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You are here: Home News 2008 April 01 Warum leben wir noch?

Warum leben wir noch?

Die erste Analyse der Evolutionsprozesse in Simulator005 steht nun als freier Download bereit. Das Hauptergebnis besagt, dass das gegenwärtige Standardmodell für die Evolution menschlicher mitochondrialer DNA unvollständig ist, da es das Aussterben der menschlichen Evolutionslinie in weniger als 20 Millionen Jahren voraussagt. Während die Jagd auf angemessene Erweiterungen des Standardmodells am laufen ist, liefert uns diese Arbeit einen weiteren Grund, um Verseuchungen zu bekämpfen, die unsere DNA schädigen.

Evolution@home wurde begonnen, um die Kraft des verteilten Rechnens im Internet für Simulationen in der Evolutionsbiologie nützlich zu machen. Eines dieser Probleme ist "Mullers Ratsche", ein Prozess, der zur Anhäufung von schädlichen DNA Veränderungen in asexuellen Populationen führen kann. Die überwältigende Mehrheit der Arten betätigt sich auf die eine oder andere Art und Weise sexuell (d.h. tauscht genetisches Material aus). Die wenigen asexuellen Arten haben als Ausnahmen das spezielle Interesse der Biologen geweckt, da sie wichtige Tests für verschiedenerlei Theorien ermöglichen. Eine dieser Ausnahmen ist die DNA in unseren Mitochondrien, den Minikraftwerken die wir in jeder unserer Zellen haben. Das kleine Genom der Mitochondrien ist besonderen Gefährdungen ausgesetzt, so daß schädliche Erbgutveränderungen darin relativ häufig sind. Bisher hat jedoch noch niemand simuliert, welche Konsequenzen dieses Anhäufen von Mutationen in menschlichen Mitochondrien hat - das benötigt nämlich unter anderem einiges an Rechenzeit.

In den letzten Jahren hat evolution@home Ergebnisse aus mehr als 100 Jahren Rechenzeit angesammelt, um besser zu Verstehen, welche Konsequenzen geringfügig nachteilige Mutationen haben, wenn natürliche Selektion zu schwach ist um vollständig zu beseitigen. Die neueste Studie dazu ist heute zum ersten mal als freier Download verfügbar (links, PDF 1.7MB) und analysiert die besten verfügbaren Abschätzungen des Standardmodells für menschliche mitochondriale DNA Evolution. Das Ziel war vorherzusagen, wie lange es wohl dauern würde, bis nachteilige Mutationen die Funktionalität der Mitochondrien so weit in Mitleidenschaft gezogen haben würden, daß sie das Überleben der menschlichen Evolutionslinie gefährden würden.

Die Ergebnisse zeigen, das dies in weniger als 20 Millionen Jahren geschehen könnte, woraus sich ein Genomzerfallsparadox ergibt, da die Mitochondrien in der menschlichen Linie älter sind. Es gibt eine ansehnliche Anzahl von möglichen Lösungen für dieses Paradox, und es wird bereits daran gearbeitet herauszufinden, welche Lösung nun im Einzelnen am besten zu allen Daten passt. Zu den möglichen Lösungen gehören Rückmutationen, kompensierende Mutationen, seltene Rekombinationsereignisse und viele andere biologische Faktoren, die in dem Standardmodell zur Vereinfachung weggelassen wurden. Weitere Simulationen und neue evolution@home Simulatoren werden nötig sein, um diese Fragen zu beantworten.

Es folgt noch ein weiteres praktisches Ergebnis aus dieser Arbeit. Die Simulationen haben gezeigt, daß die Anhäufungsgeschwindigkeit von nachteiligen Erbgutveränderungen sehr empfindlich auf Veränderungen in der Häufigkeit von Erbgutschäden pro Generation reagiert. Wenn es mehr Schäden pro Generation gibt, zB. wegen Luftverschmutzung oder Radioaktivität, dann führt das zu einer überproportionalen Erhöhung der Anzahl der Erbschäden, die langfristig im Genom landen und dann irgendwann von allen Menschen getragen werden. Dies bedeutet, daß Erbkrankheitn aller Art zunehmen würden und auch die optimistischsten Voraussagen für zukünftige Biomedizin sehen keinen Weg, um diese Flut eindämmen zu können.

Es gibt viele Gründe, weshalb wir die von Menschen verursachte Erhöhung von Mutationsraten minimieren sollten, Krebs und Mendel'sche Erbkrankheiten wie Zystische Fibrose eingeschlossen. Die vorliegende Arbiet liefert mit ihrer Langzeitperspektive lediglich einen weiteren Grund diese Bedrohung ernst zu nehmen und zu handeln.

 

 

 

Den vollständigen Bericht gibt es hier (links, PDF 1.7MB) zum Download. Dieser Newseintrag bezieht sich auch auf ein vergangenes Ereignis und ist Teil der jüngsten Serie von Websiteaktualisierungen um existierende evolution@home ergebnisse besser zugänglich zu machen.

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