Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

110 Die Entstehung der Arten M Arbeitsheft Seite 31, 35, 36 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;  S. 18). Sie kommt bei allen Lebewesen als Erbsubstanz vor. Je näher verwandt Organismen miteinander sind, desto ähnlicher ist die Basensequenz 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 codie- ren, aussagekräftiger – hier stattfindende Mutationen haben keine Auswir- kung, sind somit von der Selektion nicht betroffen und bleiben deshalb erhal- ten. Unterschiede in der Zahl der Mutationen geben einen Hinweis auf die Ver- wandtschaft – je größer der Unterschied, desto früher hat eine Arttrennung stattgefunden. Besser noch als die DNA aus Zellkernen eignet sich für solche Untersuchungen die DNA aus Mitochondrien ( S. 116). Einen bedeutenden Hinweis für die Evolution liefern auch die für die Differen- zierung der unterschiedlichen Körperteile verantwortlichen Hox-Gene ( S. 31), die bei fast allen Tierarten zu finden sind. Sie bilden in einer bestimmten Abfolge Gruppen (Cluster) auf bestimmten Chromosomen. Je höher organisiert eine Tiergruppe ist, desto mehr Hox-Cluster weist sie auf. Eine Methode zur Feststellung der Anzahl der DNA-Unterschiede ist der Ver- gleich 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 jeweils die einander entsprechenden Einzelstränge unterschiedlicher Organis- men zusammen (zB Mensch und Schimpanse), verbinden sich bei Abkühlung auch diese. Da in dieser Hybrid-DNA aber nicht alle Basen eine komplementä- re 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 Auftrennungstempe- ratur und desto näher verwandt sind die getesteten Lebewesen. 31  Mit wem sind wir näher verwandt? Schimpanse oder …  Mutationen Jede unterschiedliche Base ist die Folge einer Mutation. Je mehr Basen differie­ ren, 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 entstan­ den 32 … Gorilla? Eine Mensch-Schimpansen-Hybrid-DNA trennt sich bei 86,4 °C in Einzelstränge auf. Die Temperaturen für die Aufspal- tung der Hybrid-DNA von Mensch und Orang-Utan bzw. von Mensch und Gorilla liegen bei 85,8 °C und 64,6 °C. Ordne anhand Abb. 29 auf Seite 109 die Temperaturen richtig zu. Selbst aktiv! 33  DNA-Hybridisierung Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv