Autopoiesis

Eine biologische Perspektive: die lebende Einheit als zirkulär kausal geschlossene Organisation eines individuellen Systems

1. Besonderheit, Intention und Ziel

Die beiden chilenischen „Metabiologen”[1] Humberto Maturana und Francisco Varela haben im Rahmen ihrer Zusammenarbeit der 1970er Jahre eine Theorie entwickelt, welche die einzelne lebende Einheit als ein individuelles selbstständig organisiertes System versteht. Eine solche induktive Herangehensweise mit impliziter Bedingung der geschlossenen Identität des Systems soll in der Biologie ein Fundament darstellen, auf welchem die gängige Praxis des deduktiven Schlüsseziehens aufbauen muss. Grund dafür ist, dass die „Beschreibungen einiger innerer Zustände sowie ihrer Interaktionszustände” nach Maturana und Varela immer „entsprechend den Projektionen, die im Bereich der Beobachtung und im gezielten Experiment eines Beobachters erscheinen”, von einem Beobachter verfasst werden.[2]

So können sehr spezifische Phänomene wie Sprache, Bewusstsein und Autonomie, oder metaphysische Fragestellungen, die das menschliche lebende System betreffen, erst auf Basis einer theoretischen Verortung der Einzigartigkeit dieser kognitiver Prozesse innerhalb der Entstehung des biologischen Systems rechtmäßig geklärt werden. Der Beobachtungsprozess ist bei Maturana und Varela in die theoretische Einbettung der Organisation eines lebenden Systems miteinbezogen, womit sie in einer systematischen Verwandtschaft zu Schellings identitätsphilosophischer Naturphilosophie stehen.

Innerhalb dieser holistischen Theorie vom Lebendigen ist nicht nur der theoretische Gegenstand – der Organismus – implizit voraussetzt und zirkulär kausal geschlossen, sondern die Theorie in sich: Jegliche analytische Beschreibung und Erklärung kann nur auf Basis der Wahrnehmungsprozesse und kognitiven Verarbeitungen des Wissenschaftlers selbst realisiert werden, weshalb dem zu analysierenden Gegenstand immer auch die Projektion seiner Relationen in unmittelbarer Umwelt zugeschrieben werden, jedoch ebenfalls in seinem, von diesem „Interaktionsbereich“ völlig verschiedenen, „Relationsbereich”[3]: Der menschliche Beobachter verknüpft einzelne Bestandteile des Interaktionsbereiches eines Gegenstandes mit gänzlich anderen Bereichen, in welchen diese Bestandteile jedoch ebenfalls vorkommen. Es ist dem Menschen also unmöglich seine eigene „Erscheinungswelt”[4], welcher all seine kognitiven Prozesse untergeordnet sind, zu übersteigen. Die Erscheinungswelt eines jeden lebenden Systems wird im physikalischen Raum vom jeweiligen autopoietischen System autonom erzeugt. „Es ist […] eine implizite konstitutive Bedingung der Autopoiese, daß die autopoietische Einheit in einem Medium existiert, mit dem sie interagiert, und in dem ein Beobachter sie in ihren Austauschprozessen mit der Umwelt wahrnehmen kann.”[5]

Die beiden Biologen wollen also nicht das Leben an sich erklären, sondern die Besonderheit dieser zweckfreien und doch subjektiv teleologisch orientierten Form der Organisation des lebendigen Organismus darstellen.

2. Die autopoietische Organisation

Das lebende System als autonome individuelle Einheit ist so organisiert, dass es mit einer Maschine vergleichbar ist. Das Besondere einer solchen lebenden Maschine ist, dass die Bestandteile, welche von den Prozessen der Maschine produziert werden, ebendiese erst verwirklichen. Die stofflichen Bausteine, welche allen Produktionen der Maschine zugrunde liegen, werden von der Maschine selbst erzeugt. Sie hat somit weder Input noch Output, in dem Sinne, dass sie alle aufgenommenen Elemente erst durch ihre selbstständige Organisation innerhalb ihres Netzwerkes konfiguriert, um sie weiter zu verarbeiten:

„Eine autopoietische Maschine ist eine Maschine, die als ein Netzwerk von Prozesse der Produktion (Transformation und Destruktion) von Bestandteilen organisiert (als Einheit definiert) ist, das die Bestandteile erzeugt, welche 1. aufgrund ihrer Interaktionen und Transformationen kontinuierlich eben dieses Netzwerk an Prozessen (Relationen), das sie erzeugte, neu generieren und verwirklichen, und die 2. dieses Netzwerk (die Maschine) als eine konkrete Einheit in dem Raum, in dem diese Bestandteile existieren, konstituieren, indem sie den topologischen Bereich seiner Verwirklichung als Netzwerk bestimmen.”[6]

Der einzige Zweck und die einzige Funktion dieser autopoietischen Maschine ist die Aufrechterhaltung ihrer individuellen Organisation. Durch dieses Netzwerk von Produktionsprozessen von Bestandteilen, die der eigenständigen Reproduktion dienen, besitzt das einzelne lebende System eine geschlossene Identität: „Alle die besonderen Eigenschaften der verschiedenen Arten von Organismen ergeben sich aus dieser grundlegenden Zirkularität […]”[7], welche sie wiederum gleichzeitig –  im Sinne einer Verwirklichung – garantiert: Die Zirkularität erhält die Einheit trotz der unzähligen Interaktionen mit einer „sich stets verändernder Umwelt.”[8]

Maturana und Varela veranschaulichen anhand einer Stufenfolge die Organisationsformen des möglichen Vorkommens von lebenden Systemen im physikalischen Raum: Die einzelne Biene weist eine zirkuläre Organisation auf, „die auf den lebenden Systemen erster Ordnung, den Zellen beruht.”[9] Die Bienen stellen ein „selbstreferentielle[s] System zweiter Ordnung”[10] dar, auf welchem die zirkuläre Organisation des Staatssystems der Bienen als „selbstreferentielles System dritter Ordnung” basiert. „Alle drei Systeme mit ihren jeweiligen Interaktionbereichen dienen sowohl der Erhaltung ihrer selbst als auch der Erhaltung der anderen.”[11]

3. Autopoietische Maschinen vs. Allopoietische Maschinen

Maturana und Varela nehmen eine wichtige Abgrenzung vor, welche nicht nur den Organismus von unbelebten Systemen unterscheidet, sondern auch die Art und Weise des Vorkommens von autopoietischen Maschinen betrifft. Die autopoietische Maschine kann nämlich von Maschinen anderer Art – allopoietischen Maschinen – einerseits abgegrenzt werden, denn diese weisen keine autonome, sich selbst reproduzierende Organisation auf. Als Beispiel nennt Maturana hier einen Kristall als „natürliche Einheit”[12] oder ein Auto, dessen Bestandteile anderen Prozessen der Produktion entspringen: menschengemachte Maschinen. „Allopoietische Systeme sind ihrer Bauweise nach nicht autonom, da ihre Verwirklichung und ihr Fortbestehen als Einheiten nicht mit ihrem Funktionieren zusammenhängen.”[13]

Der Beobachter als implizite Voraussetzung der Autopoiese kann aber andererseits eine solche autopoietische Maschine als eine allopoietische Maschine behandeln und das aufgrund der allopoietischen Aktivität einer autopoietischen Einheit innerhalb eines übergeordneten Systems.

So erscheint beispielsweise die Einnahme von Medikamenten eines kranken Patienten wie eine Input-Output Wirkung, was nach Maturana und Varela aber nichts über die eigentliche Struktur der autopoietischen Struktur aussagen dürfte. Der Patient basiert auf einer autopoietischen Organisationsstruktur, über welche sich Aussagen über die Projektionen seiner innerer Zustände treffen lassen, weil der Patient als ein allopoietisches Teilsystem des selbstreferentiellen Systems zweiter Ordnung, der Menschheit, betrachtet werden kann. Er ist als eine natürliche Einheit in einem größeren System eingebettet. Aber „[d]ie Tatsache, daß wir physikalische autopoietische Maschinen in Teile zergliedern können, liefert keinen Aufschluß über die Eigenart des Interaktionsbereiches, den sie als konkrete Entitäten durch ihre Organisationsweise im natürlichen Universum definieren.”[14] Der Patient stellt nicht selbst eine autopoietische Einheit dar, denn er ist ein Erzeugnis der Autopoiese der Menschheit als autopoietisches System zweiter Ordnung. Fortpflanzung ist somit kein Merkmal der Organisation des einzelnen Organismus, denn seine selbstständige Aufrechterhaltung ist der Erzeugung des autonomen Netzwerkes, also den biologischen Bedingungen des lebenden Systems, untergeordnet. Was an dem autopoietischen System konstant ist, ist seine eigene Organisationsform als „kritische fundamentale Variable”[15] eines lebenden damit homöostatisch operierenden Systems. Alle dynamischen Zustände eines solchen autopoietischen Systems sind Zustände der Autopoiese und rufen Autopoiese hervor: „In diesem Sinne sind autopoietische Systeme geschlossene Systeme, ihre Erscheinungswelt ist notwendigerweise ihrer Autopoiese untergeordnet, und ein gegebenes Phänomen ist ein biologisches Phänomen nur insofern, als es die Autopoiese zumindest eines lebenden Systems einschließt.”[16]

4. Relationsbereich von autopoietischen Einheiten und kognitive Prozesse des menschlichen Systems

Eine Zielgerichtetheit der Organisationsform, im Sinne eines Zweckes oder einer Funktionalität, kann nach Maturana und Varela nur ein Resultat der kognitiven Prozesse des Beobachters sein. So werden die Kausalverbindungen generiert, welche sich aus dem Interaktionsbereich und Relationsbereich der wahrgenommenen autopoietischen Einheit ergeben. Diese „umfassendere Entität”[17] ermöglicht dem Beobachter eine Basis der Beschreibung, welche nach Maturana und Varela aber nur einen Teilbereich der Erscheinungswelt der beobachteten Maschine behandelt.

Daraus folgert Maturana, dass „die durch funktionale Vorstellung implizierten Relationen für die Organisation eines autopoietischen Systems nicht konstitutiv sind”[18] und diese deshalb „nicht zur Erklärung seines Operierens herangezogen werden”[19] können.

Handelt es sich also bei lebenden Systemen um autopoietische Einheiten, „wird die Teleonomie zu einem Konstrukt der Beschreibung, das nicht die Merkmale ihrer Organisation aufdeckt, sondern die Konsistenz ihres Operierens innerhalb des Bereiches der Beschreibung zeigt. Lebende Systeme sind als physikalische autopoietische Maschinen zweckfreie Systeme.”[20]

Das bedeutet nun aber, dass die Relationsbereich des Untersuchungsgegenstandes hinsichtlich der Beobachtungen der beiden systemtheoretischen Biologen diesen selbst veranlasst hat, womit diese zweckfreie Konsistenz einer Organisation des Lebendigen in sich selbst ‚teleologisch‘ geschlossen ist. Was an dem autopoietischen System konstant ist, ist seine eigene Organisationsform als ‚kritische fundamentale Variable‘ des lebenden damit homöostatisch operierenden Systems. Alle dynamischen Zustände eines solchen autopoietischen Systems sind Zustände der Autopoiese und rufen Autopoiese hervor.

Auf metatheoretischer Basis kann also geschlossen werden, dass die Theorie der Autopoiese ein Standpunkt zweier biologisch und philosophisch orientierter Systemtheoretiker ist, der in sich selbst  eine ‚kritische fundamentale Variable‘ enthält – im Zentrum des biologischen sowie theoretischen Systems der Autopoiese steht die nicht eindeutig zu identifizierende Besonderheit der Organisation des Organismus, die autopoietisch ist und somit ein autonomes Individuum mit geschlossener Identität in der physikalischen Welt realisiert, das einen aktiven Interaktionsbereich innerhalb seiner Umwelt aufweist und – dem Wesen einer empirischen Beobachtung nach – immer auch einen ‚passiven‘ Relationsbereich, der von den kognitiven Prozessen des Beobachters abhängt.

5. Anknüpfungspunkte im Rahmen des Seminars

Dem Artikel von Weber und Varela zufolge kann es Kant zugeschrieben werden, dass sich das Prinzip der Selbstorganisation in der Biologie etablieren konnte. Sie nennen ihn „father of reductionst biology” und sehen die Ursprünge der Theorie der Autopoiese als einem ‚dritten Weg‘ zwischen einem strengen teleologischen Weltverständnis und einem totalen Materialismus bereits in Kants Kritik der Urteilskraft manifestiert.[21]

Dass Kant einen großen Einfluss auf die Theorie der Autopoiese gespielt hat, spiegelt sich auch im ‚Baummotiv‘ der metabiologischen Systemtheorie wider: Der Baum der Erkenntnis heißt das wohl bekannteste Werk zur Autopoiese und stellt im Grunde eine ‚erweiterte‘ Position Kants dar, die dem Leben eine teleologische Struktur zuspricht, jedoch basierend auf der einzigen Funktion eines lebenden Systems – der Aufrechterhaltung seiner individuellen Organisationsstruktur als notwendigerweise subjektiver Naturzweck.

Eine solche ‚immanente Teleologie‘ findet sich auch bei Hans Jonas wieder: Die Freiheit des Organismus wird von seiner biologischen Verwirklichung garantiert. Die Theorie der Autopoiese entwickelte sich unabhängig von aber gleichzeitig wie Jonas biologisch-philosophisches Konzept und beide ‚Theorien des Lebens‘ stellen den Organismus als einen individuelle und autonome Einheit in ihr Zentrum.

In den Grundzügen zeichnet sich in dieser besonderen, individuellen Organisationsform des lebenden Systems als ein Netzwerk von dynamischen Produktionsprozessen von Bestandteilen, das genau durch diese Bestandteile sich selbst realisiert, die aristotelische Konzeption der Seele als Entelechie ab, die aber immer durch eine bestimmte stoffliche Anordnung verwirklicht sein muss.

