Organisches Leben, Sinneswahrnehmung, Intelligenz, Kognition

Red-capped domes, Stromatolithen,
Hamelin Pool, Shark Bay, Westaustralien

Diesen Post regte der Artikel Die Sinne der Pflanzen der Zeitschrift National Geographic an. Der Artikel bezieht sich u.a. auf den Biologen Stefano Mancuso. Intelligenz wird gewöhnlich nur höheren biologischen Arten mit Gehirnen zugestanden. Mancuso überträgt Phänomene von Intelligenz auf Pflanzen (Die Intelligenz der Pflanzen). Ein kleiner Kreis von Wissenschaftlern und dieser Post fassen Intelligenz als Eigenschaft organischen Lebens auf (Wikipedia: Pflanzenintelligenz). Evolutionäre Prozesse verlaufen weder geplant noch linear, sondern als Anpassungen an sich ändernde Umweltbedingungen. Potenziale von Intelligenz befähigen Organismen, auf spontane Veränderungen von Umweltbedingungen mit spontanen Verhaltensanpassungen zu reagieren und trotz nicht erwartbarer Umweltbedingungen zu überleben. Vermutlich ist diese Fähigkeit ein phylogenetisch früh entstandenes Element des Baukastens organischen Lebens oder sogar ein evolutionäres Grundprinzip.

Konzepte vegetativer Intelligenz im Sinne von Problemlösungs-Fähigkeiten werden in der wissenschaftlichen Community kontrovers diskutiert. Strittige Diskussionen verdeutlichen, dass Annahmen von komplexen Zusammenhängen und ihren Kausalbeziehungen nicht unmittelbar evident sind, sondern auf konstruierten Definitionen und Konzepten beruhen, die aus Beobachtungen und Gedankenspielen abgeleitet werden. Wenn sich Konzepte, Modelle, Theorien, Methoden als Bündel methodisch kontrollierter gedanklicher Bedeutungsmuster verfestigen, werden sie als wissenschaftliche Paradigmen bezeichnet. Paradigmen setzen Rahmen wissenschaftlicher Arbeit und gelten für eine Majorität von Wissenschaftlern einer Fachdisziplin als Goldstandard.

Nur Dogmen (per Autorität als wahr geltende Aussagen) sind immun gegen Kritik. Nicht prüfbare und widerlegbare Aussagen haben keinen Anspruch auf Wissenschaftlichkeit. Im Unterschied zu Dogmen sind Paradigmen prinzipiell unvollständig, prüfbar, angreifbar, aber aus wissenschaftlichem Diskurs wächst wissenschaftliche Erkenntnis.

Das mittlere Foto der oberen Reihe zeigt Stromatolithen, durch Biofilme von Cyanobakterien gebildete Sedimentgesteine, die zu den ältesten bekannten Fossilien der Erde zählen und lebend nur noch in wenigen abgelegenen Regionen vorkommen. Stromatolithen liefern bedeutende Hinweise zu Prinzipien evolutionärer Prozesse. Vermutlich hat Stoffwechsel von Stromatolithen durch Ausscheidung von Sauerstoff die Anreicherung der Erdatmosphäre mit Sauerstoff verursacht oder hat zumindest dazu beigetragen. Erst mit Zunahme der Sauerstoffkonzentration in der Erdatmosphäre konnten sich evolutionär komplexe Lebensformen und ökologische Lebensgemeinschaften entwickeln (Wikipedia: Cyanobakterien, Bedeutung für die Atmosphäre).

Pflanzenintelligenz

Unstrittig ist, dass Verständnisse von Pflanzen als Wachstumsautomaten nicht haltbar sind. In der wissenschaftlichen Diskussion verbreitet sich zunehmend die Auffassung, dass

Lebewesen sich nicht prinzipiell, sondern graduell unterscheiden,
kognitive Fähigkeiten und Intelligenz universale biologische Eigenschaften von Leben sind, die sich evolutionär in unterschiedlicher Komplexität herausbilden,
Intelligenz darin besteht, auf Veränderungen der Umwelt adäquat zu reagieren,
Intelligenz keine zentrale Instanz benötigt, sondern auf Vernetzung beruhen kann,
Lebewesen nicht umso intelligenter sind, je mehr sie Menschen ähneln,
auch Pflanzen lernfähig sind und Entscheidungen treffen können.

