Veränderung der Chromosomenzahlen in der Evolution

Veröffentlicht: Januar 28, 2012 in Wissenschaft
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Die Motoren der Evolution: Mutation und Selektion

Die grundsätzlichen Mechanismen der Evolution, basierend auf Mutation, Selektion (durch Faktoren der Lebensumwelt wie innerhalb der Art) und – der sollte nicht vernachlässigt werden – Zufall (als solche ist die Mutation selbst bezogen auf die Entwicklung auch anzusehen), sind gut untersucht und bekannt. Die Fortschritte der Genetik der letzten Jahre sind tatsächlich Atem beraubend.

Die „prekäre“ Mutation

Der Mechanismus der „normalen“ Mutationen ist heutiger Wissenschaft ein relativ „einfacher“ Vorgang und ist tatsächlich gut verstanden. Eine Mutation ein Gen oder Mutationen mehrere Gene betreffend ist bzw. sind entweder vorteilhaft, nachteilig oder neutral. Eine vorteilhafte Mutation kann bzw. wird sich sukzessive verbreiten, denn die Mutanten sind mit den Nicht-Mutanten in der Regel problemlos kreuzungsfähig. So wird aus einem Einzelgeschehen – eine Mutation ist ja immer ein individuelles Ereignis –irgendwann ein bemerkbares Geschehen, das die Situation einer biologischen Art betrifft. Nun gibt es aber eine Art von Mutation, die bezüglich der Organismen, die sich sexuell fortpflanzen, erhebliche Verständnisprobleme erzeugt. Es ist dies die Art von Mutation, die zur Spaltung (Fission) oder Verschmelzung (Fusion) von Chromosomen führt. Wie immer im Einzelnen von Biologen der Begriff der „Art“ definiert wird – und dies ist tatsächlich nicht völlig wissenschafts-einheitlich – mit einer unterschiedlichen Chromosomenzahl ist in der Regel eine Artgrenze in der sexuellen Fortpflanzung errichtet, denn eine unterschiedliche Chromosomenzahl von Fortpflanzungspartnern stellt ein massives Hindernis zur Erzeugung von Nachkommenschaft dar.

Der „tote Ast“

Damit ist solche Mutation praktisch ein „toter Ast“, solange nicht „zufällig“ im direkten Umfeld unter potentiellen Fortpflanzungs-Partnern eine weitere gleichartige Mutation stattfindet. Selbst damit würde der Beginn dieser neuen Art mit sehr wenigen Nachkommen einen außerordentlich extremen Flaschenhals darstellen. Hinzu kommt, dass das Paarungsverhalten ja keineswegs auf gleichartige „Mutanten“ fixiert ist. So wie in der Insektenbekämpfung das Aussetzen unfruchtbarer Paarungspartner ein grundsätzlich gebräuchliches Mittel ist, um eine Insektenpopulation zu vernichten oder zu reduzieren, muss auch hier davon ausgegangen werden, dass bei der beschriebenen Situation praktisch keine Verbreitung zu erwarten ist. Nun zeigt sich aber gleichzeitig die Veränderung der Chromosomenzahlen in der Evolution als außerordentlich häufiges Phänomen. Dabei lassen sich in bestimmten Familien von Organismen teils deutliche Tendenzen zur Fission, teils deutliche Tendenzen zur Fusion feststellen. Das beschriebene Paradox des „toten Astes“ gilt es durch glaubhafte Szenarien aufzulösen.

Die „massenweise Mutation“

Auflösen lässt sich der beschriebene Widerspruch nur, wenn man von einem massenweisen Auftreten solcher Mutation ausgeht. Nur dann kann man annehmen, dass es zu einer stabilen Population mit der neuen Chromosomenzahl kommen kann. Das bedeutet, dass dies durch ein weiteres massenweises Phänomen vorbereitet worden sein muss, wodurch eine molekulare Konstellation im betreffenden Chromosom (bei der Fission) bzw. in den betreffenden Chromosomen (bei der Fusion) entstanden ist. Dazu wären zwei Varianten vorstellbar. Beide Varianten erweitern das sinnvolle Paradigma des „Astwerks“ um das Paradigma des „Wurzelwerks“.

Variante I, Viren ergänzen das genetische Material

Es ist ein bekannter Vorgang, dass bestimmte Viren in der Lage sind, in das genetische Material einer Zelle einzugehen. Geschieht dies bei Keimzellen und findet der Einbau bei einer großen Zahl von Individuen an der gleichen Stelle in den gleichen Chromosomen statt, und würde dann die Neigung zu dieser Mutation einsetzen, dann eben könnte so eine massenweise Mutation entstehen, bei der die Wahrscheinlichkeit, dass die Mutanten zur Fortpflanzung aufeinander treffen, signifikant ansteigt. Es würde also eine „massenweise“ Mutation, denn für den betreffenden Organismus stellt auch dieser Einbau von genetischem Material ja eine Mutation dar, die Mutation in der Chromosomenzahl vorbereiten. Wir hätten also vor dem Einsetzen der Aufspaltung in zwei Arten das Zusammenführen von Genmaterial aus zwei Quellen zu verzeichnen, was man als „Wurzelwerk“ auffassen kann.

Variante II, die Kreuzung zweier recht entfernter Unterarten

Das zweite Szenario fußt auf einem geografischen Umbruchs-Szenario. Durch ökologische oder geologische Umbrüche kommen zwei Unterarten wieder in breiten Kontakt. Diese weisen durch in längerer Isolation entstandene erhebliche genetische Differenzen auf. Durch breite Vermischung könnte u. U. eine Hybrid-Generation mit erheblicher Neigung zur Chromosomenmutation entstehen, oder diese Hybridgeneration könnte diese Mutation direkt aufweisen. Vorstellbar wäre auch das häufige Auftreten dieser Mutation bei Rückkreuzung der Hybride.

Zu diesem Modell gibt es Ausführungen von einem „Exoten“ im Bereich der Human-Evolution (auf Grund seiner fragwürdigen „River Ape Theory“), die in diese Richtung gehen (1).

Plausibel erscheint auch die Annahme, dass in der Evolution hinsichtlich der Entstehung so unterschiedlicher Chromosomenzahlen bei den verschiedenen Arten beide Varianten eine Rolle gespielt haben. Dabei sind in manchen Fällen die phänotypischen Auswirkungen gering, in anderen Fällen können sie dramatisch sein. Ein Blick auf die Auswirkungen der Trisomie 21 wirft ein Licht auf die möglichen Folgen, wenn sich am gegentischen Material nichts außer der Chromosomenzahl verändert hat.

Neue Perspektiven

Dieser Ansatz der Szenarien könnte auch die Suche nach dem „Echo“ solcher Ereignisse in der Evolution befruchten, denn beide Varianten könnten erkennbare genetische Spuren hinterlassen haben. Angesichts der Tatsache, dass der heutige Mensch sich durch Verschmelzung zweier Chromosomen-Paare von allen Großaffen unterscheidet, könnte hier das berühmte Darwin-Wort eine neuerliche Akzentuierung erfahren:

„Licht wird auf den Ursprung der Menschheit und ihre Geschichte fallen.“

In diesem Zusammenhang würden auch genetische Ergebnisse, die von Einigen als eine längere „Trennungsphase“ zwischen dem Menschen und seinem nächsten Verwandten, dem Schimpansen, interpretiert werden, als der Reflex der Vermischung von Unterarten der frühen Hominiden interpretiert werden können (2). Eine später eingetretene Fusion der Chromosomenpaare in der Humanevolution würde den eben angesprochenen vorläufigen Befund nicht erklären, was natürlich als Solches noch kein Grund sein kann, die spätere Fusion auszuschließen.

Andreas Schlüter

1) http://www.riverapes.com/Me/Work/HumanHybridisationTheory.htm#_Toc509892888

2) http://www.nature.com/nature/journal/v441/n7097/abs/nature04789.html

Weiteres: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC187548/

http://www.bioinf.uni-leipzig.de/~veiko/C14Chromosomenevolution.pdf

Interessante Website zur Humanevolution: http://www.evolution-mensch.de/

Linkliste meiner Artikel zur Evolution, Humanevolution und Frühgeschichte: https://wipokuli.wordpress.com/2013/07/06/linkliste-meiner-artikel-zur-evolution-humanevolution-und-vorgeschichte/

 

Kommentare
  1. klaus janich sagt:

    hallo So Long!

