Warum Menschen Vitamin C nicht selbst herstellen können

In einem Zoo steht ein Kind vor einer leicht zerkratzten Scheibe und hält einem Affen eine Orange hin, der die Bewegung beobachtet, ohne sie wirklich zu begreifen. Die Szene wirkt gewöhnlich, beinahe liebevoll. Doch diese Frucht erzählt eine uralte biologische Geschichte: Vor Millionen von Jahren verloren manche Vorfahren der Primaten die Fähigkeit, Vitamin C selbst herzustellen. Seither müssen sie es – genau wie wir – über die Nahrung aufnehmen. Studie um Studie weist auf eine verstörende Tatsache hin: Die Evolution läuft nur selten rückwärts. Wird ein Gen über Millionen Jahre geschädigt, gelöscht oder überflüssig, grenzt seine Wiederherstellung an ein Wunder. Was die Natur aufgibt, kehrt nicht zwangsläufig zurück.

Jeder kennt den Gedanken, dass mit genügend Zeit irgendwann wieder alles normal wird. In der Biologie ist diese Vorstellung zwar verlockend, trifft aber auf eine deutlich härtere Wirklichkeit: Manche Veränderungen, die sich im Genom ansammeln, verschliessen Türen für sehr lange Zeit. Bei Primaten gingen mehrere ursprüngliche Fähigkeiten verloren und wurden später durch Ernährungsgewohnheiten, Ausgleichsmechanismen oder neue Anpassungen ersetzt. Im Alltag ist das keine sichtbare Katastrophe. Unter der Haut, in den Zellen, finden sich jedoch Spuren einer Vergangenheit, die vermutlich nicht wiederkehrt. Und diese Geschichte betrifft uns unmittelbar.

Wenn ein Gen verloren geht, wird die Rückkehr nahezu unmöglich

Das anschaulichste Beispiel ist Vitamin C. Die meisten Säugetiere können es mithilfe eines Enzyms in ihrer Leber bilden, das vom Gen GULO codiert wird. Menschen, Affen und mehrere weitere Primaten können das nicht. Bei unseren entfernten haplorhinen Vorfahren stellte dieses Gen vor etwa 60 Millionen Jahren seine Funktion ein, als Früchte reichlich genug vorhanden waren, um den Bedarf zu decken. Solange die Ernährung diesen Verlust ausglich, hatte die natürliche Selektion keinen Anlass, den Mechanismus zu reparieren. Das Gen verfiel daraufhin Stück für Stück, bis es zu einer Art molekularer Ruine wurde.

Dieser Verlust ist keineswegs belanglos. Ein schwerer Vitamin-C-Mangel führt zu Skorbut – mit starker Erschöpfung, Blutungen und schlechter Wundheilung; Seeleute vergangener Jahrhunderte mussten das schmerzhaft erfahren. Für Erwachsene liegen die empfohlenen Mengen je nach Gesundheitsreferenz und Situation bei etwa 75 bis 90 Milligramm täglich. Eine Kiwi, eine Orange oder ein Paprika kann wesentlich dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken. Seien wir ehrlich: Niemand rechnet das jeden Tag genau aus. Dennoch ist diese Abhängigkeit von der Ernährung das unmittelbare Erbe einer evolutionären Entscheidung, die gar keine war.

Die Fähigkeit zur Vitamin-C-Produktion zurückzugewinnen würde nicht bedeuten, einfach einen Schalter wieder umzulegen. Ein funktionsfähiges Gen müsste neu aufgebaut, an der richtigen Stelle eingesetzt und zur passenden Zeit in den richtigen Geweben aktiviert werden, ohne den übrigen Stoffwechsel durcheinanderzubringen. Die Evolutionstheorie bezeichnet dies als Dollo-Gesetz: Eine verlorene komplexe Struktur kann mitunter durch etwas anderes ersetzt werden, kehrt jedoch nur äusserst selten in ihrer ursprünglichen Form zurück. Irreversibilität ist nicht absolut, sondern vor allem eine Frage der Wahrscheinlichkeit. Nach Millionen Jahren von Mutationen wird diese Wahrscheinlichkeit verschwindend gering.

Weitere alte Fähigkeiten hinterliessen Narben in unserem Genom

Um solche Verluste ohne Sensationslust zu betrachten, hilft eine einfache Methode: Man fragt danach, was die verschwundene Funktion ersetzt hat. Bei Vitamin C übernahm eine pflanzenreiche Ernährung die Rolle eines Sicherheitsnetzes. Bei anderen Genen könnte der Verlust mit einer Veränderung von Umwelt, Ernährungsweise oder Lebensstil zusammenhängen. Wer eine Studie dazu liest, sollte daher drei ganz konkrete Fragen stellen: Welches Gen ist betroffen, seit wann ist es inaktiv und welche biologische Lösung erlaubte es der Art weiterzuleben? Diese Einzelheiten erzählen häufig weit mehr als eine spektakuläre Überschrift.

Ein häufiger Irrtum besteht darin, ein verlorenes Gen automatisch mit einer Schwäche gleichzusetzen. Evolution strebt weder Perfektion noch Komfort an: Sie bewahrt vor allem, was in einem bestimmten Umfeld das Überleben und die Weitergabe der Gene ermöglicht. Bei Menschenaffen und Menschen wird der Verlust der Uricase, eines Enzyms, das vielen Säugetieren hilft, Harnsäure auszuscheiden, oft unter diesem Gesichtspunkt untersucht. In manchen früheren Umwelten könnte er Vorteile gebracht haben, ehe er in unserem heutigen Leben mitunter problematisch wurde. Unser Genom war nie ein Handbuch zur Optimierung.

Genetikerinnen und Genetiker untersuchen zudem den Verlust des Gens CMAH in der menschlichen Entwicklungslinie vor mehreren Millionen Jahren. Dieses Gen war an der Bildung einer bestimmten Art von Sialinsäure auf Zelloberflächen beteiligt; sein Verschwinden veränderte unsere Beziehung zu bestimmten Krankheitserregern, aber auch unsere Immunbiologie.

„Die Natur macht keine Sprünge“, schrieb Charles Darwin und erinnerte daran, dass grosse Veränderungen häufig aus einer langen Reihe kleiner Anpassungen entstehen.

• Ein Gen kann überflüssig werden, wenn sich die Umwelt verändert.
• Eine verlorene Funktion lässt sich durch die Ernährung oder einen anderen Mechanismus ausgleichen.
• Eine identische Wiederherstellung ist theoretisch möglich, in der Praxis jedoch ausserordentlich unwahrscheinlich.

Was diese verschlossenen Türen über unsere eigene Verletzlichkeit erzählen

In diesem Gedanken liegt etwas fast Intimes: Wir alle tragen ererbte Abwesenheiten in uns. Unser Körper kann Erstaunliches leisten, ist aber zugleich auf Obst, abwechslungsreiche Mahlzeiten und eine weniger feindliche Umgebung angewiesen als jene, in der manche unserer Vorfahren lebten. Der Verlust der Vitamin-C-Synthese ist keine Kuriosität, die nur Labore beschäftigt. Er erinnert daran, dass die menschliche Gesundheit mit einer sehr alten Geschichte aus saisonalem Überfluss, Zwängen und Kompromissen verbunden ist. Primaten haben eine Fähigkeit nicht „verpatzt“. Sie schlugen schlicht einen anderen Weg ein.

Diese Sichtweise legt nahe, Erzählungen zu hinterfragen, die Evolution als ständigen Aufstieg zum Besseren darstellen. Ein Merkmal kann ohne Drama verschwinden und erst störend werden, wenn sich die Welt um es herum abrupt wandelt. Industrielle Ernährung, Bewegungsmangel, längere Lebensdauer und die Globalisierung von Krankheiten schaffen heute Bedingungen, die unsere Vorfahren nie kannten. Unsere alte Biologie muss mit einem neuen Alltag zurechtkommen, der sich manchmal zu schnell verändert. Diese stille Spannung zeigt sich jedoch in vielen modernen Gesundheitsproblemen.

Sich die Türen vorzustellen, welche die Evolution geschlossen hat, verändert auch den Blick auf andere Primaten. Ihr Genom ist ebenso wie unseres kein starres Museum: Es bewahrt Spuren, Notlösungen und aufgegebene Funktionen. Diese gemeinsame Geschichte bei einem Spaziergang, einem Zoobesuch oder bei einer Mahlzeit zu teilen, bei der eine Orange von Hand zu Hand geht, mag unbedeutend erscheinen. Dennoch erinnert sie daran, dass der Mensch nicht vom Lebendigen getrennt ist. Er ist eines seiner jüngsten Kapitel – mit erstaunlichen Ressourcen und Mängeln, die sich nicht auslöschen lassen.