|
Molekularbiologische Stammbäume
Die molekularbiologischen
Stammbäume beruhen auf einer Evolution der Proteine. Je näher
verwandt zwei Organismen sind, umso mehr stimmt die Aminosäureabfolge
eines Proteins überein. So unterscheidet sich das
menschliche Protein Cytochrom c von dem des Rhesusaffen in einer einzigen Aminosäure.
Die Aminosäurenabfolge des Menschen und der Hefe stimmt in etwas mehr als
der Hälfte überein. Diese unterschiedlichen Abfolgen gehen auf
Mutationen zurück.
Folgende Graphik zeigt noch
andere Beispiele:
Aus diesen Untersuchungen an
einem Protein lässt sich nun der Stammbaum erstellen. Dabei geht man von
einem Ur-Cytochrom aus, wovon die Evolution vor langer Zeit ausgegangen
sein muss. Der Stammbaum würde folgendermaßen aussehen:
Außerdem ermöglicht
diese Forschung an den Proteinen eine Evolutionsrate zu
bestimmen.
Reptilien als gemeinsame Vorfahren
der Vögel und Menschen lebten vor etwa 280
Millionen Jahren. Heute unterscheiden sich die Aminosäureabfolge dieser
Organismen in 11 bis 12 Stellen. So muss sich bis heute alle 21 bis 25 Millionen Jahre eine
Aminosäure im Cytochrom-c-Molekül verändert haben. Diese Rate
lässt sich auch auf Amphibien übertragen. Die Evolutionsrate gibt
also an, in welchem Zeitraum eine von 100 Aminosäuren mutierte und
somit die Struktur des ganzen Proteins veränderte. Sie bleibt allerdings nur so lange gleich, wie
das Protein seine
Funktion nicht verändert oder erweitert, sie kann von der Generationsdauer auch
beeinflusst werden.
Doch nicht nur
mit Cytochrom c werden solche Forschungen vorgenommen. Hämoglobin als
ein weiteres Protein ermöglicht auch die Aufstellung eines Stammbaums.
Arbeitet man mit anderen Proteinen, muss man auch berücksichtigen, dass
sich die Generationsdauer verändert. So ist die der Hämoglobine
doppelt so schnell wie die des Cytochrom c.
Da
die Proteine durch die Gene ihre Aminosäureabfolge erhalten kann man natürlich
auch direkt den Bau der DNA untersuchen und nicht den Umweg der Proteine
wählen. Diese Untersuchung nennt man molekulare Phylogenie. |