Wer sich unvoreingenommen auf den Artikel in National Geographic einlässt, gewinnt die Erkenntnis, dass ordnende Unterscheidungen zwischen Menschen, Tieren, Pflanzen, Pilzen, Flechten aus Sicht von Menschen (anthropozentrisch) willkürlich aus Merkmalen abgeleitet werden, aber Rechtfertigungen prinzipieller kategorialer Unterscheidungen strittig sind. Vermeintlich trennende Prinzipien sind keineswegs so eindeutig wie behauptet und werden auch als evolutionär hervorgebrachte Varianten gleicher oder ähnlicher Lebensfunktionen mit fließenden Übergängen aufgefasst. Pilze und Flechten erwähnt der Artikel nicht. In diesem Post sind sie ergänzt, weil sie zur Variationsbreite von Lebensformen zählen. Ihre Existenz zeigt Unschärfen kategorialer Abgrenzungen auf. Pilze gelten als eine eigene Art, die Eigenschaften von Pflanzen und Tieren verbindet und Tieren näher steht als Pflanzen. Flechten sind weder Tiere noch Pflanzen oder Pilze, sondern bestehen aus einer Symbiose von Pilzen mit Grünalgen oder mit Cyanobakterien.

Bilateria, Sessilität, Sinneswahrnehmung, Bewusstsein

Nur nicht ortsfest lebende, sondern sich gerichtet fortbewegende höhere Organismen haben zu mehr als 95 % evolutionär symmetrische Zweiseitigkeit (Bilateria) mit zerebralen Nervensystemen entwickelt. (Im Wasser lebende Hohltiere (Nesseltiere und Stachelhäuter) sind überwiegend ähnlich wie zahlreiche Blüten radiärsymmetrisch bzw. strahlenförmig aufgebaut und wurden historisch als Radiata bezeichnet.) Um Nahrung aufzunehmen, sich vor Feinden zu schützen und zu reproduzieren, müssen sich agile Organismen permanent räumlich orientieren, sich aktiv fortbewegen und schnelle Entscheidungen treffen. Symmetrische Zweiseitigkeit und zerebrale Nervensysteme erhöhen Lebenschancen agiler Organismen. Unter Anforderungen der Lebensweise haben sich bilateralsymmetrischer Aufbau und zerebrale Nervensysteme mit zentraler Verarbeitung von Sinneswahrnehmungen evolutionär erfolgreich durchgesetzt.

Sessil (ortsfest) lebende Organismen haben andere Anforderungen. Sie benötigen zum Überleben weder Zweiseitigkeit noch zerebrale Nervensysteme, was auch für sessile Tiere gilt, z.B. Korallen. Exemplarisch machen diesen Zusammenhang Seescheiden deutlich. Im Larvenstadium schwimmen Seescheiden frei im Meer und verfügen über rudimentäre Gehirne. Adulte Seescheiden leben sessil, haben nicht mehr benötigte Gehirnstrukturen abgebaut (Das Gehirn: Warum sich Bewegung und Geist nur zusammen denken lassen). Solche Sachverhalte bedeuten keineswegs, dass sessil lebende Organismen über keine Sinneswahrnehmung verfügen, nicht kommunizieren und nicht aktiv agieren. Entsprechend ihrer Lebensweise und ihres Bauplans verarbeiten sie lediglich Sinnesreize anders. Unter Anforderungen sessiler Organismen haben sich Bauweisen mit dezentraler Verarbeitung von Sinneswahrnehmungen ebenfalls evolutionär erfolgreich durchgesetzt.

Zerebrale Nervensysteme bilden wahrscheinlich die Voraussetzung für Bewusstsein im Sinne mentaler Selbstrepräsentation. Aktuelle Forschungen zeigen, dass nicht nur höhere Arten über Bewusstsein verfügen. Möglicherweise verfügen alle Arten mit zerebralen Nervensystemen über Bewusstsein, was aber nicht empirisch nachweisbar ist, weil fremde mentale Zustände nicht von außen einsehbar sind. Experimentell kann Bewusstsein indirekt erschlossen, jedoch nicht bewiesen werden.

Vermutlich ist Bewusstsein als eine Fähigkeit der Raumorientierung entstanden. Daher ist eher unwahrscheinlich, dass sessile Lebewesen über ein ähnliches Bewusstsein wie Bilateria verfügen. Wahrscheinlich benötigen sie für ihre Lebensweise kein Bewusstsein. Aber auch für Lebewesen ohne zerebrale Nervensysteme sind evolutionär entwickelte Fähigkeiten der Anpassung an Veränderungen von Zuständen ihrer Umgebung nachweisbar. Längst ist nachgewiesen, dass Pflanzen und Pilze über Sinneswahrnehmung verfügen, kommunizieren und an Sesshaftigkeit angepasste spezifische Problemlösungsmechanismen entwickelt haben. Grenzen sind fließend.

