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Die Geschichte von Eiern und Milch

Menschen füttern ihre Neugeborenen mit Muttermilch. Krokodile legen Eier, in denen ihren Nachkommen alles zur Verfügung steht, was sie für ihre Entwicklung benötigen. Und das Schnabeltier nutzt beide Systeme, indem es Eier legt und seine Jungen säugt. Wie verlief die Entwicklung vom Eierlegen zum Säugen? Und wann? Entwickelte sich das Säugen tatsächlich aus dem Eierlegen? Oder umgekehrt? Wie kann man in der Entwicklungsgeschichte Anhaltspunkte zur Beantwortung dieser Fragen aufspüren? Die Antworten finden sich versteckt … in den Genen!

Hey Gen! Erzähl’ mir deine Geschichte!

Wenn man hinter die Geheimnisse vom Eierlegen und der Milchsäugung kommen will, muss man sich die dafür unabkömmlichen Gene vornehmen. Muttermilch enthält in großer Menge das Protein Casein. Das Gen für Casein wird daher in den Arten gefunden, die Muttermilch produzieren. Eier dagegen sind reich an Vitellogenin, einem Protein, dessen Gen entsprechend in Eier legenden Arten vorhanden ist. Untersucht man die Gene dieser beiden Proteine, so kann man ihr Schicksal vergleichen und ihre Entwicklung im Lauf der Zeit nachverfolgen. Wie geht das?

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Das Schicksal eines Gens

Wenn ein Gen für eine Art nützlich ist, so soll seine Funktion erhalten bleiben, und es wird sich über die Zeit kaum verändern. Dagegen wird ein Gen, das für das Überleben einer Art nicht notwendig ist, viele Veränderungen ansammeln und im Extremfall unnütz werden, sozusagen ’sterben‘. Untersuchen wir also den jeweiligen Zustand der Gene für Casein und Vitellogenin in verschiedenen Arten, so können wir nachvollziehen, was in welchen Arten im Laufe der Zeit geschehen ist.

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Ein Gen lesen

Ein großer Bereich der Bioinformatik beschäftigt sich mit der Entzifferung der Geschichte der Gene. Forscher haben die Gene für Casein und Vitellogenin in verschiedenen Arten verglichen. Und das Ergebnis?

  • Das Gen für Casein trat erstmals vor etwa 300 Millionen Jahren bei den Vorfahren der Säugetiere auf.
  • Parallel dazu verloren die Säugetiere nach und nach das Gen für Vitellogenin.
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