignalisierung wegen der Mutation tiefgreifend gestört. Plasmin zerlegt Fas-Ligand, so dass die Tumorzellen nicht mehr dem programmierten Zelltod ausliefert werden.
Durch ein zusätzliches Chromosom können die kodierten Proteine so stark erhöht sein, dass etwa physiologische Probleme auftreten. Dadurch kann beim Menschen unter anderem eine Fehlgeburt zu Stande kommen. Bei Männern verursacht ein zusätzliches X-Chromosom das Klinefelter-Syndrom. Etwa jeder tausendste Junge wird mit dem XYY-Syndrom geboren. Fehlt Frauen ein X-Chromosom, liegt das Turner-Syndrom vor. Bei drei Chromosomen 21 wird vom Down-Syndrom gesprochen. Verlieren ältere Männer das Y-Chromosom in Leukozyten oder anderen Blutzellen erhöht sich das Risiko für Alzheimer, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zum Herzinfarkt mit tödlichem Ausgang. Durch den Verlust des Chromosoms fördern Botenstoffe die Bildung von Entzündungen und Narben im Herzgewebe. In den betroffenen Blutzellen sind mindestens drei Dutzend Gene epigenetisch verändert. Werden unter dem Lichtmikroskop beim X-Chromosom scheinbare Bruchstellen bemerkt, wird das Fragile X-Syndrom diagnostiziert. Ursache sind zunehmende Wiederholungen von drei Nukleotiden im FMR1-Gen. Die Symptome können sehr vielfältig sein, treten in der Regel langsam auf und sind individuell verschieden ausgeprägt. Sie reichen von einer verzögerten Entwicklung über Lernschwierigkeiten bis zum offenen Mund. Männliche Personen sind häufiger als weibliche betroffen.
Die Auswirkung einer Mutation im epigenetischen Bereich kann schon bei geringfügiger Abweichung gravierend sein. Stören dortige Mutationen die Reifung der B-Zellen, befinden die undifferenzierten Zellen sich zu lange im Blut und weitere Mutationen können hinzukommen, die die Entstehung von Leukämie fördern. Der therapeutische Zugriff gestaltet sich schwierig, da die Tumorzellen ihre Identität an der Oberfläche durch das vom Gen CD-19 kodierte Protein nicht mehr anzeigen. Durch eine andere Oberflächenstruktur ist es ihnen gelungen, dem immunologischen Angriff auszuweichen. Die Mutationen der „Junk-DNA“ erweisen sich als schwer durchschaubare Veränderungen, da ein hoch kompliziertes Netzwerk von sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren vorliegt. So korreliert die Anzahl der verschiedenen Varianten der B-Zellen-Leukämie annäherungsweise mit der Anzahl daran erkrankter Individuen.
Mehrere Prozent der Menschen haben wegen Mutationen das Potenzial für Krankheiten, die ausschließlich oder größtenteils durch weitere Mutationen gesundheitliche Probleme wie Geburtsanomalien, Diabetes und Schizophrenie verursachen. Mutationen mit milderen Negativfolgen sind noch weiter verbreitet. . Bei einer 2025 publizierten Studie, die das Genom und die Gesundheitsdaten von 378.751 nicht verwandten Europäern untersuchte, wurden über 54.000 potenziell zu Erkrankungen führende Mutationen bei 1.929 autosomal-rezessiven Genen gefunden. Der negative Effekt auf die körperliche Fitness der Heterozygoten war nur schwach ausgeprägt, das Spektrum der Symptome erstreckte sich aber bis auf reproduktive und mentale Beeinträchtigungen.