6. Kritik

Wie wahrscheinlich jeder Systemtheorie wird der biologischen Autopoiese der Grundzug einer „analytischen Aporie”[22] attestiert. Florian Lippert hat sich mit der Autopoiese beschäftigt, da die kausale Geschlossenheit der Theorie dazu geführt hat, dass die biologische Autopoiese schnell auch in anderen lebenswissenschaftlichen Bereichen etabliert. [23] Nach Lippert trägt jedoch bereits der Ursprung dieser autonom gewordenen Systemtheorie ein paradoxes Moment in sich – in Maturanas Worten: die „kritische Variable” als einzige Konstante innerhalb der dynamischen autopoietischen Organisation – weshalb auf Ebene einer derartig autonomen, individuellen und höchst subjektiven Organisation keine weiteren Erklärungen möglich sind: „Die Prozesse (also die konstitutiven Relationen) zwischen den Elementen bestehen in der Produktion eben dieser Elemente; Autopoiesis ist gekennzeichnet als die konstitutive Eigenschaft eines Lebewesens, das Lebewesen ist wiederum dadurch gekennzeichnet, dass es Autopoiesis ermöglicht. Diese formalistische Synthese schließt funktionelle, also begründende oder erklärende Anschlussanalysen auf derselben Argumentationsebene prinzipiell aus. Vielmehr erweist sich der Begriff bereits hier, in seinem lebenswissenschaftlichen Ursprungskontext, als Instrument der Beschreibung, und zwar der Beschreibung elementbezogener Relationalität.” [24]

Dieser Kritikpunkt löst sich jedoch für mich darin, dass es nicht die Intention Maturanas und Varelas gewesen zu sein scheint, das ‚Problem des Lebens‘ bzw. die Schwierigkeiten die Frage nach dem Wesen des Lebendigen aus einer biologischen Perspektive zu lösen.

[1]    Wie sie Herr Dr. Noller im Rahmen unserer Seminarsitzung vom 11.07.2016 genannt hat

[2]    Maturana, Humberto R.: Erkennen: Die Organisation und Verkörperung von Wirklichkeit. Ausgewählte Arbeiten zur biologischen Epistemologie. 2. Auflage, Friedr. Vierweg & Sohn, Braunschweig 1985, S.138.

[3]    Biologie der Kognition, S.34. In: Ebd.

[4]    „Beobachtet werden gleichzeitig Organismus und Umwelt, weshalb der Teilbereich der Umwelt als „die Nische des Organismus” gilt, welcher als „in dessen Interaktionsbereich liegend beobachtet” wird. Die Nische „erscheint” also in Abhängigkeit zu dem Beobachter als Teil der Umwelt. Die Bedeutung dieser Nische für den beobachteten Organismus umfasst seinen gesamten Interaktionsbereich, weshalb sie als solche kein „Teil einer Umwelt sein” kann, „die ausschließlich im kognitiven Bereich des Beobachters liegt.” z.n.: Ebd, S.36.

[5]    Die Organisation des Lebendigen: eine Theorie der lebendigen Organisation, S.143. In: Ebd.

[6]    Autopoietische Systeme: eine Bestimmung der lebendigen Organisation, S.184-185. In: Ebd.

[7]    Biologie der Kognition, S.36. In: Ebd.

[8]    ebenda

[9]    Ebd., S.37.

[10]  ebenda

[11]  ebenda

[12]  Autopoiese: die Organisation lebender Systeme, ihre nähere Bestimmung und ein Modell, S.158. In: Ebd.

[13]  Ebd., S.159.

[14]  Autopoietische Systeme: eine Bestimmung der lebendigen Organisation, S. 188. In: Ebd.

[15]  Die Organisation des Lebendigen: eine Theorie der lebendigen Organisation, S.142. In: Ebd.

[16]  ebenda

[17]  Autopoietische Systeme: eine Bestimmung der lebendigen Organisation, S.191. In: Ebd.

[18]  ebenda

[19]  ebenda

[20]  Ebd., S.192.

[21]  Vgl. Weber, Andreas / Varela, Francisco: Life after Kant: Natural purposes and the autopoietic foundations of biological individuality, S.97-99. In: Phenomenology and the Cognitive Science 1. Kulwer Academic Publisher, Netherlands 2002. S.97-2002.

[22]  Lippert, Florian: Selbstreferentialität in Literatur und Wissenschaft. Kronauer, Grünbein, Maturana, Luhmann. Fink Verlag, München 2013, S.52.

[23]  Vgl. z.B. Niklas Luhmanns soziologische Autopoiese

[24]  ebenda

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