Evolutionsforscher: Nicht der Stärkste überlebt, sondern der Langsamste

US-Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Rennen der Evolution nicht mit Tempo gewonnen wird. Im Versuch mit Bakterienkulturen stellte sich heraus, dass diejenigen am erfolgreichsten waren, die sich langsam anpassten. Deren Mutationen sicherten demnach eine bessere und stabilere Fortpflanzungsrate.

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Darwin hat die Evolution auf ein einfaches Prinzip herunter gebrochen. Der Stärkste gewinnt! Dass der Stärkste auch der Schnellste sein soll, hat ein US-amerikanisches Forscherteam jetzt klar widerlegt. Es sind die Schildkröten, die das rennen der Evolution gewinnen, die sich aus der letzten Startposition als Gewinner ins Ziel schleichen.

Das Team der BEACON Wissenschaftler für Evolutionsstudien hat dabei entscheidende Ergebnisse beobachtet. So haben Bakterienpopulationen mit einem begrenzten Migrationsbereich einen klaren Vorteil im Rahmen der evolutionären Anpassung. Gleichzeitig wurde beobachtet, dass diese Kolonien sich vergleichsweise langsam entwickelten.

Aber in Sachen Evolution ist die Geschwindigkeit nicht das Ziel. Bessere und hilfreiche Mutationen sind der Schlüssel zum Erfolg. Der bioinformatische Wissenschaftler Joshua Nahum ist davon überzeugt, dass die sprichwörtlichen Schildkröten auf langer Sicht ganz klar der Gewinner im Evolutionsrennen sind.

„Wir sprechen hier vom Schildkröten-Hasen-Muster, weil es die Population ist, die sich langsam und gleichmäßig ausbreitet und dabei das ultimative Rennen der Evolution am Ende gewinnt.“ Das sagte er in einem Interview laut EurekAltert.

„Das Verhältnis dieses Effektes ist wichtig. Insbesondere für das Verständnis von Krankheitsentwicklungen, um die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen hervorzusagen, und zu erkennen, wie die Populationen auf den Klimawandel reagieren werden.“

Die Evolution basiert auf dem Prinzip der natürlichen Selektion. Lebewesen sind so in der Lage sich besser an ihre Umgebung anzupassen. Um eine Anpassung zu ermöglichen, sind Mutationen und DNA-Veränderungen notwendig. Dies führt zu einem besseren Überlebens- und damit Fortpflanzungserfolg.

Stellt man sich den Überlebenskampf der einzelnen Spezies nun als ein Rennen vor, dann findet dieses Rennen nicht auf einer geraden Strecke, sondern auf einer weiten Fläche mit vielen Hügeln und Tälern statt. Jeder Hügel repräsentiert eine eigene Mutation, die im Idealfall einen Vorteil für die Spezies bringt.

In der Studie stellte das Wissenschaftsteam die Evolutionsrennfläche nach und besiedelte diese mit E-coli Bakterienkulturen. Dabei verwendeten sie 96 verschiedene Populationen. Einige der Populationen breiten sich schnell und unkontrolliert über die gesamte Fläche aus, andere sind auf kleine Teilbereiche beschränkt.

Schnell wurde klar, dass die wandernden Kolonien sich alle auf einen Bereich konzentrierten und sich dort gegenseitig überrannten. Einmal dort angekommen und zum maximalen Punkt der eigenen Mutation gewachsen, übernahmen sie den Standpunkt und stagnierten dort.

Bleiben Kolonien mit einer begrenzten Migration in einem bestimmten Bereich, haben sie dort die Zeit hilfreiche und starke Mutationen zu durchlaufen. Dabei werden sie nicht von konkurrierenden Kolonien überrannt. Die Sprinter überlaufen sich also gegenseitig und nur der Stärkste überlegt, während die langsamen Kolonien sich in Ruhe zur Perfektion mutieren.

Die Schildkröten nehmen sich die Zeit, eine sehr gute Anpassung an ihre Umgebung zu erlangen. Dies optimiert die Reproduktionsrate. Im Vergleich zu den Raten auf den überlaufenden Mutationsspitzen ist die Rate häufig sogar höher, da die Anpassung zielgenauer ist.

Die Hasen schmeißen sich in das gleiche Rennen und haben alle das gleiche Ziel. Während die Hasen um den Platz an der Spitze der am stärksten umworbenen Mutation zu erreichen suchen, arbeiten die Schildkröten an Mutationen, die häufig auch gegenüber der Supermutation Vorteile bieten.

Die Hasen setzen auf eine schnelle Mutation, die eine sofortige Überlegenheit bietet. Auf lange Sicht platzieren sie sich damit aber nicht an der Spitze. Die Schildkröten testen eine Reihe von Mutationen aus und erweitern so das Spektrum der Anpassungen. Dies sichert eine bessere und stabilere Fortpflanzungsrate.

„Diese Erkenntnis gibt Einblicke in grundlegende evolutionäre Zwänge; durch die Existenz des Schildkröten-Hasen-Musters wurde in der Tat bestätigt, dass die Evolutionslandschaft hügelig und robust ist.“ Nahum sagt außerdem „Wäre es eine ebene Landschaft, so wären die Hasen der klare Sieger.“

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