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Astropage.eu | Datum: 07.04.2012 - 00:04 | Fehler melden
Tags: Evolutionstheorie, Bakterien, Gene, Vielfalt, Photosynthese
Kategorien: Biologie Quelle

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Neue Hypothese könnte eine Wende für die Evolutionstheorie bedeuten



Eine Gruppe Bakterien der Art Prochlorococcus marinus. (Massachusetts Institute of Technology)
Credit: Eine Gruppe Bakterien der Art Prochlorococcus marinus. (Massachusetts Institute of Technology)

Eine neue Hypothese eines außerordentlichen Professors der University of Tennessee und seinen Kollegen könnte eine Wende in der Arena der Evolution bedeuten. Die Hypothese besagt, dass einige Spezies überleben, indem sie Gene verwerfen und sich von anderen Spezies abhängig machen, die ihre Karten ausspielen.

Die bahnbrechende "Black-Queen-Hypothese" ("Schwarze Königin") hat ihren Namen aus dem Kartenspiel Hearts. Bei Hearts ist es das Ziel, den "Gewinn" der Pik-Dame (die schwarze Königin) zu vermeiden, die eine Menge Punkte wert ist. Anschließend schustern die Spieler anderen Spielern diese Karte zu, während sie selbst sich mit niedrigen Punktwerten begnügen. Die Wissenschaftler sagen, dass dieselbe Prämisse in der Evolution Anwendung findet. (Anm. d. Red.: Das Spiel Hearts gehört zu den Standardspielen auf Windows-Rechnern. Die genauen Spielregeln können hier nachgelesen werden.)

Der Hypothese zufolge drängt die Evolution Mikroorganismen dazu, grundlegende Funktionen zu verlieren, wenn es in der Umgebung eine andere Spezies gibt, die sie ausführen kann. Diese Theorie widerspricht der gängigen Denkweise, wonach sich lebende Organismen durch das Hinzufügen von Genen entwickeln anstatt sie zu verwerfen.

"Eine gängige Vermutung über die Evolution ist, dass sie in Richtung steigender Komplexität zeigt", sagte Erik Zinser, außerordentlicher Professor für Mikrobiologie. "Aber wir wissen aus Analysen mikrobieller Genome, dass einige Abstammungslinien zu sinkender Komplexität neigen und gegenüber ihren Vorfahren einen Reinverlust an Genen aufweisen."

Zinsers Hypothese wurde in mBio veröffentlicht, dem öffentlich zugänglichen Online-Journal der American Society for Microbiology. Jeffrey Morris und Richard Lenski von der Michigan State University sind die Co-Autoren. Morris war Zinsers Doktorand an der University of Tennessee. Die Autoren entwickelten ihre Theorie nach der Untersuchung von Photosynthese betreibenden Bakterien der Gattung Prochlorococcus.

"Dieser marine Mikroorganismus stellte uns fortwährend vor ein Rätsel, weil es der häufigste Photosynthese betreibende Organismus auf der Erde ist, aber in Reinkulturen extrem schwer zu züchten ist", sagte Zinser. "Ein wichtiger Grund für diese Schwierigkeit ist, dass Prochlorococcus sehr empfindlich gegenüber reaktivem Sauerstoff ist (wie beispielsweise Wasserstoffperoxide) und sich auf andere Bakterien stützt, die ihn beschützen und diese toxischen Substanzen für ihn aufspalten."

Prochlorococcus führte diese Funktion einst selbst aus, aber die natürliche Selektion entschied, dass es zu kostspielig war - etwa so wie die Pik-Dame zu bekommen - und verwarf diese Fähigkeit. Stattdessen profitiert Prochlorococcus von der harten Arbeit anderer Organismen in seinem Lebensraum, was ihm erlaubt, seine Energien anderswo zu konzentrieren, zum Beispiel auf die Vermehrung.

Die Hypothese bietet eine neue Möglichkeit, komplizierte, voneinander abhängige Gemeinschaften von Mikroorganismen zu betrachten. "Wir wissen, dass bestimmte mikrobielle Aktivitäten, etwa die Bereinigung von Wasserstoffperoxid, gewissermaßen "undicht" sind, was bedeutet, dass sich ihre Auswirkungen über die Zelle hinaus in die Umgebung ausweiten", sagte Zinser. "Was die Hypothese besagt ist, dass diese Undichtigkeit eine Gemeinschaft in größere gegenseitige Abhängigkeit bringen kann, sogar wenn manche Mitglieder unwissende Teilnehmer an diesem Prozess sind."

Diese gegenseitige Abhängigkeit selbst könnte zu Anfälligkeiten führen. Die Wissenschaftler sagen, dass die Arbeit die Bedeutung biologischer Vielfalt hervorhebt, weil "die Konsequenzen für die Gemeinschaft katastrophal sein könnten", wenn seltene Mitglieder verloren gehen. Das wäre vergleichbar mit dem Versuch, Hearts ohne die Pik-Dame zu spielen.

Derzeit ist die Hypothese auf Mikroorganismen begrenzt, aber Zinser denkt, dass die Hypothese auf größere, frei lebende Organismen ausgeweitet werden könnte. Alles was man braucht, ist eine Karte, die zwar kein Spieler haben möchte, aber dennoch entscheidend ist, um das Spiel zu spielen.

(THK)



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