    nun, es ist eine dreiste lüge der anti-darwinisten (kreationisten, u.a.) dies mister darwin zu unterstellen. darwin hat nie behauptet, dass der mensch vom affen abstamme. vielmehr meinte er, dass affe und mensch gemeinsame vorfahren hatten. das ist wohl ein gewaltiger unterschied.
    und bei der gelegenheit: darwin hat nie behauptet, dass sich nur die stärksten durchsetzen. vielmehr sprach darwin vom fitesten, das heisst, es setzt sich das potenzial durch, welches den umweltbedingungen am besten angepasst ist.
    es ist geradezu faschistoid erst dieses biologische prinzip zu verfälschen und dann auf die menschliche gesellschaft zu übertragen, so wie es eben die malthuser und andere „sozialdarwinisten“ tun.
    egal ob wissensdrang durch evolution oder durch gott entstanden ist – wissen lässt sich nicht unterdrücken, zumindest nicht auf dauer.

    mit besten grüssen! klaus janich

  2. Tim sagt:

    Leider ist Evolution eine dreiste darwinische Lüge, es gibt kein einziges Tier, das sich aus einem anderen entwickelt hat, ganz abgesehen vom Mensch, der natürlich nicht vom Affen abstammt. Die meisten „Funde“ sind keine Beweise der EVO-Theorie, viele Fälschungen…z.B. der Neanderthaler, er hatte Arthritis & Vitamin D Mangel, deshalb diese Verformungen, ist aber auch ein Homo sapiens.

    Wir werden belogen nach »Stich & Faden« ☹
    So Long

    • Schlüter sagt:

      Lieber Tim,
      jeder Mensch hat das Recht, als Mensch ernst genommen zu werden. Wer allerdings die simple Tatsache der Evolution nicht anerkennt, sei es aus religiösen oder sonstigen Gründen, kann m. E. schwerlich das Recht in Anspruch nehmen, wissenschaftlich ernst genommen zu werden, genauso wenig, wie jemand, der darauf beharrte, dass die Erde eine Scheibe sei. Wenn man leugnet, dass es eine kosmische, eine geologische und eine biologische wie eine ökonomische und gesellschaftliche Evolution gegeben hat und gibt, bewegt man sich nicht im Bereich der Wissenschaft. Der angesprochene Beitrag ist unter der Rubrik „Wissenschaft“ erschienen.
      Aber danke fürs Lesen.
      Grüße
      Andreas

    • K. W. sagt:

      Apropos Skelettverformungen der Neanderthaler: Arthritis und Vitamin-D-Mangel gibt es auch heute. Begründe doch, lieber Tim, warum bei dieser Erkrankung das Skelett heutzutage nicht mehr die Form eines Neanderthalers annimmt?

      Religiös motivierte Spekulationen über die Evolution sind kontingent und völlig wahllos… Sie sind ein reines Seelenbedürfnis, wie auch trauriges Zeugnis ängstlicher, unsicherer, allzu oft nicht gebildeter Menschen, die Antworten (also Sicherheit) benötigen, wo es sie noch nicht gibt.

      Religionen (vornehmlich die monotheistischen) sind somit ein engstirniges Zurechtlegen auf Grundlage innerer, unreflektierter Bedürftigkeiten auf der politischen, kulturellen, wissenschaftlichen und sozialen Ebene, mit in der Wirklichkeit unannehmbaren Folgen: Verfolgung, Unterdrückung, Krieg, Mord, etc. pp. Und das seit Jahrtausenden!

      Es ist wieder Mal so ein haarsträubend erschreckender Versuch, die bestehende wissenschaftliche Ordnung, ohne einen Ansatz diskussionswürdiger Argumantation anzubieten, in Frage zu stellen.

      Traurig, dass so viele Menschen die Freiheit ihres Geistes immer noch nicht erlangt haben und dass sie zugleich versuchen diese den Anderen zu entreißen…

      • Schlüter sagt:

        Lieber K. W.,
        das ist der treffende Kommentar zum „arthritischen“ Menschenfund! Diesen Schnitzer machte meines Wissens schon Virchow! Spannend ist auch immer, wie Leugner der Evolution „Logik“ einsetzen, um wissenschaftliche Logik außer Kraft zu setzen. Auf die Tatsache, dass manche Menschen die ideologischen Deformierungen von wissenschaftlichen Erkenntnissen mit ihren brutalen Folgen zum Anlass und als Rechtfertigung zur Leugnung solider wissenschaftlicher Erkenntnisse nehmen, bin ich schon eingegangen. Freiheit, das ist das Entscheidende, ist ohne Wissen kaum vorstellbar!
        Danke fürs Lesen und für Deinen/Ihren Kommentar.
        Grüße
        Andreas Schlüter

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