Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Je ähnlicher die Basensequenz, desto näher die Verwandtschaft Einen klaren Beweis für die gemeinsame Abstammung aller Lebewesen, aus­ gehend von einer einzigen Urzelle, liefert die DNA (der genetische Code; siehe Seite 20). Sie kommt bei allen Lebewesen als Erbsubstanz vor. Je näher verwandt Organismen miteinander sind, desto ähnlicher ist die Basen- sequenz von Genen, die den Code für die jeweiligen gleichen Proteine tragen (zB Insulin). Da Gene und die dazugehörigen Proteine allerdings der Selektion unterliegen, ist der Vergleich von DNA-Bereichen, die nichts codieren, aussage- kräftiger – hier stattfindende Mutationen haben keine Auswirkung, sind somit von der Selektion nicht betroffen und bleiben deshalb erhalten. Unterschiede in der Zahl der Mutationen geben einen Hinweis auf dieVerwandt- schaft – je größer der Unterschied, desto früher hat eine Arttrennung stattgefun- den. Besser noch als die DNA aus Zellkernen eignet sich für solche Untersuchun- gen die DNA aus Mitochondrien (siehe Seite 120). Einen bedeutenden Hinweis für die Evolution liefern auch die für die Differen­ zierung der unterschiedlichen Körperteile verantwortlichen Hox-Gene (siehe Seite 30), die bei fast allen Tierarten zu finden sind. Sie bilden in einer bestimm- ten Abfolge Gruppen (Cluster) auf bestimmten Chromosomen. Je höher orga­ nisiert eine Tiergruppe ist, desto mehr Hox-Cluster weist sie auf. Hybrid-DNA spaltet bei niedrigeren Temperaturen auf als die DNA-Doppelhelix Eine weitere Methode zur Feststellung von Verwandtschaftsbeziehungen ist der Vergleich der Temperatur, bei der Hybrid-DNA in Einzelstränge gespalten wird. Zur Auftrennung der DNA-Doppelhelix (Lösen der Wasserstoffbrückenbindun- gen) werden Temperaturen von 80 °C bis 90 °C benötigt. Beim Abkühlen verbin- den sich die Stränge wieder. Isoliert man zuvor die Einzelstränge und bringt je- weils die einander entsprechenden Einzelstränge unterschiedlicher Organismen zusammen (zB Mensch und Schimpanse), verbinden sich bei Abkühlung auch diese. Da in dieser Hybrid-DNA aber nicht alle Basen eine komplementäre haben, gibt es insgesamt weniger Wasserstoffbrückenbindungen im Doppelstrang. Dieser lässt sich bei abermaligem Erhitzen deshalb früher, also bei niedrigerer Temperatur wieder auftrennen. Je mehr Bindungen zwischen den Einzelsträngen vorhanden sind, desto höher ist die Auftrennungstemperatur und desto näher verwandt sind die getesteten Lebewesen. Mutationen Jede unterschiedliche Base ist die Folge einer Mutation. Je mehr Basen differieren, desto mehr Mutationen haben schon stattgefunden, was bedeutet, dass die Trennung der Entwicklungslinie umso länger zurückliegt. Hox-Cluster sind auf mehreren Chromosomen im Laufe der Evolution durch Duplikation aus ursprünglich einem Cluster entstanden 56  Mit wem sind wir näher verwandt? Schimpanse oder … 57 …Gorilla? 58  DNA-Hybridisierung Selbst aktiv! Eine Mensch-Schimpansen-Hybrid- DNA trennt sich bei etwa 86 °C in Einzelstränge auf. Die Temperatur, bei der eine Mensch-Gorilla- Hybrid-DNA in Einzelstränge gespalten wird, liegt etwa ein halbes Grad Celsius darunter. Was schließt du daraus? Arbeitsheft Seite 35, 38 M 115 Belege für die Evolution der Lebewesen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv