Homologiekriterien aus Anatomie, Embryologie und Molekularbiologie

Diethard Tautz wählte für seine Veröffentlichung von 2006 folgende Überschrift: „Es gibt keine hypothesefreie Phylogeniekonstruktion“. Dies ist eine wichtige Aussage, die in der Evolutionsbiologie grundlegend scheint.

So liegen allen Evolutionsideen Annahmen zugrunde wie z.B.:

1.) Es gab einen einmaligen Abstammungsprozess.

2.) Die gegebenen Taxa sollen immer genau einen gemeinsamen Vorläufer gehabt haben.

3.) Eine Rückentwicklung in die Vorläufer ist nicht möglich.

4.) Es gibt keine zirkulären Phylogenien, sondern immer nur eine Weiterentwicklung weg vom Ursprung hin zu den rezenten Organismen.

Diese Annahmen sind nicht immer zu 100 % gültig, vergleicht man neben morphologischen Merkmalen nun auch molekulare Merkmale. Hier gibt es z.B. mehrfach das Beispiel, dass Gene aus der Neukombination bereits vorhandener Gene entstanden sind. So variieren auch die Annahmen, welche Art der Selektion vorliegt bzw. wie stark Umweltveränderungen einen Einfluss auf die molekularen Strukturen haben.

Interessanterweise beobachtet man aber auch bei molekularen Merkmalen deutliche Unterschiede in der Mutationsrate unterschiedlicher Gene. Vergleicht man z.B. einen phylogenetischen Stammbaum von Cyanobakterien, der auf der Grundlage „RubisCO“ (⇛ RubisCO ist das Enzym, welches für die Fixierung von Kohlenstoffdioxid in der Dunkelreaktion der Fotosynthese verantwortlich ist) erstellt wurde, mit einem Stammbaum welcher auf Grundlage des Gens für die 16S-rRNA basiert, so erhält man sehr unterschiedliche Ergebnisse.

Homologien in der Ontogenese – biochemische und molekulare Homologien

Ernst Haeckel formulierte seine biogenetische Regel in der Art, dass die Entwicklung eines Einzelwesens (Ontogenese) eine kurze Wiederholung seiner Stammesentwicklung darstellt.

Homologien von Genen

Alle Lebewesen besitzen als Grundbaustein die aus Nukleinsäuren aufgebaute DNA. Weisen die DNA- bzw. Proteinsequenzen verschiedener Organismen Ähnlichkeiten auf, so spricht man von zueinander homologen Genen. Der Vergleich eines bestimmten Gens verschiedener Lebewesen dient der Erstellung eines Stammbaums.

Homologie von Parasiten

Verschiedene Tierarten können über die sogenannte Wirtsspezifität eine Homologie zueinander aufweisen. Haben sie nahe verwandte Parasiten, gehen sie vermutlich auf eine gemeinsame Stammform zurück:

• Bsp.: Herpesviren beim Menschen und Menschenaffen
• Bsp.: Kopflaus beim Menschen und Menschenaffen

Bildung neuer Gene

Die Neubildung eines Gens geschieht über das sogenannte Crossing-over im Rahmen der meiotischen Prophase I. Dabei überkreuzen sich zwei Chromatiden (je eines von jedem Elternteil stammend), sodass zwei neue, vollständige Chromosomen entstehen.

• Pseudogene
• Exon/Intron
• Urenzym (last common ancestor) von Chymotrypsin und Trypsin bei Säugern
• Genverdopplung und Spezifizierung des Enzyms
• Multigenfamilien