Gen-Austausch treibt Entwicklung an: Modell der beschleunigten Evolution

Gen-Austausch treibt Entwicklung an
Modell der beschleunigten Evolution

Die Geschwindigkeit der Evolution scheint sich zu beschleunigen. Forscher der Rice-Universität in Houston (Texas) haben nun eine mathematische Erklärung für dieses Phänomen gefunden.

HB DÜSSELDORF. Die Geschwindigkeit nehme zu, so schreiben Michael Deem und Kollegen in der Zeitschrift „Physical Review Letters“, weil Bakterien und Viren ununterbrochen komplette Einheiten der DNA (der Erbsubstanz) über die Arten-Grenzen hinweg austauschten. Dies ermögliche, so die Theorie, dass sich Lebensformen schneller entwickelten als „nur“ durch sexuelle Auswahl und zufällige Mutationen der Gene.

Fossilien etwa weisen darauf hin, dass einzelliges Leben erstmals vor rund 3,5 Milliarden Jahren auf der Erde auftauchte. Danach dauerte es etwa 2,5 Milliarden Jahre, bis die ersten Mehrzeller entstanden. Für die Entwicklung des gesamten mehrzelligen Lebens, die Pflanzenwelt, Säugetiere, Insekten, Vögel und andere Arten einschließlich des Menschen, war also nur noch eine Milliarde Jahre notwendig.

„Wir haben die erste genaue Lösung entwickelt für ein mathematisches Modell der Evolution, das diesen genetischen Austausch über die Arten hinweg erklärt“, sagt Michael Deem. Bisherige Modelle konzentrierten sich meist darauf, wie Populationen auf einzelne Mutationen im Erbgut reagierten – zufällige Veränderungen einzelner Nukleotide (die kleinsten molekularen Bausteine der DNA).

Von horizontalem Gen-Transfer (HGT) spricht man, wenn die DNA einer Art in die einer anderen eingefügt wird. „Wir wissen, dass die Mehrheit der DNA in einigen Tier- und Pflanzenarten – einschließlich des Menschen – durch HGT entstand“, sagt Deem.

Das neue Modell zeige, wie HGT die Geschwindigkeit der Evolution steigere, indem er günstige Mutationen in ganzen Populationen verbreite.

Deem beschreibt die Bedeutung dieses horizontalen Gen-Transfers, indem er auf die Baukasten-artige Beschaffenheit der genetischen Information verweist. Diese mache es möglich, ganze Reihen des genetischen Codes auszutauschen, was zum Beispiel im Genom der Bakterien geschieht, die gegen Antibiotika resistent werden.

„Das Leben entwickelte sich offensichtlich so, dass es Erbinformation in Baukasten-Form speichert und nützliche Module anderer Arten übernehmen kann“, sagt Deem.

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%