Die energetische Sicht

Wenn die Menschheit einmal erkannt haben wird,
daß ihre wichtigste Aufgabe darin besteht,
die Energien, die uns umgeben, geistig zu durchdringen,
zu vereinheitlichen und einzufangen,
um sie noch besser zu verstehen und zu meistern,
dann wird sie sich entfalten können,
ohne befürchten zu müssen,
je an eine äußere Grenze zu stoßen.

Pierre Teilhard de Chardin, 1959

Alle Prozesse der Lebensentfaltung sind mit Veränderungen von energetischen Zuständen verbunden. Energie ist aber keine Eigenschaft von Prozessen oder materiellen Einheiten, sondern alle nachweisbaren Erscheinungen im Universum, ob sie nun jenem Entfaltungsstrom, den wir Lebensentfaltung nennen, angehören oder nicht, sind selbst Ausdrucksformen von Energie. Wilhelm Ostwald, Nobelpreisträger und Begründer der physikalischen Chemie, war der Erste, der auf Grund seiner Untersuchungen auf den Gedanken kam, daß auch Materie sich als eine Erscheinungsform von Energie erweisen könnte. Er schrieb 1887: "Wie wäre es, wenn die Energie ganz alleine existierte, wenn die Materie überhaupt nur ein sekundäres Produkt der Energie wäre?" Im Jahre 1905 gelang es dann Albert Einstein, als bedeutendstes Ergebnis seiner speziellen Relativitätstheorie, die Äquivalenz von Masse und Energie mathematisch zu präzisieren¹⁴.

Energie liegt ganz offensichtlich unserer gesamten realen Welt zugrunde, doch warum sie sich in den uns bekannten Erscheinungsformen manifestiert, mag unserer Erkenntnisfähigkeit vielleicht für immer verborgen bleiben. Die Gesetzmäßigkeiten, nach denen sich Energie entfaltet und umwandelt, werden hingegen von der Physik im Rahmen der Thermodynamik exakt beschrieben. Nach deren erstem Hauptsatz, dem Satz von der Erhaltung der Energie, kann Energie weder geschaffen noch vernichtet werden, oder, anders formuliert: Die Energie des Universums bleibt konstant.

Allerdings kann sich Energie von einer Form in eine andere umwandeln, wobei, nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, nicht die eine Energieform zur Gänze in die andere übergeht, sondern sich dabei jedesmal ein Teil in die Energieform Wärme verwandelt. Dieser "Energieverlust" bei Umwandlungen, diese "Entwertung" von Energie, die stets einem Verlust an Arbeitsfähigkeit gleichkommt, wird von der Thermodynamik als Entropiezunahme beschrieben. In einem abgeschlossenen System erhöht sich bei jedem ablaufenden Prozeß die Entropie und strebt einem Höchstwert zu, dem thermodynamischen Gleichgewicht. Dieser Vorgang ist nicht umkehrbar. Eine Steigerung des energetischen Potentials, eine Zunahme der Arbeitsfähigkeit also, läßt sich nur dann erreichen, wenn einem nicht abgeschlossenen System, welches ständig Energie und Materie mit der Umwelt austauscht, eine ausreichende Menge an arbeitsfähiger Energie von außen zugeführt wird. Wilhelm Ostwald sprach in diesem Zusammenhang von "freier, beweglicher Energie, die alleine zu Geschehnissen in der Welt Anlaß gibt". In der Terminologie der modernen Physik wird diese "freie Energie" auch als freie Enthalpie bezeichnet. Ihr Erwerb ist für alle Energone von fundamentaler Wichtigkeit, denn nur mit ihrer Hilfe können sie ihre Arbeitsfähigkeit steigern und den Umfang ihrer Struktur vergrößern.

Nicht jede Form von "freier", arbeitsfähiger Energie ist jedoch für jedes Energon in der gleichen Weise nutzbar. Bei einem Blitzschlag oder einem Waldbrand werden beispielsweise große Mengen an Energie frei, doch können diese kaum von Energonen nutzbringend verwertet werden. Häufig ist Energie an Energieträger gebunden und muß erst von den Energonen in aufwendiger Weise freigesetzt werden. Die in der Zellulose enthaltene Energie ist beispielsweise den Termiten nur mit Hilfe symbiotischer Mikroorganismen zugänglich, welche über spezielle, zellulosespaltende Fermente verfügen. Arbeitsfähige Energie muß also auch stets so beschaffen sein, daß das betreffende Energon sie nutzen kann.

Daß energetische Betrachtungen auf der Ebene der Physiologie eine entscheidende Rolle spielen, ist allgemein bekannt. Nur wenige Autoren waren jedoch bisher bereit, in der Energie mehr zu sehen, als bloß ein Antriebsmittel für die verschiedenen Prozesse und Tätigkeiten und ihre Bedeutung auch für die "höheren" Ebenen des Lebensgeschehens, bis hin zu den Sozialwissenschaften, zu berücksichtigen. Der französische Soziologe Ernest Solvay (1906) erklärte, daß man "den Menschen nicht in sich selbst und für sich selbst beurteilen könne, sondern stets nur im Zusammenhang mit seinen energetischen Beziehungen zur Gesellschaft". Solvay versuchte, mathematische Grundformeln für die Strukturen der menschlichen Gemeinschaft aufzustellen und definierte die Organismen als "Energietransformatoren in potentiellem Zustand". Insofern kam Solvay der Definition des Energons sehr nahe.

Wilhelm Ostwald gelangte in seiner 1909 erschienenen Schrift "Die energetischen Grundlagen der Kulturwissenschaft", die er Ernest Solvay widmete, in vielen Bereichen zu denselben Schlußfolgerungen, wie sie auch die Energontheorie nahelegt. Ostwald wandte sich primär an die Vertreter der Soziologie und wies darauf hin, "daß der Rahmen der Energiegesetze auch auf die höchst verwickelten Erscheinungen der Volkswirtschaft, der Wissenschaftsbildung, der Organisation von Recht und Staat, kurz für alles, was wir eben unter dem Namen Kultur zusammenfassen, nicht nur ungezwungen paßt, sondern auch eine Menge folgenreicher Auffassungen nahelegt, welche die wissenschaftliche Bewältigung dieser Erscheinungen nicht wenig zu erleichtern scheint".

Ausgangspunkt seiner Betrachtungen bildet die positive Energiebilanz, die sich für jeden natürlichen Vorgang aufstellen läßt. Ostwald übertrug den Begriff des Energietransformators gleichermaßen auf die Organe der Lebewesen und auf die Werkzeuge des Menschen. Ihre Bedeutung beruhe darauf, daß sie eine günstige Transformation von Rohenergie in Nutzenergie ermöglichen. Entscheidend für den Erfolg des betreffenden Lebewesens oder der menschlichen Gemeinschaft ist das "Güteverhältnis" der Transformation (gemeint ist hier der Wirkungsgrad), das umso besser ist, je mehr nutzbare Energie aus einer vorhandenen Menge von Rohenergie gewonnen wird, oder, in der Terminologie der Energontheorie, je effizienter ein Energon Energie zu erwerben und umzusetzen versteht. Für Ostwald ist der von Charles Darwin postulierte "Kampf ums Dasein" vorrangig ein "Kampf um freie Energie", und jegliche Anpassung an Umweltgegebenheiten "bedeutet aber nichts anderes, als

bessere Ausnutzung der verfügbaren Energie durch Verbesserung des Güteverhältnisses bei der Umwandlung der Roh- in Nutzenergie".

Die Entwicklungsgeschichte der Kultur sah Ostwald als die Entwicklungsgeschichte des Werkzeuges einerseits und als die Geschichte der Einbeziehung fremder Energien für menschliche Zwecke andererseits. Beide dienten letztendlich dazu, den Energiebesitz des Menschen, sein "energetisches Gebiet", welches bei Pflanzen und Tieren im wesentlichen auf den Umfang des eigenen Körpers beschränkt ist, zu erweitern. Werkzeuge und Maschinen haben laut Ostwald einzig den Zweck, Rohenergie in Nutzenergie umzuwandeln. Bemerkenswert ist, daß Ostwald auch bereits das Konzept der natürlichen Auslese auf die künstlich geschaffenen Funktionsträger des Menschen anwendet: "Wir werden die Verhältnisse wahrscheinlich am besten verstehen, wenn wir die Ausbildung der menschlichen Werkzeuge uns ebenso vorstellen wie die der tierischen Organe, nämlich durch eine stetige Auslese und Anpassung unter Verbleiben des Zweckmäßigsten."

Auch den begrifflichen Unterschied zwischen Energieerwerb und der Nutzbarmachung von Fremdenergie legte Ostwald dar. Der entscheidende Schritt des Menschen zu seiner Herrschaft über die Erde war sein Vermögen, "seine Zwecke auch mittels solcher Energien zu erfüllen, die nicht aus seinem Körper herrühren, sondern der Außenwelt entnommen sind". Diese Miteinbeziehung von Energien, die "außerhalb der Epidermis des Menschen liegen", nahm ihren Anfang in der Benutzung fremder menschlicher Energien, weshalb Ostwald in dem Verhältnis des Herrn zu seinem Sklaven die ursprünglichste Form aller menschlichen Gruppenbildungen vermutet.

Aus heutiger Sicht war der sicherlich entscheidendste Schritt in Richtung einer Weltherrschaft des Menschen die Entdeckung und Nutzung der fossilen Brennstoffe. Erst nach Einbeziehung dieser reichhaltigen Quelle fremder Energie wurde der Mensch weitgehend unabhängig von der Energie der Sonne, welche ihm etwa als organische Substanz, also in Gestalt von Pflanzen oder Tieren, auf vielfältige Weise zugute kommt. Er änderte in der Folge auch in weiten Teilen der Welt seine Lebensweise und seine gesellschaftlichen Strukturen von Grund auf. Aus einem landwirtschaftlich tätigen Dorfbewohner, welcher von tierischer und menschlicher Arbeitskraft abhängig ist, wurde ein Städter, dessen gesamte Existenz letztendlich mit der ausreichenden Zufuhr von Erdöl steht und fällt. Wenn also Ostwald die Nutzung von Fremdenergie als entscheidende Grundlage der momentanen Vorrangstellung des Menschen ansieht, so ahnte er wohl noch nicht, daß dies dem Menschen auch zum Verhängnis werden könnte.

Ostwald dehnte seine energetischen Betrachtungen auch auf die vielfältigen Facetten menschlicher Gemeinschaftsbildung aus. Die gegenseitige Abstimmung und Ordnung menschlicher Tätigkeit, die zunehmende Arbeitsteilung, Differenzierung und Spezialisierung, waren für ihn allesamt Mittel eines gemeinsamen Zweckes - nämlich das Güteverhältnis der Energieumwandlungen zu verbessern, sprich, Funktionen mit einem geringeren Verbrauch an Energie auszuführen. Auch die Sprache, das Rechtswesen, die Funktion des Geldes und des Handels sowie die Wissenschaft sah Ostwald im Lichte der Energetik, vor allem unter dem Aspekt eines gesteigerten Güteverhältnisses bei der Nutzung und Umwandlung von Energie. Obwohl Wilhelm Ostwald ein äußerst erfolgreicher Naturwissenschaftler war und 1909 den Nobelpreis für Chemie

erhielt, blieb seine im selben Jahr erschienene Schrift weitgehend unbeachtet und hat ihr Zielpublikum aus dem Bereich der Geistes- und Sozialwissenschaften wohl kaum erreicht. Ostwald hat wesentliche Gedanken der Energontheorie vorweggenommen und kann als echter Vordenker und Vorläufer auf diesem Gebiet gelten.

Gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik besteht die allgemeine Tendenz, daß energetische Potentiale einem Ausgleich zustreben. Die Lebensentfaltung bildet nun insofern eine Ausnahme, als das Volumen der sie weitertragenden Materie wächst, sich ihre Fähigkeit, Arbeit zu leisten, steigert, und auch der Grad ihrer Ordnung und Organisation zunimmt. Trotz allem steht dieses Phänomen aber nicht im Widerspruch zum zweiten Hauptsatz, denn dieser bezieht sich in seiner klassischen Form nur auf abgeschlossene Systeme, während Energone als offene Systeme naturgemäß in stetem Stoff- und Energieaustausch mit ihrer Umgebung stehen. In Summe "entwerten" auch sie stets arbeitsfähige Energie, was ihnen gestattet, für sich selbst eine positive Energiebilanz (bzw. eine negative Entropiebilanz) zu erzielen.

Die Energontheorie beschäftigt sich mit der zentralen Frage, über welche grundsätzlichen Eigenschaften sämtliche Einheiten verfügen müssen, um eine solche Ausnahme zu bewirken. Es besteht deshalb aber weder die Notwendigkeit, den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu modifizieren noch ihm ein weiteres Energiegesetz hinzuzufügen oder gar eine geheimnisvolle, übersinnliche "Lebenskraft" anzunehmen. Es gab aber immer wieder Autoren, die den Versuch unternahmen, den beiden Grundgesetzen der Thermodynamik, die ihrer Meinung nach dem Phänomen "Leben" nicht zur Gänze gerecht werden, ein drittes hinzuzufügen¹⁵. Kurt Wieser, der sich in manchen seiner Gedanken der Energontheorie annäherte, postulierte im Jahre 1914 ein solches drittes Energiegesetz, das er "Ektropiegesetz" nannte. Es besagt im wesentlichen, "daß es in der Natur ganz seltene, bevorzugte Energiequellen (Systeme) gibt, die nicht wie alle anderen der sinkenden Ausnutzbarkeit der Energie (=Entropie) unterliegen, sondern an denen umgekehrt eine sinkende Entropie (=Ektropie), also eine steigende Ausnutzbarkeit nachweisbar ist".¹⁶

Bemerkenswert ist, daß Wieser’s Konzept, wie auch die Energontheorie, sowohl Lebewesen wie auch künstlich gefertigte Funktionsträger des Menschen umfaßt. Es heißt dazu: "Weil es in dieser vergänglichen Welt, in der ganz allgemein das

Entropiegesetz zu herrschen scheint, "Maschinen" und "Leben" gibt, muß es gewisse Sonderstrukturen, Sonderfälle, geben, welche eine steigende Ausnutzbarkeit der Energie und ein Sinken der Entropie herbeiführen. Sein Drittes Energiegesetz ist also ganz leicht verständlich, weil es eine Gesetzmäßigkeit geben muß, welche die Höherentwicklung der Natur und die dauernd steigende Leistung des sich entwickelnden Lebens und der immer wirksameren Maschinen ermöglicht."

Kurt Wieser fand mit seinen Gedanken nur wenig Widerhall. Wenn er aber nun den beiden durch die Energiegesetze beschriebenen Grundphänomenen als drittes hinzufügt, daß Energie sich unter bestimmten Bedingungen zusammenballt, differenziert und sich in "Sonderstrukturen" mit gesteigerter Leistungsfähigkeit - eben den Trägern der Lebensentfaltung - manifestiert, so scheint dies, zumindest als Grundlage weiterführender Betrachtungen, nicht gänzlich unberechtigt zu sein.

Im Jahre 1922 unterstrich Alfred J. Lotka ebenfalls die Notwendigkeit eines dritten Energiegesetzes, welches sich nicht bloß auf unbelebte Naturerscheinungen bezieht, sondern auch auf die Evolution der Organismen anwendbar ist.¹⁷ Lotka gründete sein Konzept zum einen auf das von Darwin aufgezeigte Prinzip der natürlichen Auslese und zum anderen auf Wilhelm Ostwald’s Einschätzung der tierischen und pflanzlichen Organe als Energietransformatoren. Den Lebensprozeß betrachtete Lotka als Interaktion von Energietransformatoren und die natürliche Auslese als ein Instrument zur Maximierung der vereinnahmten Energie. In seiner Einleitung bezieht sich auch Lotka auf den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Er schreibt: "Bolzmann hatte gezeigt, daß es die verfügbare Energie ist, welche das eigentliche Streitobjekt im Lebenskampf, ja in der gesamten organischen Evolution darstellt. Im Einklang damit steht die Beobachtung, daß im Kampf um’s Dasein jene Organismen im Vorteil sind, deren energieerwerbende Einheiten dazu fähig sind, Energie auf effiziente Weise zu vereinnahmen und im Sinne der Erhaltung der gesamten Art umzusetzen."¹⁸

Lotka betont ferner, daß es nicht nur auf den effizienten Erwerb von Energie ankommt, sondern ebenso darauf, wie effizient diese weitergeleitet, verteilt und in verschiedene Funktionen umgesetzt wird. Die Tätigkeit des Organismus zielt insgesamt darauf ab, den Energiefluß durch den Körper zu maximieren. Und wann immer Organismen auftreten, die (in Relation zu den verschiedenen limitierenden Faktoren) einen gesteigerten Energieumsatz aufweisen, wird die Natürliche Auslese darauf abzielen, diese zu erhalten und zu vermehren. Auch in diesem Punkt beruft sich Lotka auf Wilhelm Ostwald, welcher schrieb, daß "von allen möglichen Energietransformationen immer diejenige tatsächlich stattfindet, bei der eine maximale Ener-

giemenge während eines vorgegebenen Zeitraumes umgesetzt wird."¹⁹ Für das gesamte ökologische System bedeutet dies, daß die natürliche Auslese dahingehend wirksam ist, die Gesamtmasse der Organismen zu vergrößern, den Stoffumsatz des Systems zu erhöhen und den Energiefluß durch das System zu vergrößern - solange es noch verfügbare Stoffe und Energie gibt."²⁰

Auch hinsichtlich der Rolle des Menschen kommt Lotka zu interessanten Schlußfolgerungen, deren Parallelen zur Energontheorie nicht zu übersehen sind. Als erfolgreichste aller Spezies ist es dem Menschen gelungen, seinen Energieumsatz permanent zu steigern, indem er einerseits immer mehr nutzbare Energie erwirbt und andererseits die Geschwindigkeit des Energieflusses erhöht. Es stellt sich aber die Frage, ob der Mensch damit nicht nur "auf unbewußte Weise ein Gesetz der Natur erfüllt". Auch die Energontheorie deutet ja darauf hin, daß der Mensch immer mehr zu einem Werkzeug einer energetischen Entfaltung wird, die sich über ihn hinwegsetzt.

Die Gedanken Alfred J. Lotkas fanden ihren bleibenden Niederschlag im Darwin-Lotka’schen Energiegesetz (=Maximum-Power-Principe), das in knapper Form lautet: "Im Konkurrenzkampf zwischen mehreren Systemen begünstigt die natürliche Auslese stets dasjenige System, welches die meiste Energie zu erwerben und am effizientesten in benötigte Funktionen umzusetzen versteht." In dieser Form läßt sich Lotka’s "drittes Energiegesetz" ohne weiteres auch auf sämtliche menschlichen Erwerbsstrukturen anwenden. In der Physik stieß dieses Energiegesetz erwartungsgemäß nicht auf jene allgemeine Akzeptanz wie der erste und zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Es fand jedoch Eingang in die theoretische Ausgangsbasis der modernen Energieflußökologie, die, vor allem im angloamerikanischen Raum, auf breiter Ebene betrieben wird.

Deren prominentester Vertreter, Howard Tom Odum, entwickelte etwa zeitgleich mit der Hass’schen Energontheorie ein Konzept, welches die ökologische Forschung bereits weitgehend beeinflußt hat.²¹ Energie wird der gesamten Welt als eine einheitliche Dimension - als "power" - zugrundegelegt, unabhängig davon, ob es sich um chemische Bindungskräfte oder Kapital handelt. Auch Odums Ansatz ermöglicht es, energieerwerbende Systeme auf vergleichbare Grundstrukturen hin zu untersuchen. Allerdings hat Odum dabei eher den Energiefluß durch das System im Auge, den er mit Hilfe einer allgemeinen, auf alle speziellen Fälle anwendbaren Symbolik - einer Art von "energy-language" - beschreibt. Sein Zugang beruht auf der Synökologie, deren Untersuchungseinheit das gesamte Ökosystem ist. Ob es sich dabei um eine vom Menschen noch gänzlich unberührte Lebensgemeinschaft handelt, um eine ländliche Gemeinde, eine Großstadt, eine Religionsgemeinschaft oder die Vereinten Nationen, tritt angesichts der vergleichbaren Systembedingungen und der weltweit verflochtenen energetischen Beziehungen in den Hintergrund.

Odum sieht im Fluß von Energie mehr als nur die notwendige Betriebsdimension für die mannigfachen Vorgänge in Natur und Gesellschaft. Die Notwen-

digkeit einer positiven Bilanz hat für ihn durchwegs einen hohen Erklärungswert für viele Phänomene der Evolution - der "natürlichen" ebenso wie auch der "soziokulturellen". Wie nicht anders zu erwarten, ergeben sich aus dieser Sicht vielfach Annäherungen an die Energontheorie. So übt laut Odum die Energiequelle einen wesentlichen Einfluß auf energieerwerbende Systeme aus, so daß diese kontinuierlich jene Beschaffenheit annehmen, die es ihnen erlaubt, ihren Energiegewinn zu maximieren. Auch über die Rate evolutionärer Veränderungen, die in den letzten Jahren wieder vermehrt Anlaß zu Diskussionen unter den Evolutionsbiologen gibt, könnten im Blick auf die Verfügbarkeit und den Umsatz von Energie wesentliche Aussagen getroffen werden. Es ist erstaunlich, daß im Zusammenhang mit dieser Thematik der energetische Aspekt bisher nicht stärker berücksichtigt wurde.

Odum weist ferner auf die allgegenwärtige Wirkung der natürlichen Auslese hin. Die Selektionsfaktoren für energieerwerbende Systeme sind im wesentlichen dieselben geblieben, sie wurden nur mit dem Auftreten des Menschen um einige weitere ergänzt - etwa um den zielstrebigen Willen, die bewußte Auswahl und die Wirkung gruppendynamischer Prozesse. In jedem Fall aber muß die adaptive Veränderung eines Systems in Richtung eines gesteigerten Energieflusses erfolgen, sofern dieses weiterhin gegenüber der natürlichen Auslese bestehen soll.

Ein besonders für den wirtschaftstreibenden Menschen interessanter Gesichtspunkt ist die Beziehung zwischen Geld und Energie. Auch für Odum ist hier die Energie die fundamentale Größe, denn der überwiegende Teil jener arbeitsfähigen Energie, welche die Vorgänge in der Biosphäre und somit auch in der Wirtschaft in Gang hält, stammt aus Systemen, in denen Geld keine Rolle spielt. Ohne die Zirkulation von Energie gäbe es auch keine Zirkulation des Geldes. Geld und Energie können gleichermaßen dazu verwendet werden, "Werte" zu messen, wobei der Wert des Geldes aber einzig davon abhängt, wieviel an "Arbeitsfähigkeit" dafür erworben werden kann. Diese Auffassung deckt sich weitgehend mit der Hass’schen Definition des Geldes als "Anweisungsschein auf beliebige (menschliche) Leistungen".

Die derzeit gebräuchlichste Energieeinheit ist die Kalorie. Sie ist physikalisch als jene Energie- bzw. Wärmemenge definiert, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Gramm reinem Wasser von 14,5°C auf 15,5°C zu erhöhen²². Aus dem gesamten Geld- und Energieumsatz einer Volkswirtschaft läßt sich nun prinzipiell jene Menge an arbeitsfähiger Energie errechnen, die für eine bestimmte Geldeinheit erworben werden kann. Diese betrug beispielsweise im Jahre 1980 11.000 Kalorien pro US-Dollar. Seither macht sich eine stetige Abwertung des Dollars bemerkbar, was bedeutet, daß für einen Dollar immer weniger Energieeinheiten erhältlich sind.

Weitere Ausführungen zu diesem Thema würden den Rahmen dieser Schrift sprengen. Es sollte nur nochmals verdeutlicht werden, daß Geld keine neue Form von Energie ist, und beide Einheiten zueinander in einem äußerst relativen Wertver-

hältnis stehen. Dieses läßt sich aber trotzdem zu einem gegebenen Zeitpunkt quantitativ exakt festlegen. Auch die Wirtschaft ist nicht so sehr ein monetäres als vielmehr ein energetisches Phänomen.

Für das Odum’sche Konzept wie auch für die Energontheorie bilden der Erwerb von Energie, deren Umsetzung und die dabei anfallenden Verluste das wesentliche Kriterium für die Effizienz und die Überlebenswahrscheinlichkeit von Systemen. Beide Konzepte unterscheiden sich jedoch hinsichtlich ihres Zuganges und ihres theoretischen Hintergrundes. Odum geht es um eine quantitative Erfassung von Energieströmen, die in allen untergeordneten Einheiten unseres globalen Ökosystems und über alle künstlich errichteten Grenzen zwischen "natürlichen" und vom Menschen geschaffenen Bereichen hinweg für vergleichbare Bedingungen verantwortlich sind. Was zählt, ist aber vor allem der Zu- und Abfluß von Energie und die damit verbundenen Gesetzmäßigkeiten. Die Beschaffenheit des einzelnen energieerwerbenden Systems tritt dagegen in den Hintergrund.

Die Energontheorie bildet das qualitative Gegenstück zu diesem Ansatz. Sie untersucht, gewissermaßen mit abstrakten morphologischen Methoden, die Struktur energieerwerbender Systeme mit der Absicht, ähnliche funktionelle Einheiten aufzudecken und vergleichend zu studieren. Die Notwendigkeit der positiven Bilanz bildet wohl den gedanklichen Ausgangspunkt, die Quantitäten des Energieumsatzes sind aber in Hinblick auf die "funktionelle Anatomie" des Systems sekundär. Gemeinsam ist beiden Konzepten, daß sie - ganz in der Tradition Wilhelm Ostwalds - die energetische Betrachtungsweise von der physikalisch - physiologischen Ebene auf die Kultur des Menschen ausdehnen.

