Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Evolution: Zufall oder vorhersehbar? Nachweis für Kontingenztheorie an Fischen erbracht

02.11.2015

Wissenschaftler des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt haben einen weiteren Beweis für die Evolutionstheorie der Kontingenz erbracht. Anhand von zwei Populationen des Atlantik-Kärpflings zeigen sie, dass diese sich jeweils durch eine andere zufällige Reihenfolge von Mutationen an ihre lebensfeindlichen Habitate anpassten. Die Fische bevölkern Gewässer mit einem hohen Gehalt des hochgiftigen Schwefelwasserstoffs. Die Studie ist kürzlich online im Fachjournal „Molecular Ecology“ erschienen.

Schwefelwasserstoff (H2S) ist ein giftiges und übel riechendes Gas, das für den charakteristischen Gestank fauler Eier sorgt und schon in geringen Konzentrationen tödlich sein kann. In den Quellgewässern vulkanischen Ursprungs Tacotalpa und Puyacatengo in Mexiko liegen die Konzentration von Schwefelwasserstoff bei bis zu 190 Mikromol.


Die kleinen Fische der Art Poecilia mexicana sind ein Beleg für eine große Theorie.

© Pfenninger

Dennoch sind diese Gewässer besiedelt: „Der Atlantik-Kärpfling (Poecilia mexicana) konnte diesen – eigentlich tödlichen – Lebensraum durch eine Veränderung seines Erbgutes für sich beanspruchen“, erklärt Prof. Dr. Markus Pfenninger vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt und ergänzt: „Wir haben die Genome von zwei unabhängig voneinander entstandenen Populationen der Süßwasserfische und deren Anpassung an die hochgiftigen Schwefelwasserstoffhabitate analysiert“, erläutert er.

Dabei hatte das internationale Team rund um den Frankfurter Wissenschaftler nicht weniger als die Klärung einer der großen Fragen in der Evolutionsforschung im Sinn: Ist die Entwicklung des Lebens zu einem gewissen Grad vorhersagbar oder purer Zufall?

„Unsere Ergebnisse stützen sehr stark die Kontingenztheorie, welche besagt, dass der Weg, den das heutige Leben auf der Erde genommen hat, überwiegend durch Zufälle bestimmt wurde und nicht zwangläufig wieder so verlaufen würde, wenn man die Erdgeschichte ‚zurückspulen‘ würde“, legt Pfenninger dar.

Die beiden an die schwefelwasserstoffhaltigen Gewässer angepassten Fischpopulationen ähneln sich zwar in ihrem Aussehen und ihrer Ökologie sehr stark, haben aber eine komplett unterschiedliche DNA-Basis. Der Evolutionsforscher erläutert:

„Die Anpassung an den Lebensraum hat sich – durch jeweils andere Mutationen des Erbgutes – unabhängig voneinander entwickelt. Die Fähigkeit diesen Lebensraum zu besiedeln, ist demnach kein ableitbares Merkmal dieser Art, sondern jeweils eine einzigartige Anpassung. Die Fische hatten die ‚Wahl‘: Anpassen oder Sterben. Wären die Umstände andere gewesen, hätten sich die Fische auch anders entwickelt.“

Vertreter der Gegenhypothese – der Konvergenztheorie – gehen davon aus, dass bestimmte evolutionäre Entwicklungen, wie beispielsweise Flügel oder Intelligenz, zwangsläufig im Laufe der Evolution auftreten mussten. Dabei gehen sie davon aus, dass man aus bestimmten Anfangsbedingungen auch den „Ausgang“ der Evolution vorsagen kann.

„Oberflächlich betrachtet ähneln sich die Atlantik-Kärpflinge sehr. Wir haben mit verschiedenen genetischen Methoden aber gezeigt, dass die Atlantik-Kärpflinge sich immer mehr unterscheiden, je tiefer in deren Erbgut geschaut wird“, fasst Pfenninger zusammen.

Kontakt
Prof. Dr. Markus Pfenninger
Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum
069 7542 1841
Markus.pfenninger@senckenberg.de

Judith Jördens
Pressestelle
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Tel. 069- 7542 1434
pressestelle@senckenberg.de

Publikation
Markus Pfenninger, Simit Patel, Lenin Arias-Rodriguez, Barbara Feldmeyer, Rüdiger Riesch and Martin Plath (2015): Unique Evolutionary Trajectories in Repeated Adaptation to Hydrogen Sulphide-Toxic Habitats of a Neotropical Fish (Poecilia mexicana). Molecular Ecology.
DOI 10.1111/mec.13397


Die Natur mit ihrer unendlichen Vielfalt an Lebensformen zu erforschen und zu verstehen, um sie als Lebensgrundlage für zukünftige Generationen erhalten und nachhaltig nutzen zu können - dafür arbeitet die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung seit nunmehr fast 200 Jahren. Diese integrative „Geobiodiversitätsforschung“ sowie die Vermittlung von Forschung und Wissenschaft sind die Aufgaben Senckenbergs. Drei Naturmuseen in Frankfurt, Görlitz und Dresden zeigen die Vielfalt des Lebens und die Entwicklung der Erde über Jahrmillionen. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Das Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main wird von der Stadt Frankfurt am Main sowie vielen weiteren Partnern gefördert.

Mehr Informationen unter www.senckenberg.de

Weitere Informationen:

Pressemitteilung und Bildmaterial finden Sie auch unter www.senckenberg.de/presse

Judith Jördens | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise