3.3 Verhalten bis Molekularbiologiehot!

3. 3 Homologien im Verhalten (Cornelsen S. 260)
Da viele Elemente von tierischem Verhalten angeboren und erblich sind (d. h. die
entsprechenden Informationen sind in der DNA gespeichert) kann man auch Homologien und
Progressionsreihen bezüglich bestimmter Verhaltensabläufe bei verwandten Arten feststellen.
Es gelten ähnliche Homologiekriterien wie bei Homologien im Körperbau (spezielle Qualität,
Verbindung durch Zwischenformen).
Beispiele: Ritualisiertes Scheinputzen bei Entenvögeln als Teil des Balzverhaltens
Ritualisiertes Futterpicken bzw. Radschlagen bei Hühner- und Fasanenvögeln bei der Balz.
3. 4 Homologien im Zellbau (Cornelsen S. 259 und S. 56 f.)
Bei allen Lebewesen gleichen sich der Aufbau von Cytoplasma und Membranen, welche
darum auch als Einheitsmembran bezeichnet werden.
Im Zellfeinbau gibt es allerdings Unterschiede zwischen Pro- und Eukaryoten. Einige
Homologien im Zellbau der Eukaryoten (Besitz von Mitochondrien, bei Pflanzen auch von
Chloroplasten) lassen sich auf die Endosymbiose mit Prokaryoten zurückführen
(Endosymbiontentheorie, S. 57 und 289).
Auch der Bau der DNA und der genetische Code sind bei allen Lebewesen im Prinzip gleich.
3.5 Molekularbiologische Homologien und Methoden (Cornelsen S. 261)
Alle Ähnlichkeiten zwischen verwandten Lebewesen beruhen auf ähnlichen Basensequenzen
in der DNA. Hieraus ergeben sich dann ähnliche Aminosäuresequenzen in den Proteinen
(Enzymen oder Strukturproteinen). Das Maß dieser Ähnlichkeiten kann man mit
verschiedenen Untersuchungsmethoden feststellen.
Die ältere Methode der Serumreaktion oder Präzipitinreaktion nutzt die Antikörperbildung
gegen Fremdeiweiße in einem Kaninchen. Auch ohne die Basen- bzw. Aminosäuresequenz zu
kennen, kann man mit dieser Methode feststellen, ob Tiere nah miteinander verwandt sind.
Die vom Kaninchen nach Kontakt mit einem ersten Testserum gebildeten Antikörper
verklumpen nämlich mit den gelösten Proteinen eines zweiten Testserums und zwar umso
vollständiger je ähnlicher sich die Proteine sind. (vgl. Cornelsen S. 261)
Man kann auch direkt die Aminosäuresequenz bestimmter Proteine vergleichen. Man
benutzt hierfür meist Proteine, die so wichtig sind, dass sich ihre Aminosäuresequenz im
Verlauf der Evolution nur wenig geändert hat. Das Enzym Cytochrom C, das eine wichtige
Rolle in der Atmungskette in den Mitochondrien spielt, ist ein solches hoch konserviertes
Eiweiß. (Cornelsen S. 261 und S. 105). Man kann nach der Sequenzierung der
Aminosäuresequenz, die allerdings technisch aufwändig ist, so genannte Cytochrom-CStammbäume erstellen.
Die zu Grunde liegende DNA konnte man auch schon vor der Erfindung der DNASequenzierungsmethoden mit Hilfe der DNA-DNA-Hybridisierung auf elegante Art und
Weise vergleichen. Hierbei wird DNA durch Erhitzen geschmolzen, d. h. durch Aufknacken
der Wasserstoffbrückenbindungen in die komplementären Einzelstränge getrennt.
Wenn man nun komplementäre Einzelstränge von verschiedenen Arten zusammenbringt,
bilden diese überall dort, wo sich passende Basen finden, Wasserstoffbrückenbindungen.
Erhitzt man die so entstandenen Hybrid-DNA-Doppelstränge (gemischte DNADoppelstränge) wiederum, so ist die Temperatur bei der sie wieder in Einzelstränge zerfallen,
ein Maß dafür, wie viele Basen gepasst haben. Zerfällt ein Hybrid-DNA-Strang schon bei
geringer Temperaturerhöhung, so bedeutet das, dass sich nur wenige
Wasserstoffbrückenbindungen auf Grund passender Basen gebildet haben. Die
„Schmelztemperatur“ ist also ein Maß für die Ähnlichkeit der DNA und somit für die
Verwandtschaft zweier Arten. Heute ist aber – meist nach Vermehrung der DNA mit Hilfe
der PCR- der direkte Vergleich von Basensequenzen, z. B. mit Hilfe der Sanger-Methode
der einfachste und genaueste Weg. (vgl. S. 148, 149 und 261).