Die Bedeutung der positiven Bilanz und die sich daraus ergebende Notwendigkeit effizienter Erwerbshandlungen bilden in der Wirtschaft seit jeher die Grundlage für strategische Überlegungen. Es wurde jedoch noch kaum darauf Bezug genommen, daß die drei Effizienzkriterien Kosten, Präzision und Zeitaufwand in der gesamten Lebensentfaltung für den Selektionswert und somit für die Überlebenswahrscheinlichkeit verantwortlich sind. In den letzten zwei Jahrzehnten macht sich aber zunehmend die Tendenz bemerkbar, auch das Verhalten der Tiere unter dem Gesichtspunkt des optimalen Energieerwerbes zu erforschen. Heute beherrschen vielfach Kosten-Nutzen-Analysen die ökologische Verhaltensforschung oder Verhaltensökologie, welche - da es an einem einheitlichen Konzept mangelt - der modernen Wirtschaftslehre entlehnt wurden.

So ist Energie unter anderem ein wichtiger Faktor bei der Nahrungssuche. Das Verhältnis zwischen den Energiekosten der Erwerbshandlung und der dabei eingenommenen Energie bestimmt das Raubverhalten von Tieren, beispielsweise hinsichtlich der optimalen Beutegröße: Reto Zach (1979) beobachtete das Verhalten von Krähen, welche an der Westküste Kanadas nach Wellhornschnecken suchten und diese, um deren Schalen aufzubrechen, aus der Luft an einen Stein prallen ließen. Aus Experimenten und Berechnungen erhielt der Forscher genügend Daten, um Kosten und Nutzen des Nahrungserwerbes der Krähen in Kalorien zu messen. Es stellte sich heraus,

daß nur die größten der vorhandenen Schnecken genügend Energie liefern, um einen Nettogewinn zu gewährleisten. Die optimale, weil energiesparendste Abwurfhöhe betrug nach den Berechnungen knapp über fünf Meter. Beide Ergebnisse deckten sich mit dem tatsächlichen Präferenz- bzw. Abwurfverhalten der Krähen.

Ähnliche Untersuchungen wurden auch an Strandkrabben angestellt, welche sich von Muscheln ernähren, die sie zuvor mit ihren Scheren erst knacken müssen. Die Krabben brauchen lange, um mit ihren Scheren sehr große Muscheln zu öffnen. Sehr kleine Muscheln sind hingegen leicht zu knacken, enthalten aber so wenig Nahrung, daß sich der Aufwand kaum lohnt. Hier bestimmt der Energiegewinn pro Zeiteinheit die optimale Beutegröße, die von den Strandkrabben unter natürlichen Bedingungen auch wirklich angestrebt wird.

Häufig wurde gegen die Energontheorie, besonders gegen die Bedeutung des Effizienzschemas für die biologische Forschung, eingewendet, daß die relevanten Daten zwar durchaus von Interesse wären, sich jedoch praktisch kaum messen lassen. Die energetischen Kosten einer Erwerbshandlung oder eines Funktionsträgers zu bestimmen, mag zugegebenermaßen bei Organismen um einiges schwieriger sein als bei Unternehmen, mit Hilfe moderner technischer Methoden und der Mathematik ist dies jedoch kein unmögliches Unterfangen. Mittlerweile existiert bereits eine große Anzahl an zoologischen Arbeiten, die sich mit der Energiebilanz (engl. "energetics" oder "energy budget") befassen.

Abschließend wollen wir aus der Fülle der Beispiele noch zwei weitere anführen, in denen energetische Überlegungen eine Rolle spielen. Sie sind auch insofern erwähnenswert, als sie sich mit dem Netz der Spinne befassen, welches in der Energontheorie ja als ein Paradebeispiel eines zusätzlichen Organes gilt. David Peakall und Peter Witt (1976) bestimmten an einer Kreuzspinne die zum Aufbau des Radnetzes nötige Energiemenge. Die Gesamtkosten ergaben sich aus den Kosten der Bewegung beim Bau, den Materialkosten sowie jenen Kosten, die aus der Tätigkeit der Spinnwarzen erwachsen. Sie betragen 0,103 Kalorien pro Netz, wovon 78% auf die Bauaktivität und 22% auf das Material entfielen. Es kam ferner der Bilanz der Spinne zugute, daß diese fast die gesamte alte Spinnseide fraß und erneut verwertete. In mühevoller Kleinarbeit berechneten die Forscher auch, welchen Energieaufwand ein einzelner Bewegungsakt während des Netzbaues erfordert. Die Spinne benötigte 0,0003 Kalorien, um ein Gramm Körpermasse einen Schritt weit zu bewegen. Die gesamten Kosten des Radnetzes entsprachen etwa jenen von 3000 Schritten der Spinne. Für einen einzelnen Erwerbsakt (Beutefang) mußte die Spinne dann nur mehr 50 Schritte aufwenden. Das bedeutete, daß die Kreuzspinne die meiste für ihre Erwerbstätigkeit nötige Energie in ihr zusätzliches Organ "Netz" investierte.

Analoge Untersuchungen stellte K.N. Prestwich (1977) an einer Wolfsspinnenart an. Die gesamten Herstellungskosten betrugen hier 112 Kalorien (!), wovon die Bautätigkeit nur 18%, die Kosten der Spinnseide hingegen 82% ausmachten. Vergleicht man nun diese beiden so unterschiedlich hohen Kosten, so ist zu bedenken, daß die Wolfsspinne mit einem ungleich höheren Materialaufwand ein wesentlich stabileres Deckennetz herstellt, welches sie aber nicht wie die Kreuzspinne routinemäßig jeden Tage erneuert, sondern erst, wenn es nicht mehr zu gebrauchen ist. Ein Recycling der Spinnseide konnte aber nie beobachtet werden.

Prestwich stellte nun eine bemerkenswerte Hochrechnung an, in der er die artspezifischen Unterschiede der beiden Spinnenarten berücksichtigte. Das Ergebnis war überraschend. Stellt man die längere Haltbarkeit des Wolfsspinnennetzes, den größeren Materialaufwand, das fehlende Recycling und die geringere Arbeitsinvestition in Rechnung, so ergeben sich für beide Spinnenarten nahezu identische Kosten! Offenbar legt die natürliche Auslese beim Energieaufwand für die Netzherstellung ganz allgemein einen sehr strengen Maßstab an. Soll die Methode rentabel bleiben, so darf die investierte Energie einen bestimmten Wert nicht übersteigen.

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¹⁴ Die einfache Formel lautet: m = e/c². Nach dem Einsteinschen Masse-Energie-Äquivalent stellt jedes Gramm beliebiger Materie einen Energiewert von 9,1016 Joule dar. 1932 gelang es C.D. Anderson erstmals, Masse total in Energie zu zerstrahlen, und 1933 konnten P.M. Blackett und G.P. Occhialini erstmals Strahlungesenergie in Masse verwandeln.
¹⁵ Der dritte, offiziell anerkannte Hautsatz der Thermodynamik ist das Nernstsche Wärmetheorem aus dem Jahre 1906. Danach nähert sich die Entropie eines jeden Körpers bei abnehmender Temperatur unbegrenzt dem Wert Null. Dadurch wird der Absolutwert der Entropie für alle Temperaturen aus Messungen der spezifischen Wärmen berechenbar. Eine andere Formulierung des Nernstschen Wäremtheorems lautet: Der absolute Nullpunkt der Temperatur ist nicht erreichbar.
¹⁶ Zu den Zitaten von Wieser siehe: Wieser, K. Freeman, M. und Monz, W. (1988). Neben einer Neuauflage von Wiesers Schriften erhält dieser Band auch entsprechende Erläuterungen und Interpretationen.
¹⁷ Siehe: Lotka, A.J.: Contribution to the Energetics of Evolution. Und: Natural Selection as a Physical Principle. In: Proceedings of the National Academy of Science 8, 1922, Seiten 147-151 bzw. 151-154.
¹⁸ Siehe: Lotka, 1922, Seite 147 (Übersetzung der Zitate durch die Autoren).
¹⁹ Siehe: Lotka, 1922, Seite 149 (Übersetzung der Zitate durch die Autoren).
²⁰ Siehe: Lotka, 1922, Seite 148.
²¹1 Siehe: Odum, H.T.: Enviroment, Power and Society. New York, 1971.
²² Die durch das International System of Units festgelegte Einheit der Energie ist das Joule (J). In Joule werden beispielsweise die kinetische und die potentielle Energie gemessen. Einer Kalorie entsprechen 4,184 Joule. In der Atom- und Kernphysik wird Energie in Elektronenvolt (eV) gemessen (1 eV = 1.602*10^-19 J). Die abgeleitete Energieeinheit des älteren Zentimeter-Gramm-Sekunde-Systems (CGS) ist das Erg (1 erg = 1*10^-7J).