Intelligenz und Kognition

Zum Begriff Intelligenz bestehen keine allgemeingültigen Definitionen. Dass sich Intelligenz nur auf Menschen und Tiere beschränkt, wie der Wikipedia-Eintrag Intelligenz nahelegt, ist eine willkürliche Abgrenzung, deren Berechtigung nicht begründet und auch nicht nachvollziehbar ist. Wenn Intelligenz als Problemlösungskompetenz aufzufassen ist (Was sonst könnte Intelligenz sein?), ist sie auch Pflanzen und Pilzen zuzugestehen. Im Kern der strittigen Diskussion über Intelligenz und Bewusstsein geht es letztlich um definitorisch entscheidbare Fragen:

Sind biologische Anpassungsmechanismen als Intelligenz aufzufassen?
Setzt Intelligenz Bewusstsein voraus?
Ist Bewusstsein ausschließlich eine Funktion zerebraler Nervensysteme?
Setzen Empfindungen von Leiden zerebrale Nervensysteme voraus?

Unterschiedliche Haltungen zu diesen Fragen teilen die wissenschaftliche Community in mehrere Lager, von denen keines die Wahrheit gepachtet hat. Die unterschiedlichen Lager operieren mit unterschiedlichen Prämissen und Definitionen und verschanzen sich in unterschiedlichen paradigmatischen Systemen.

Die meisten Biologen und Botaniker lehnen für Pflanzen den Intelligenzbegriff und Konzepte von Kognition aus Sicht dominierender wissenschaftlicher Paradigmen ab und reiben sich an den Begriffen Reflex und Kognition.

Reflex ist eine automatisierte (mechanische) Reaktion auf einen Reiz (Schalter).
Als Kognition wird eine erkennende Wahrnehmung verstanden, die mentale Prozesse der Deutung bzw. des Denkens als bewusste oder auch unbewusste Prozesse anstößt, deren Ergebnisse nicht deterministisch festgelegt sind, sondern ein Spektrum von Handlungsoptionen ermöglicht.

Bei genauerer Betrachtung zeigt sich, dass bereits Bakterien Reaktionen auf einen Reiz modifizieren und dabei Prozesse in Gang gesetzt werden, die nicht mechanisch, sondern nur statistisch als Wahrscheinlichkeiten des Verhaltens beschrieben werden können. Einzeller und auch Pilze können Bewegungen und Stoffwechsel an variierende Umwelteigenschaften anpassen und Entscheidungen treffen, was zu tun ist. Wahrscheinlich ist Intelligenz im Sinne von Problemlösungsfähigkeit eine Eigenschaft jeden Lebens in unterschiedlicher Komplexität. Ob Intelligenz Empfindungen von Leid einschließt und Leid ohne zerebrales Nervensystem empfunden werden kann, ist Ansichtssache.

Wann, wie, wo Kognition als mentale Aktivität einsetzt und wie Kognition mit Prozessen des Lebens verknüpft ist, betrifft uralte Fragen, die in der Vergangenheit weitgehend unbeantwortet blieben, aber mit Forschungen zur Künstlichen Intelligenz wieder auf die Agenda gelangt sind und auf Antworten drängen (MDR Wissen: Was ist Leben?). Die chilenischen Biologen Humberto Maturena und Francisco Varela befassten sich seit den 1970er Jahren mit der Frage Was ist Leben? bzw. Was unterscheidet biotische Systeme lebender Organismus von unbelebten Systemen? und entwickelten Autopoiesis als systemtheoretisches Modell der Selbsterschaffung und Selbsterhaltung von Leben (MPG, Synthetische Biologie: Was ist Leben?). Als wissenschaftliche Außenseiter nahmen Maturena und Varela an, dass jede Lebensform über kognitive Fähigkeiten verfügt und Kognitionen als zwischen Organismus und Umwelt vernetzte Rückkopplungsprozesse zu verstehen sind (Wikipedia: Der Baum der Erkenntnis). Ihre Auffassungen wurden von der wissenschaftlichen Community empört abgelehnt.

In der Gegenwart setzen Forschungsperspektiven nicht mehr bei komplexen Intelligenzleistungen von Menschen an, sondern sie suchen nach allgemeinen Prinzipien kognitiver Fähigkeiten und beginnen Suchen nach Erklärungen der Entstehung kognitiver Fähigkeiten auf molekularer Ebene. Selbst Biologen vorherrschender Paradigmen identifizieren auch bei einfachen Lebewesen Wahrnehmung inkl. Bewertung, Gedächtnis, Fehlererkennung, Habituation und Lernen, Entscheidung und Kommunikation, sensomotorische Koordination. Offensichtlich passen sich Pflanzen wechselnden Bedingungen ihrer Umgebung an und wehren sich gegen Feinde (FAZ: Was lehrt die „Basale Kognition“?). Zuschreibungen von Pflanzenintelligenz lehnen jedoch die meisten Biologen nach wie vor als vermeintlichen Anthropomorphismus ab, weil sie mit kybernetischen Modellen fremdeln und zudem befürchten, dass ernsthafte Wissenschaft durch Pflanzen-Esoterik und Annahmen magischer Lebenselexiere untergraben wird.

Schmarotzer, Veganismus, Würde von Leben/Pflanzen

Menschen, Tiere, Pilze sind Schmarotzer, die ihre Nahrung aus anderen Lebewesen gewinnen. Pflanzen und Flechten unterscheiden sich scheinbar von Menschen, Tieren, Pilzen, weil sie Energie durch Photosynthese erzeugen. Allerdings schließen sich Photosynthese und schmarotzende Lebensweise nicht wechselseitig aus. Flechten verbinden Photosynthese mit schmarotzender Lebensweise und auch Pflanzen kombinieren beide Arten der Energieerzeugung. Oberirdisch gewinnen sie Energie aus Photosynthese. Das Hauptleben von Pflanzen findet jedoch unterirdisch in ihrem Wurzelwerk statt, mit dem Pflanzen ebenfalls schmarotzen. Ausnahmen bilden fleischfressende Pflanzen, die auch oberirdisch schmarotzen.

Was bedeuten diese Erkenntnisse für Veganismus?

Persönliche Entscheidungen zugunsten vegetarischer Ernährung ist gegen Kritik von außen immun, solange aus dieser Entscheidung keine relevanten individuellen oder kollektiven Nachteile oder Schäden resultieren.
Fragwürdig wird Veganismus, wenn Veganer ihre Ernährungsweise mit ethischen Positionen von Tierwohl begründen. Diese Haltung von Achtsamkeit gegenüber Tieren ist durchaus sympathisch, aber sie diskriminiert Pflanzen, Pilze, Flechten mit naiven, anthropozentrisch fokussierten Argumenten. Ethisch begründeter Veganismus, der für Empfindungen von Leiden zerebrale Nervensysteme voraussetzt und Organismen ohne zerebrale Nervensysteme Leidensfähigkeit und Anspruch auf Würde abspricht, beruht aus Sicht des Autors dieses Textes auf esoterischer Weltanschauung. Behauptete prinzipielle qualitative Unterschiede von Lebensformen basieren auf oberflächlichen, dogmatischen Argumenten und halten robusten rationalen Prüfungen nicht stand. Jegliche Art von Leben beruht auf opportunistischer Ausbeutung von Leben.

Vertreter von Konzepten vegetativer Intelligenz und basaler Kognition vertreten mit empirisch begründbaren Argumenten die Auffassung, dass kategoriale Unterscheidungen von Intelligenz aufgrund identischer Prinzipien und fließender Grenzen wissenschaftlich nicht zu rechtfertigen sind. Damit sind auch Unterscheidungen gegenüber Leid von Organismen nicht zu rechtfertigen. Vertreter dieser Konzepte fordern auch für nicht-tierisches Leben Rechte und verlangen, jegliches Leben nicht mit Willkür, sondern mit Würde zu behandeln.

Inhärente Widersprüchlichkeit zwischen einerseits Leid und Würde von Leben sowie andererseits opportunistische Ausbeutung von Leben durch Leben ist so wenig auflösbar wie Widersprüche zwischen ethischen Positionen von Menschen- und Tierrechten im Vergleich zur empirischen Realität. Das bedeutet nicht, dass ethische Kompasse verzichtbar sind. Ethische Kompasse machen menschliche Hybris bewusst und helfen uns, Leiden zu verstehen und zu reduzieren, um die Welt zu verbessern.

Widersprüchlichkeit des Ernährungsverhaltens ließe sich vielleicht auflösen, wenn Nahrung ausschließlich aus nicht lebender Materie hergestellt würde, was wahrscheinlich nicht möglich ist. Der Science-Fiction-Film Soylent Green von Richard Fleischer aus dem Jahr 1973 hat diese Utopie vorweggenommen. Im Film wird aufgrund erschöpfter Ressourcen, Überbevölkerung, Armut und Nahrungsmangel das Nahrungsmittel Soylent Green aus dem Fleisch toter Menschen produziert. Eine ethisch korrumpierte Elite preist Soylent Green der darbenden Bevölkerung als schmackhaftes Vollwertnahrungsmittel an und verheimlicht der Bevölkerung Herkunft und Inhalt des Nahrungsmittels. Die Art der Kommunikation zwischen Elite und Bevölkerung kommt kritischen Zeitgenossen bekannt vor. Jenseits des Films zeigt sich in der Realität, dass industriell hergestellte Lebensmittel für Menschen nicht bekömmlich sind, sondern Erkrankungen provozieren.

Buchbesprechungen, Interviews, Essays zu vegetativer Intelligenz und basaler Kognition