Biologie Evolution: Verwandtschaft von Bären anhand von Stammbäumen?
Hallo ihr Lieben,
ist jemand gut in Bio und kann mir bei der folgenden Fragestellung helfen?
Aufgabe: Stelle anhand der beiden Abbildungen Informationen zusammen, welche die Verwandtschaft der 3 Bärenarten "Riesenpanda", "kleiner Panda" und "Schwarzbär" widerlegen und begründe es.
4 Antworten
Die linke Seite zeigt die unterschiedlichen Schmelztemperaturen hybridisierter DNA. Früher, als man die DNA noch nicht sequenzieren konnte (das wurde erst mit der Kettenabbruch-Methode nach Frederick Sanger möglich), wurde die DNA-Hybridisierung gerne verwendet, um die genetische Nähe der Verwandtschaft zu bestimmen.
Die Grundlage dafür ist, dass die beiden Einzelstränge der DNA bekanntlich als Doppelstrang miteinander verbunden sind über Wasserstoffbrückenbindungen. Diese Bindungen können durch Zufuhr von Energie (Wärme) gelockert werden und es kommt zur Auftrennung des Doppelstrangs in seine beiden Einzelstränge. Die Temperatur, bei der die DNA vollständig in ihre Einzelstränge zerlegt wurde, wird als ihr Schmelzpunkt bezeichnet.
Bei der DNA-Hybridisierung wird ein DNA-Einzelstrang von Art A mit einem DNA-Einzelstrang der Art B zu einem Doppelstrang verschmolzen. Dabei binden natürlich nur jene Basenpaare miteinander, die auch wirklich komplementär sind. Je näher zwei Arten miteinander verwandt sind, umso mehr Basen sind tatsächlich zueinander komplementär, umso mehr Wasserstoffbrücken werden geknüpft. Sind die Arten weniger nah miteinander verwandt, werden auch weniger Stellen miteinander hybridisieren können. Nicht komplementäre Basen verknüpfen sich dagegen nicht. Das hat zur Folge, dass (weil ja viel weniger Bindungen aufgebrochen werden müssen) der Schmelzpunkt der hybridisierten DNA niedriger ist als der der "reinen" Arten. Je niedriger der Schmelzpunkt der Hybrid-DNA ist, umso weniger Wasserstoffbrücken müssen aufgebrochen werden und umso weniger nah sind die beiden Arten miteinander verwandt.
Du musst also nur schauen, wie hoch der Schmelzpunkt der Panda-DNA mit der der hybridisierten DNA aus Großem und Kleinem Panda bzw. Großem Panda und Schwarzbär ist.
Die rechte Seite stellt verschiedene Chromosomen von Panda und Schwarzbär dar. Sie zeigt, dass einige Chromosomen des Pandas aussehen als würde es sich um Verschmelzungen von bestimmten Chromosomen des Schwarzbären handeln. Google mal den Begriff Translokation, um mehr darüber zu erfahren.
Ich weiss nicht, wie das mit dem hier angesprochenen Genvergleich geht. 'Hybridisierung' kenne ich in diesem Zusammenhang nicht und weshalb da °C eine Rolle spielen, weiss ich auch nicht.
Ich habe aber mal gelesen, der Riesenpanda seien vier Chromosomen des Schwarzbären so zusammen geklebt, dass dadurch zwei entstanden seien. Wenn du die Chromosomen in deinem Bild betrachtest, sieht es tatsächlich so aus, wobei hier ja 6 Chromosomen zu 3 verklebt wurden. Demnach wäre der Panda sogar sehr eng mit dem Schwarzbär verwandt.
Ich kann mir aber durchaus vorstellen, dass durch das Zusammenkleben andere Vergleichsmethoden nicht mehr gleich funktionieren.
Ich weiss nicht mehr, wie das in meinem Text beschrieben war. Aber wenn ich die Chromosomen in deinem Bild sehe, denke ich, da ist das folgende passiert:
- Das weisse Chromosom 2 und das weisse Chromosom 3 haben sich zum blauen Chromosom 1 verschmolzen.
- Das weisse Chromosom 1 und das weisse Chromosom 9 haben sich zum blauen Chromosom 2 verschmolzen.
- Das weisse Chromosom 16 und das weisse Chromosom 6 haben sich zum blauen Chromosom 3 verschmolzen.
Die sehen doch gleich aus, haben das gleiche Bandenmuster. Das zweite weisse steht einfach jeweils auf dem Kopf. Der grosse Panda wäre demnach ein genetisch mutierter Schwarzbär.
Ich habe versucht, einen seriösen Artikel zu dieser Theorie zu finden. Das scheint aber schwierig. Möglicherweise ist meine Behauptung falsch. Das einzige, was ich gefunden habe ist: http://ielc.libguides.com/sdzg/factsheets/giantpanda/taxonomy
Current placement reflects common ancestry with bears (Binida-Emonds 2004)
Giant panda chromosomes are the result of fusion, thus their original (un-fused) number closer to that of bears than to red pandas
Ich weiss nicht, wie das mit dem hier angesprochenen Genvergleich geht. 'Hybridisierung' kenne ich in diesem Zusammenhang nicht und weshalb da °C eine Rolle spielen, weiss ich auch nicht.
Die DNA-Hybridisierung war eine Methode der Bestimmung der genetischen Nähe bevor man die DNA z. B. mittels Sanger-Methode sequenzieren konnte. Dabei wurden, einfach gesagt, ein DNA-Strang der einen Art mit einem DNA-Strang der anderen zu einem Doppelstrang verschmolzen (hybridisiert). Je näher zwei Arten miteinander verwandt sind, umso mehr DNA-Stellen sind zueinander "passend" und umso fester ist die Bindung.
Anschließend wird der hybridisierte DNA-Strang aufgeschmolzen, d. h. die Temperatur so lange erhöht, bis wieder zwei Einzelstränge vorliegen. Je mehr Bindungen passen, umso mehr Energie ist notwendig, um alle Bindungen zu lösen- man muss mehr Wärme zuführen und der Schmelzpunkt der DNA steigt. Je näher zwei Arten miteinander verwandt sind, umso näher ist der Schmelzpunkt an jenem Schmelzpunkt der "reinen" DNA.
Ich glaube,dass je höher der Schmelzpunkt in °C von den DNA-Hybriden ist,desto höher ist der Verwandtschaftsgrad zwischen dem Riesenpanda und den anderen Bärenarten.Gemäß der Tabelle M5,ist der Riesenpanda mit dem Brillenbär am nächsten verwandt.
Hey,
haben Sie eine seriöse Quelle woher es stammt? Brauche es für mein Abitur
wäre lieb
Du meinst, dass durch das Zusammenkleben der Chromosomen vom Riesenpanda und Schwarzbären dann der kleine Panda entstanden ist und er auch deshalb von den Merkmalen so sehr dem Riesenpanda ähnelt?