Lebendes Fossil könnte die Evolutionstheorie auf den Kopf stellen
Die Reichweite der natürlichen Selektion erstreckt sich durch ein lebendes Fossil über das Genom bis in das Epigenom hinaus. Das Gebiet der Evolutionsbiologie hat seinen Anteil an lebhaften Debatten gesehen. Wenn es jedoch ein Prinzip gibt, dem sich praktisch jeder Experte auf dem Gebiet einig ist, dann ist es, dass die natürliche Selektion auf der Ebene des Genoms stattfindet. Nun hat ein Forscherteam den ersten schlüssigen Beweis gefunden, dass die Selektion auch auf der Ebene des Epigenoms erfolgen kann. Dies ist ein Begriff, der sich auf eine Reihe chemischer Anmerkungen zum Genom bezieht. Diese bestimmen vor allem, ob, wann und inwieweit sich Gene aktivieren. Das sollte eigentlich seit zig Millionen von Jahren geschehen.
Lebendes Fossil bringt neue Information
Dieser beispiellose Befund untergräbt die weit verbreitete Annahme, dass die natürliche Selektion über geologische Zeitskalen ausschließlich auf Variationen in der Genomsequenz selbst einwirkt. Die Studie dazu wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht. Die Forscher darin, dass eine krankheitserregende Hefe, namens Cryptococcus neoformans, eine bestimmte epigenetische "Markierung" auf seiner DNA-Sequenz enthält. Diese hat Urmenschen mit geschwächtem Immunsystem infiziert und ist für etwa 20 Prozent aller durch HIV oder AIDS verursachten Todesfälle verantwortlich. Aufgrund ihrer Laborversuche und statistischen Modelle, sollte ein lebendes Fossil irgendwann im Zeitalter der Dinosaurier von der Spezies verschwunden sein.
Die Studie zeigt jedoch, dass die sogenannte Methylierungsmarkierung mindestens 50 Millionen Jahre nach dem prognostizierten Verfallsdatum bestand. Diese erstaunliche Leistung der evolutionären Hartnäckigkeit wird durch ein ungewöhnliches Enzym und eine kräftige Dosis natürlicher Auslese ermöglicht. Obwohl diese nicht in allen Lebensformen vorkommt, ist DNA-Methylierung auch keine Seltenheit. Dieser Prozess findet in allen Wirbeltieren und Pflanzen sowie in vielen Pilzen und Insekten statt. Bei einigen Arten ist jedoch keine Methylierung zu finden.
Neue Forschungsergebnisse
Der seltene und zufällige Erwerb neuer Methylierungsmerkmale kann auch die Persistenz der Methylierung bei C. neoformans nicht erklären. Die Laborexperimente der Forscher zeigten, dass durch Zufall neue Methylierungsmarkierungen entstehen, die 20-mal langsamer sind als die Methylierungsverluste. Über evolutionäre Zeitskalen hinweg würden die Verluste eindeutig überwiegen, und ohne ein De-novo-Enzym als Ausgleich wäre die Methylierung von C. neoformans zu der Zeit verschwunden, als die Dinosaurier verschwanden, wenn nicht der Selektionsdruck zugunsten der Marken gewesen wäre.
Als die Forscher eine Vielzahl von C. neoformans- Stämmen verglichen , von denen bekannt war, dass sie vor fast 5 Millionen Jahren voneinander abweichen, stellten sie fest, dass nicht nur alle Stämme noch eine DNA-Methylierung aufwiesen, sondern die Methylierungsmarkierungen analog waren Regionen des Genoms, eine Entdeckung, die nahelegt, dass Methylierungsmarkierungen an bestimmten genomischen Stellen eine Art Überlebensvorteil verleihen, für den ausgewählt wird.
"Die natürliche Selektion hält die Methylierung auf einem viel höheren Niveau als bei einem neutralen Prozess von zufälligen Gewinnen und Verlusten zu erwarten wäre. Dies ist das epigenetische Äquivalent der darwinistischen Evolution", erklärt der Professor für Biochemie, Hiten Madhani, in der neuen Studie.