Das Überraschende der mutierten rezessiven Gene war: Die rezessiven Allele wurden in ihrer Ausprägung beim dominant-rezessivem Erbgang bei den Heterozygoten nicht komplett unterdrückt, sondern ihre Expression hatte nachteilige Folgen. Vor der Veröffentlichung der Studie war der Befund in keinem Lehrbuch der Genetik zu finden. Es galt unter Bezug auf die 1865 publizierten, aber erst um die Jahrhundertwende von Botanikern entdeckten Kreuzungsversuche mit verschiedenen Erbsensorten: Werden reinerbige Erbsen mit violetter Blütenfarbe mit reinerbigen Erbsen mit weißer Blüte gekreuzt, ist die rezessive Anlage für die weiße Blüte in der ersten Filialgeneration bei den heterozygoten Erbsen mit violetter Blüte nicht zu sehen, da die Ausprägung von der dominanten Anlage für die violette Blüte unterdrückt wird. Sämtliche Erbsen der ersten Generation haben violette Blüten. Die weiße Blütenfarbe ist auch nicht andeutungsweise zu sehen. Erst in der nächsten Generation treten reinerbige Erbsen mit weißen Blüten neben violett blühenden wieder auf. In der Studie von 2025 werden hingegen diverse Effekte bei den Heterozygoten vorgestellt. Hier die Studie: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40374730/
Eine Präsentation: https://www.scinexx.de/news/biowissen/rezessive-gene-hatte-mendel-unrecht/
Ständig werden neue Mutationen von dominanten und rezessiven Allelen für die Disposition von Erkrankungen entdeckt. So stehen mit koronaren Herzkrankheiten, der global häufigsten Todesursache, derzeit 268 Genomorte mit verschiedener Intensität in Verbindung. Die kleinen individuellen Effekte können sich im Laufe der Generationen aufsummieren und zu spürbaren Störungen führen. Demnach führen die Mutationen beim Menschen längerfristig nicht zu einer anatomischen und/oder physiologischen Weiter- und Höherentwicklung, sondern tendenziell zu einer „Abwärtsentwicklung“. Durch die Zunahme der genetischen und epigenetischen Erkrankungsdispositionen nimmt die biologische Fitness der Menschheit kontinuierlich ab.
Im Laufe der Zeit könnte der Mensch bis zu zehn Prozent seiner Gene verloren haben. Dabei wurde der Gen-Pool durch die Eliminierung entbehrlicher Erbinformationen ballastärmer. Es gingen aber auch nützliche Eigenschaften verloren. Ein Beispiel ist der Verlust der Synthese von Vitaminen, die beim Stoffwechsel, Wachstum und bei der Fortpflanzung beteiligt sind, in Enzymkomplexen teilweise kooperativ wirken und bei Defizit oder Fehlen zu Mangelerkrankungen führen. Während des individuellen Lebens zeigt sich die rückbildende Tendenz beispielsweise in den Zellen von Männern in Form von fehlenden Chromosomenabschnitten, gelöschter DNA und verlorenen Y-Chromosomen. Beim Y-Chromosom mutieren pro Mann und Generation durchschnittlich zwölf Stellen, was die Fitness beeinträchtigen kann. Diese Befunde zeigen in eine andere Richtung als die Entstehung von etwas Neuem.
Eine Verschlechterung der genetischen Ausstattung kann durch die wenigen Mutationen mit nützlichem Effekt, die selektive Beseitigung von Mutationen mit negativen Folgen und den Erhalt fremder DNA verlangsamt werden, insgesamt liegt aber eine nachteilige Tendenz vor. Beim Menschen trat sie vor allem in den vergangenen 10.000 Jahren ein. Dies ergab eine Sequenzierung von 15.336 Genen bei 6.515 US-Amerikanern. Von den an 1.146.401 Orten im Genom entdeckten Einzel-Nukleotid-Varianten waren 73 Prozent nicht älter als zehn Jahrtausende. Von den Nukleotid-Varianten mit potenziell schädlichen Auswirkungen entstanden zirka 86 Prozent erst vor 5.000 bis 10.000 Jahren. Der Befund war bei Amerikanern mit europäischer Herkunft stärker ausgeprägt als bei Landsleuten mit afrikanischer Abstammung. Vergleichbare Resultate lieferten Studien bei anderen Arten.
Durch Einfügung eines Transposons im Gen PsSBE1 der Erbse ist die Stärkebildung gestört und der Same hat statt der runden eine schrumpelige Form, wenn das mutierte Gen zweifach vorliegt. Eine Mutation im die Gibberellin-Bildung beim Wachstum regulierenden LE-Gen der Erbse führt homozygot zu Zwergwuchs. Statt einer Höhe von ungefähr zwei Metern werden keine 30 Zentimeter erreicht. Die Erbsenblüten sind weiß, wenn das für die violette Farbe zuständige Gen PsbHLH wegen eines verlorenen Stücks beschädigt ist und homozygot vorliegt. Bemerkenswerter Weise liegt bei den hier vorgestellten Fällen der Rezessivität eine die Genfunktion beeinträchtigende Mutation zu Grunde. Es lässt das auf Gregor Mendel zurückgehende klassische Verständnis von Rezessivität in einem anderen Licht erscheinen. Wie umfangreich Mutationen bei intakten Genen zu Rezessivität in der Lebenwelt geführt haben, ist noch zu erforschen.
Werden Taufliegen zur Steigerung der Mutationsrate jahrzehntelang mutagenen Strahlen oder Chemikalien ausgesetzt, entstehen unter anderem Mutanten mit schneller verlaufender Individualentwicklung, anderer Körpergröße oder Augenfarbe, fehlenden oder an unüblicher Stelle positionierten Körperteilen, erhöhter oder geringerer Gen- oder Enzymaktivität, fester bindenden Transkriptionsfaktoren, länger haltbaren Proteinen, reversibler Lähmung, Muskeldystrophie, gebogenen Flügeln oder weniger Nachwuchs. Fehlende Proteine wie Bruchpilot oder Creld führen zu Beeinträchtigungen der Bein- oder Flügelbewegung wegen geringerer Ausschüttung von Transmittern. Insgesamt liegt eine Fülle von Varianten vorhandener Merkmale vor. Hinweise auf die Entstehung einer neuen anatomischen oder physiologischen Ausstattung wurden noch nicht gefunden.
Ähnliches zeigte ein Langzeitexperiment zum Mutationsspektrum des Bakteriums Escherichia coli, bei dem zwölf identische Populationen ab 1988 einem Nährmedium mit Glukose und Citrat ausgesetzt waren und 2022 insgesamt 75.000 Generationen vorlagen. Nach 10.000 Generationen lagen den Genomveränderungen vor allem Duplikationen von Genen und Umlagerungen von beweglichen Erbgutelementen zu Grunde. Durch Positionsänderungen springender Elemente wurden kryptische Informationen aktiviert, die einen positiven Einfluss auf die Nahrungsverdauung haben. Die anderen Reihenfolgen von Genen durch umlagerte Einfügungssequenzen führten zu Abschaltungen von katabolischen Operons (Funktionseinheiten für den Abbau von Stoffwechselprodukten). Ab zirka 26.000 Generationen zeigte eine Population eine deutlich höhere Mutationsrate, da durch eine eingefügte Base das Leseraster verschoben war. Andere Populationen verloren die DNA-Reparatur oder die Ribose-Synthese. Einige Mutationen waren von pathogenen Bakterien bekannt.
Mit Erstaunen wurde ab 31.500 Generationen ein aerober Citrattransport festgestellt. Bei Anwesenheit von Sauerstoff wurde Citrat als Kohlenstoffquelle genutzt, was Coli-Bakterien gewöhnlich nicht machen. Analysen wiesen auf Mutationen von Genen wie citG (beteiligt beim Citrat-Stoffwechsel), citT (zuständig fürs Transportprotein beim Einschleusen von Citrat) und rnk (beteiligt beim Energiestoffwechsel) hin. Zuerst wurde eine Sequenz mit citT verdoppelt oder vervielfältigt, dann gingen Nukleotide verloren. Gelegentlich verschmolz citT mit einem Bereich, dessen Promotor die Proteinsynthese bei Sauerstoffanwesenheit initiierte, so dass die Mutante den Citrattransporter bilden konnte. Weitere Vervielfältigungen des Gens verstärkten den Citrattransport. Bei einem anderen Experiment nutzte das Coli-Bakterium Citrat bei Sauerstoffanwesenheit bereits nach zwölf Generationen.
Nach 40.000 Generationen lagen 653 Mutationen ohne signifikante Fitnesssteigerung vor. Die Ausgangspopulationen mutierten verschieden, ähnlich oder übereinstimmend durch Prozesse wie Austausch, Einfügung und Verlust von Basen, Duplikation, Aktivierung und Stilllegung von Genen und andere Genreihenfolge durch springende genetische Elemente. Das Erbgut schrumpfte bis zu 1,2 Prozent, nach 50.000 Generationen sogar um 1,4 Prozent bei sämtlichen Populationen.
Um die Mutationsrate bei Extremstress zu erhöhen, wurde E. coli einem Citrat-Nährmedium ohne Glukose ausgesetzt. Dabei nahmen die Mutationen schon nach zirka 2.500 Generationen deutlich zu. Eine Ursache waren sich vervielfältigende Transposons, die sich an anderer Stelle im Genom je nach äußerer Situation positionierten. Das Wachstum konnte verlangsamt, die Sterberate erhöht sein. Eine Fitness-Zunahme in Form einer höheren Vermehrungsrate blieb aus. Auffallend waren die Fehlanpassungen, bei denen im kuriosesten Fall eventuell tote Bakterien konsumiert wurden.
Längerfristig nahm der Anteil nützlicher Mutationen ab, die neutralen und schädlichen Mutationen blieben konstant. Bei jeder zweiten Population lagen Defekte bei der DNA-Reparatur vor. Citrat wurde unter aerober Bedingung verwertet, da citT mit einem bei Sauerstoffanwesenheit aktiven Schalter fusionierte. Oft traten die gleichen Mutationen bei getrennten Populationen auf. So hatten 59 von mehreren Tausend Genen zweier Populationen eine andere übereinstimmende Aktivität. Ursache der stärkeren oder geringeren Genaktivität waren gleiche oder sehr ähnliche Verlustmutationen. Wurde genetische Information nicht mehr beansprucht, begann das Genom zu schrumpfen. Genetische Indizien für eine „evolutive Innovation“ lagen bislang noch nicht vor.
Dies lässt vermuten: Da die großen Bakterien bis zu zirka 5.000 und die kleinen signifikant weniger Gene besitzen, könnte zumindest ein Teil von ihnen durch Degeneration großer Bakterien entstanden sein. Die Lebensgeschichte der Bakterien lässt sich auf genetischer Betrachtungsebene jedoch nicht exakt rekonstruieren, weil sie die Reihenfolge der Gene und die Größe des Genoms durch springende Elemente ständig verändern und Nukleotidsequenzen untereinander austauschen und ins Erbgut integrieren.
Würde das phylogenetische Konzept zutreffen, könnten Indizien für zukünftig neue Merkmale wie eines Sinnesorgans zur Wahrnehmung von Radioaktivität im Genom oder bei der anatomischen Ausstattung bei zumindest einer heutigen Art festgestellt werden. Ein solches neues Merkmal wäre selektiv vorteilhaft, eine auf den Beginn oder Zwischenstand einer phylogenetischen Entwicklung verweisende Beobachtung liegt bisher aber nicht vor. Der Mutationsforschung zufolge unterliegt die genetische und epigenetische Ausstattung der Lebenswelt einem fortschreitenden Qualitätsverlust.
Empirisch nachgewiesen sind das Gegenteil einer phylogenetischen Entwicklung, etwa verlorene Gene und fehlende Enzyme. Albinismus, Alkaptonurie, Kretinismus und Phenylketonurie sind Stoffwechselstörungen, bei denen ein Enzym ausfällt. Die herunterregulierte Bildung des Wachstumsfaktors Pleiotrophin ist mitverantwortlich für das Down-Syndrom, bei dem das Chromosom 21 dreimal vorliegt. Wird Pleiotrophin von den beim Langzeitgedächtnis beteiligten Astrozyten in ausreichender Menge produziert, verläuft während der Embryonalentwicklung die Bildung der Axone und Synapsen bei den Nervenzellen des Gehirns korrekt. Beim Down-Syndrom funktioniert ein Teil der Gehirnschaltkreise unter anderem wegen des fehlenden Pleiotrophins nicht ordnungsgemäß.
Das Nesseltier Henneguya salminicola, ein Muskelparasit bei Fischen, verlor die bei der aeroben Atmung und mitochondrialen DNA-Replikation beteiligten Gene und bezieht die Energie nicht mehr unter Sauerstoffaufnahme über die Atmungskette der Mitochondrien. Ein Mensch würde bei unzureichender Energiebereitstellung der Mitochondrien schwerwiegend erkranken und vorzeitig sterben. Auch der Mistel, die als Halbschmarotzer auf Laub- und Nadelbäumen lebt, fehlen besonders Gene der Atmungskette, so dass sie mit stark reduzierter ATP-Bildung überlebt. Pflanzliche Vollschmarotzer wie die Sommerwurz und Kleeseide verzichten auf das Chlorophyll und haben oft keine oder zurückgebildete Blätter und Wurzeln.
Deutlich zeigt die Reduktion von Vorhandenem und die obligatorische Abhängigkeit von einem Wirt sich beim Einzeller Sukunaarchaeum mirabile. Sein Genom enthält nur 189 Gene für die Vervielfältigung durch DNA-Replikation, Transkription und Translation sowie eventuell für die Bildung der Zellmembran. Gene für die Energiegewinnung fehlen fast vollständig. Da er Dinoflagellaten zum Überleben benötigt, ähnelt er mehr parasitierenden Riesenviren mit umfangreichem Genom als den typischen Einzellern. Beim Menschen können im Blut Parasiten wie die Erreger der Malaria und der Schlafkrankheit sowie im Darm Band- und Spulwürmer und Einzeller wie der Erreger der Amöbenruhr vorkommen. Bei den Schmarotzern liegen Anpassungen wie die Übernahme von Nahrung des Wirtes, die Rückbildung von Sinnesorganen und Mundwerkzeugen oder des Bewegungs- und Verdauungsapparates vor.
Verlust und Dysregulierung von Genen, Stoffwechseldefizite, Entwicklungsstörungen und Rückbildung von Merkmalen führen nicht zu einer phylogenetischen Entwicklung. Die heutige Lebenswelt unterliegt einer Degeneration und zeigt keine Tendenz einer zunehmenden Komplexität. Vermutlich trifft es auch in der Vergangenheit nach den innovativen Schüben zu. Wie diese zu Stande kamen, bedarf einer noch nicht bekannten Erklärung.

7. Durch den Nachweis eines irreduziblen Merkmals, dessen Funktionieren das Fehlen nur weniger Elemente erlaubt, bricht das phylogenetische Konzept in sich zusammen. Bei fehlender stammesgeschichtlicher Entwicklung ist die Evolutionstheorie der Biologie widerlegt.
Ein Beleg ist der aus zirka 40 Proteinen bestehende Elektrorotationsmotor mit Antriebssystem, Drehrichtungsfestleger, Koppelelement und Geißel des Darmbakteriums des Darmbakteriums Escherichia coli. Er ist quasi eine lebende 0,2-Volt-Batterie, die sechs Ultraminiatur-Elektromotoren mit jeweils 30 nm Länge antreibt. Am Motor befindet sich über ein biegsames Winkelstück die Geißel mit fünffacher Länge des Bakteriums. Mit ihrer Hilfe bewegt der Einzeller sich durch bis zu 100 Umdrehungen pro Sekunde in einer der zwei Drehrichtungen mit 15 bis 25 Zelllängen pro Sekunde vorwärts oder rückwärts. Mit Hilfe des des Navigationssystems schwimmt er zu Stellen mit hoher Nährstoffkonzentration und meidet er Schadstoffe.
Das Fortbewegungssystem mit Elektromotor und beweglicher Geißel ähnelt dem von Schiffen mit elektrischer Antriebsmaschine und Propeller. Der Stator und Rotor üben die gleiche Funktion wie die Feldspule und der Drehanker eines technischen Elektromotors aus. Die Chemikalien registrierenden Sensorproteine fungieren wie die Millionen Riechzellen des Menschen in der Nase. Der Rotor nutzt die im Wasserstoffionen-Gradienten zu beiden Seiten der Membran gespeicherte Energie für die Drehbewegung wie bei einer Turbine.
Die Ad-hoc-Entstehungswahrscheinlichkeit des bakteriellen Motors beträgt je nach Prämisse 10^-29 bis 10^-94. Demnach ist der Versuch, die sechs Richtigen im Lotto vorab korrekt zu tippen, über 1.000.000.000.000.000.000.000 Mal wahrscheinlicher. Vermutlich argumentiert keine Fachperson mit einem solchen „evolutionären Lotto-Treffer“.
Angesichts dessen wird aus evolutionsmikrobiologischer Sicht davon ausgegangen, dass die Bildung des bakteriellen Systems, startend mit einer einfachen Pore in der inneren Membran, durch Übernahme von Genen schon vorhandener Teilstrukturen schrittweise entstanden ist. Dabei wird für jede Teilstruktur eine Funktion angenommen, die selektiert werden konnte. Außer dem Erhalt von Genen anderer Bakterien werden Mechanismen wie Mutation, Gendrift und Genduplikation postuliert, um neue Teilstrukturen zu erzeugen. Der Lösungsversuch hat noch nicht überzeugt, da jede Bildung einer neuen Teilstruktur mehrere aufeinander bezogene Mutationen in verschiedenen Genen erfordert. Wie sie in den hypothetischen Vorfahren des Bakteriums zusammenkommen konnten, ist bisher noch völlig rätselhaft. Argumentativ hinreichend abgesichert wäre der evolutionsbiologische Erklärungsversuch, wenn die Bildung der einzelnen Teilstrukturen durch allergrößtenteils neutrale und destruktive Mutationen sowie ihr Fortbestehen beim selektiven Zugriff überzeugend dargelegt würden. Eine solche Erklärung hat aber noch keine Fachperson der Genetik präsentiert und dürfte das kognitive Potenzial des Menschen überfordern. Mehr zur Herkunft des Rotationsmotors unter https://www.evolutionslehrbuch.info/teil-4/kapitel-09-04-r01.pdf

Ein Hinweis:
Eine Rekonstruktion der Geschichte der Lebewesen bietet der Text im zwölften Kästchen.