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 Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schnelle Wasserbildung in diffusen interstellaren Wolken

25.06.2018 | Physik Astronomie

Gleisgenaue Positionsbestimmung für automatisierte Bahnanwendungen

25.06.2018 | Informationstechnologie

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics