Abstammungstheorie

In der Evolutionsbiologie hat eine Gruppe von Organismen eine gemeinsame Abstammung, wenn sie einen gemeinsamen Vorfahren haben. "Es gibt starke quantitative Unterstützung durch einen formalen Test" für die Theorie, dass alle lebenden Organismen auf der Erde von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen.

Charles Darwin schlug die Theorie der universellen gemeinsamen Abstammung durch einen evolutionären Prozess in Über den Ursprung der Arten vor und sagte: "Es gibt eine Erhabenheit in dieser Sichtweise des Lebens mit seinen verschiedenen Kräften, die ursprünglich in einige wenige Formen oder in eine einzige eingehaucht wurde". p490

Es wird angenommen, dass der letzte universelle Vorfahre (LUA) (oder letzte gemeinsame Vorfahre, LUCA), der nach der Evolutionstheorie als der jüngste gemeinsame Vorfahre aller derzeit lebenden Organismen angesehen wird, vor etwa 3,9 Milliarden Jahren erschienen ist.



Geschichte

In den 1740er Jahren machte Pierre-Louis Maupertuis die erste bekannte Andeutung, dass alle Organismen einen gemeinsamen Vorfahren gehabt haben könnten und dass sie sich durch zufällige Variation und Kampf um die Existenz auseinander entwickelt haben. Im Essai de Cosmologie stellte Maupertuis fest:

Könnte man nicht sagen, dass in den zufälligen Kombinationen der Produktionen der Natur, da es einige geben muss, die sich durch ein bestimmtes Verhältnis der Tauglichkeit auszeichnen und die in der Lage sind, zu überleben, es nicht verwunderlich ist, dass diese Tauglichkeit bei allen derzeit existierenden Arten vorhanden ist? Der Zufall, würde man sagen, hat eine unzählige Vielzahl von Individuen hervorgebracht; eine kleine Anzahl fand sich so konstruiert, dass die Teile des Tieres in der Lage waren, seine Bedürfnisse zu befriedigen; bei einer unendlich grösseren Anzahl gab es weder Tauglichkeit noch Ordnung: alle diese letzteren sind untergegangen... Die Arten, die wir heute sehen, sind nur der kleinste Teil dessen, was das blinde Schicksal hervorgebracht hat...



Beweise für eine universelle gemeinsame Abstammung

Gemeinsame Biochemie und genetischer Code

Alle bekannten Lebensformen basieren auf der gleichen grundlegenden biochemischen Organisation.

Genetische Information wird in DNA kodiert und in RNA transkribiert, dann von (sehr ähnlichen) Ribosomen in Proteine übersetzt, mit ATP, NADH und anderen als Energiequellen, etc.

Zu den Gemeinsamkeiten gehören der Energieträger Adenosintriphosphat (ATP) und die Tatsache, dass alle in Proteinen vorkommenden Aminosäuren linkshändig sind (Chiralität).

Darüber hinaus ist der genetische Code (die "Übersetzungstabelle", nach der die DNA-Information in Proteine übersetzt wird) für alle bekannten Lebensformen, von Bakterien bis zum Menschen, nahezu identisch.

Die Universalität dieses Codes wird von Biologen allgemein als endgültiger Beweis für die Theorie der universalen gemeinsamen Abstammung angesehen. Die Analyse der kleinen Unterschiede im genetischen Code hat ebenfalls Unterstützung für die Theorie der universellen gemeinsamen Abstammung geliefert. Ein statistischer Vergleich verschiedener alternativer Hypothesen hat gezeigt, dass eine universelle gemeinsame Abstammung wesentlich wahrscheinlicher ist als Modelle mit mehreren Ursprüngen.

Phylogenetische Bäume

Ein weiterer wichtiger Beweis ist, dass es möglich ist, detaillierte phylogenetische Bäume (d.h. "Stammbäume" von Arten) zu erstellen, die die vorgeschlagenen Unterteilungen und gemeinsamen Vorfahren aller lebenden Arten darstellen. Im Jahr 2010 gab eine Analyse der verfügbaren genetischen Daten, bei der diese in phylogenetischen Bäumen kartographiert wurden, "eine feste quantitative Unterstützung für die Einheit des Lebens". ... gibt es jetzt eine starke quantitative Unterstützung für die Einheit des Lebens durch einen formalen Test.

Traditionell wurden diese Bäume mit morphologischen Methoden, wie vergleichende Anatomie, Embryologie usw., gebaut. Seit kurzem ist es möglich, diese Bäume mit Hilfe molekularer Daten zu konstruieren, die auf Ähnlichkeiten und Unterschieden zwischen genetischen und Proteinsequenzen beruhen. Alle diese Methoden führen zu im Wesentlichen ähnlichen Ergebnissen. Dass phylogenetische Bäume, die auf verschiedenen Arten von Informationen basieren, miteinander übereinstimmen, ist ein starker Beweis für eine zugrunde liegende gemeinsame Abstammung.



Letzter Universalvorfahr

Einige Dinge werden über LUA abgeleitet. Es war nicht die allererste Zelle, aber eine, deren Nachkommen über die sehr frühen Stadien der mikrobiellen Evolution hinaus überlebten. Aufgrund ihrer Anwesenheit in Eubakterien, Archaeen und Eukaryonten waren etwa 325 Proteine in der LUA vorhanden.

Diese Aminosäuren waren wahrscheinlich die ersten, die in Proteine eingebaut wurden: Alanin, Asparagin, Asparaginsäure, Glycin, Histidin, Isoleucin, Serin, Threonin und Valin. Diese Aminosäuren wurden auch in Funkenrohrsimulationen und in der Analyse des Murchison-Meteoriten gefunden. Zu den anderen Aminosäuren, die später zum genetischen Code hinzugefügt wurden, gehören einige der komplexesten Aminosäuren.




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