Der neue "Baum des Lebens"

Der erste "Baum des Lebens" stammt aus dem Jahr 1870. Damals zeichnete der deutsche Wissenschaftler Ernst Haeckel erstmals die evolutionären Zusammenhänge zwischen Pflanzen und Tieren nach. Seit jener Zeit haben Wissenschaftler diesen Baum immer wieder neu entworfen, um Mikroorganismen erweitert und moderne molekulare Daten integriert. Von vielen Teilen des Baums fehlte jedoch bisher noch ein klares Bild. Forscher am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Heidelberg haben jetzt ein Analyseverfahren entwickelt, das viele der offenen Details klärt.

191 Äste

"Der Baum hat eine rundliche Gestalt. Es ist ein großer Baum mit 191 Ästen und vielen Zwischenverzweigungen. Man kann drei große Gruppen erkennen: die drei großen Gruppen des Lebens: Menschen, Pflanzen und Bakterien", beschreibt Tobias Doerks vom Labor Peer Bork in Heidelberg das Ergebnis seines in der Zeitschrift "Sciene" veröffentlichten Modells der Entstehung des Lebens. Es zeigt die entwicklungsgeschichtlichen Zusammenhänge von allen Organismen, deren Erbgut inzwischen entschlüsselt ist.

Das neue Analyseverfahren der Heidelberger Forschergruppe liefert die bisher genaueste Variante. Neu ist, dass eine große Anzahl von Bakterien im Stammbaum berücksichtigt ist. "Von den 191 Spezies gehören nur ein kleiner Teil zu den Eukaryonten wie der Mensch, wie Fische oder wie Pflanzen. Einen Großteil machen die Bakterien aus", erklärt Doerks die Besonderheit.

31 Gene

Die DNA-Sequenzen vollständiger Genome geben ein direktes Zeugnis der Evolution, aber die zu verarbeitende Datenmenge ist riesig. Die Informationen des menschlichen Genoms beispielsweise würden 200 Telefonbücher füllen. Tobias Doerks und Kollegen haben versucht, die Datenmenge mit dem technologischen Werkzeug der modernen Bio-Informatik zu bewältigen und zu vereinfachen. "Wir haben die Nicht-Gemeinsamkeiten anhand der Sequenzen analysiert. Das heißt, wir haben geguckt, wie ähnlich sind diese Sequenzen zueinander."

Man geht davon aus, dass alle Lebewesen von demselben Vorfahren abstammen und daher mehrere Gene gemeinsam haben. 31 Gene sind identifiziert worden, die den Baum des Lebens prägen.

Dabei sind die Forscher bereits auf eine Überraschung gestoßen: Mensch und Schimpanse sind viel enger verwandt als bisher angenommen. Sie bilden - wenn man der Systematik der Arbeit folgt - sogar eine gemeinsame Gattung.

Außerdem gilt es jetzt als wahrscheinlicher denn je, dass das erste Bakterium zu den so genannten gram-positiven Bakterien gehörte und wohl bei hohen Temperaturen lebte - ein Indiz dafür, dass das Leben in heißen Umgebungen seinen Ursprung haben könnte.

Nur ein Zwischenergebnis

Der runde Baum des Lebens taugt also nicht nur dazu, als dekorativer Ausdruck die Wand des Labors zu schmücken, sondern dient auch zur Einordnung einer unbekannten Spezies. "Wo man nicht weiß, worum es sich handelt, mappt man direkt auf die Sequenzen, die wir schon haben, vergleicht sie und kann dann direkt in den Baum gehen und sagen: Diese unbekannte Spezies, die sitzt hier im Baum."

Der neue Baum des Lebens ist ein Zwischenergebnis. Es besteht noch viel Forschungsbedarf; die Heidelberger Forscher wollen das bio-informatische Projekt weiterführen. Schließlich werden immer mehr Genome von Bakterien und Eukaryonten sequenziert. "Wir wollen natürlich jede neue Spezies hinzufügen, um den Baum zu vergrößern."