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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Hormone entwickelten sich sprunghaft |
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| | | Die Entwicklungsgeschichte der Hormone verlief sprunghaft und unregelmäßig. Im Gegensatz zur herrschenden Meinung sieht eine neue Studie lange Perioden mit kaum Entwicklung, abgelöst von Phasen intensiver Veränderung. Dies könnte das Verständnis grundlegender Evolutionsmechanismen nachhaltig verändern. |
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Dies berichtet der Biochemiker Michael Wallis von der University of Sussex, England in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Molecular Evolution". Die neue Studie fordert die bislang unter Wissenschaftlern weit verbreitete Ansicht heraus, nachdem maßgebliche Strukturen und Moleküle im Laufe der Evolution eher gleichmäßig und nicht sprunghaft entstanden sind.
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Start-Stop-Modell |
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Das Start-Stop-Evolutionsmodell sieht die entwicklungsgeschichtlichen Veränderungen der Hormone als Reaktion auf äußeren Selektionsdruck und nicht als zufälliges, eher langsames Entstehen verschiedener molekularer Formen (auch als "Neutralismus" bekanntes gängiges Evolutions-Modell).
"Ein Hormon kann sich unter dem Druck, eine neue Funktion neben der angestammten Kernfunktion zu übernehmen, entwicklungsgeschichtlich schnell verändern", erklärt Michael Wallis.
Proteine wie die Wachstumshormone, die eine basale Funktion in einer großen Anzahl verschiedener Organismen ausüben, können so auch andere Eigenschaften wie die Regulation der Milchproduktion bei Säugetieren übernehmen.
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Hormone
Botenstoffe des Körpers, die der Informationsübertragung dienen. Das zweite Signalübertragungssystem neben der Nervenleitung. Hormone werden von Zellen in Drüsen oder Geweben gebildet und in das Körperinnere abgegeben. Hormone sind im Allgemeinen nicht artspezifisch, sondern wirkungsspezifisch. Die Hormonproduktion wird durch bestimmte Regelmechanismen und Feedbackschleifen gesteuert. Die Hormone wirken immer nur auf bestimmte Organe. Diese haben besondere Bindungsstellen (Rezeptoren), an die die Hormonmoleküle gebunden werden. Durch diese Bindung werden biochemische Reaktionen im Zellinnern ausgelöst. Chemisch sind die Hormone der Wirbeltiere Proteine, Polypeptide, Aminosäurederivate und Steroide. Die chemische Struktur einiger Hormone ist geklärt. |
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 Mehr zu Hormonen |
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Zwei Drittel der Veränderungen in 15 Prozent der Zeit |
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Wallis verglich die Strukturen sieben verschiedener Hormone in neun verschiedenen Arten, darunter Mensch, Maus, Pferd und Opossum. Er erarbeitete Evolutionsmuster, indem er die chemische Unterschiede der jeweiligen Hormone mit der Position der Organismen im Stammbaum der Säugetiere verglich.
Für sechs der sieben Hormonklassen, unter anderem Insulin, veränderten sich in kurzer Zeit sehr rasch. Insgesamt fanden über zwei Drittel der Veränderungen in relativ kurzen Zeitabständen statt, die zusammen nicht mehr als 15 Prozent der Zeitraumes in Anspruch nehmen, in dem sich die Hormone entwickelten. Außerdem entwickelten sie sich in den Zeiten der sprunghaften Veränderungen 10 mal schneller als in den Perioden der langsamen konstanten Veränderungen.
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Trend bestätigen |
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Wallis plant jetzt seine Versuche auf ganze Proteinklassen auszudehnen, um den von ihm entdeckten Trend der sprunghaften Evolution weiter bestätigen zu können. "Die konstante gleichmäßige Veränderung von Proteinen ist Teil eines Dogmas der Molekularbiologie", erklärt Rodney Honeycutt vom Texas A&M University College.
Für Honeycutt sind sprunghafte Evolutionsereignisse immer noch eher die Ausnahme als die Regel. Er gibt aber zu, dass Evolutionsbiologen mehr und mehr Fälle entdecken, die eher auf Phasen intensiver Entwicklungssprünge hinweisen.
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Hierarchie der Hormondrüsen
Das Hormonsystem ist hierarchisch ausgelegt und wird durch den Hypothalamus als oberste Instanz gesteuert. Dieser hat sozusagen den Gesamtüberblick über die Hormone im Körper. Auf auftretende Veränderungen reagiert der Hypothalamus mit entsprechenden Befehlen an die Hypophyse. Im Hypothalamus treffen die Verbindungen des vegetativen Nervensystems zusammen. Dieses System koordiniert alle wichtigen Lebensvorgänge des menschlichen Körpers z. B. Wärmeregulation, Wasserhaushalt, Schlafen, Atmung, Hunger, Sexualfunktion. Die Hypophyse wird als die wichtigste Hormondrüse des Organismus angesehen. Sie steuert die Tätigkeit der anderen Hormondrüsen des menschlichen Körpers. Sie kann den Befehle zur Produktion von Hormonen über trope Hormone an die entsprechenden Organe weiter geben oder sie produziert die Hormone in einigen Fällen selbst, die dann direkt regulierende Wirkung ausüben. |
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Umfassender Site zu Hormonen |
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Konstanter Wechsel oder sprunghafte Veränderung |
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In der heiß geführten Diskussion um die Veränderungsgeschwindigkeiten in der Evolution gibt es auch eine Theorie, die davon ausgeht, dass die meisten Veränderungen der Organismen in sehr kurzen Zeiträumen auftreten. Allerdings immer nur dann, wenn sich eine Art in zwei neue aufspaltet.
Für Wallis hinken allerdings die angeführten Vergleiche seiner Kritiker zwischen Fossilien und Molekülen. "Zweifelsohne besteht hier eine Parallele, aber ich denke, dass man diesen Zusammenhang nicht überbewerten sollte", so Wallis.
(red)
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01.01.2010 |
