Neu im Catch-up Service: Algorithmen der Evolution

Von den frühesten Reptilien bis zum Homo Sapiens

Mehrere Hundert Millionen Jahre lang dauert die Paläontologie der Wirbeltiere, jener Teil der Evolution, der von den Fischen bis zu uns Menschen reicht. Dieser Zeitraum ist eines der interessantesten Kapitel “im aufgeschlagenen Buch des Lebens”. Keine literarische Erzählung kommt dieser umwegreichen “Handlung” nahe.

Man zählt fünf große Massensterben über die gewaltige Zeitdauer hin: “the Big Five”. In immer neuen Variationen und Kämpfen stellt sich die Vielfalt der Arten jedoch immer erneut wieder her. Von den Dinosauriern zu den Vögeln (die auch Dinosaurier sind) und den Säugetieren.

Prof. Dr. Hans Ulrich Pfretzschner von der Universität Tübingen berichtet.

► Algorithmen der Evolution (News & Stories, Sendung vom 27.01.2016)


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► Dinosaurier wachsen ein Leben lang

dinosaurierDie Evolution der Wirbeltiere führt zu den Primaten und damit zu uns Menschen. Die erstreckt sich über mehrere Hundert Millionen Jahre. Die neueste Forschung zeigt, dass bereits die Dinosaurier zumindest teilweise warmblütig gewesen sind. Die Geschichte der Augen, der Nasen, der Mäuler und der Ohren zeigt die unendliche Erfindungskraft der Evolution. Einige Errungenschaften wurden mehrmals neu erfunden. Die Spezies der Dinosaurier litt u.a. daran, dass sie in ihren Lebensläufen nicht gelernt hatten, das jugendliche Wachstum einzustellen. Sie wuchsen ihr Leben lang und starben daran.

Prof. Dr. Pfretzschner berichtet.


► “Ich spritze mein Blut in das Auge des Feindes”

evolution-der-echsenDie Evolution der Vögel trennt sich von jener der Säugetiere und Menschen vor vielen Millionen Jahren. Die Vögel sind direkte Nachfolger der Saurier. Ihr Hirn, die Augen und der Körperbau gingen andere Wege als die unserer unmittelbaren Vorfahren. Die Leistungen der Vögel aber, sind in manchen Einzelheiten uns Säugetieren überlegen. Merkwürdigerweise sind die Krokodile die nächsten Verwandten der Vögel auf dem Weg von den Sauriern in die Gegenwart. Die Eigenschaften in der Kette der Vorfahren der Vögel, vor allem bei den Echsen, zeigen faszinierende Techniken des Überlebens. Von einer Echsenart, die den Vögeln voranging, heißt es „ich spritze mein Blut in das Auge des Feindes“.

Der Evolutionsbiologe Joseph H. Reichholf über Faszinierendes über die Evolution von Vögeln und Echsen.


► Die Raubsaurier von Pangäa

raubsaurierVor 250 Millionen Jahren waren die Kontinente der Erde zu dem Riesenkontinent Pangäa zusammengeschoben. Darum herum das Riesenmeer Panthalassa und in einer Riesenbucht der Vorläufer-Ozean des Mittelmeers: die Thetys.
Die Dinosaurier im Süden und im Norden dieses Riesenkontinents haben sich getrennt und verschieden entwickelt. Später zerbrach der Kontinent. Im südlichen Bereich des ehemaligen Pangäa, also z.B. im heutigen Argentinien, lohnt sich daher die Saurier-Forschung besonders.

Dr. Oliver Rauhut, Kurator an der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie, ist auf solche Forschung spezialisiert. Man stellt sich dabei die Dinosaurier mit Schuppen oder mit Schlangenhaut vor. Tatsächlich haben vermutlich alle Dinosaurier (von denen nur die Vögel übriggeblieben sind) die Anlage zu einem Federkleid, gleich ob sie fliegen oder laufen. Zwischen dem Gewicht vieler Tonnen bei einem Großsaurier, der, um sich aufrechtzuerhalten, eigentlich nur noch aus Beinen bestehen müsste, und den federleichten Saurier-Geschwindläufern, gibt es eine unglaubliche Skala an Unterschieden.

Ein Ausflug in eine Welt, die wir aus unserer Gegenwart nicht kennen und die gewiss anders aussieht als Jurassic Park, gehört zu den spannenden Abenteuerreisen.


► Der lange Marsch zum Homo Sapiens

homo-sapiens-science-fictionVon der absoluten Urzeit bis zu “Adams Eltern”. In der Urzeit war die Erde zeitweise komplett von Eis bedeckt. Andere Welten dieser Urzeit zeigen uns unbekannte Kontinente. Erst seit 2,5 Millionen Jahren gibt es Werkzeuge und die “Gattung Mensch”.

Prof. Dr. Friedemann Schrenk, Paläobiologe an der Universität Frankfurt, berichtet.



► Die Zeit der fremden Ozeane

ozeaneIm Erdzeitalter des Silur (von vor etwa 443,4 Millionen Jahren bis vor etwa 419,2 Millionen Jahren) gab es wenig festes Land und enorm viel Wasserfläche. Der atlantische Ozean existierte noch nicht. Stattdessen gab es den inzwischen verschwundenen Japetus-Ozean und das Thetys-Meer. Es ist die Zeit, in der die Korallenriffe und die großen Kalkformationen entstanden.

Unser Planet befindet sich in permanenter und lebendiger Bewegung. Die langsamen Zeitmaße dieser Bewegung überblickt normalerweise nur der Geologe, nicht der Laie. Wenn Erdbeben in Nepal aber ihre Opfer fordern, weil sich die indische Platte unter den Himalaya schiebt, werden die Gewalten sichtbar, mit der die Kontinentalplatten (und was darauf ist) sich rammen, streifen, subduzieren oder überlagern. In weiter Zukunft wird Afrika Europa so bedrängen, dass sich dort, wo jetzt das Mittelmeer ist, ein Hochgebirge erheben wird. Der Pazifik wird sich schließen. Afrika zerbricht. Die australische Platte rammt den indonesischen Archipel. Das alles ist für den Lebenslauf einzelner Menschen kaum erkennbar, für die Erdkugel gehört es zur Wirklichkeit. Ähnlich faszinierend wie ein solcher Blick in die Zukunft sind die Forschungen, die sich auf die Vergangenheit der Erde richten. Die Kristalle und Kalke, von denen solche Geschichte berichtet, sind oft bizarr und von großer Schönheit.

Prof. Dr. Axel Munecke, Paläontologe an der Uni Erlangen-Nürnberg, berichtet über das Silur, die Zeit als das Leben sich noch ganz im Wasser abspielte.


► Leben in der wilden Urzeit des Planeten

urzeit-planetMan muss sich die Erde in der wilden Frühzeit als äußerst unruhig vorstellen. Sie ist im Wesentlichen von Wasser bedeckt. Sie dreht sich in etwa 5 Stunden (und nicht in 24 Stunden) um ihre Achse. Der Mond ist noch so nahe, dass er bei Ebbe und Flut riesige Wassersäulen aufreißt. Vulkane sind tätig und Weltraumkörper schlagen ein.
Ursprüngliches Leben braucht nicht bloß eine passende chemische Ursuppe, sondern ein physikalisches Haus. Voraussetzung für ursprüngliches Leben sind: Licht, Durchfluss und eine solche Behausung – ein Gefäß. In der Wasserwüste der Ozeane ist es unwahrscheinlich, dass die zum Leben notwendigen Moleküle aufeinandertreffen.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dieter Braun hat herausgefunden, dass in den Poren von Gesteinen, winzigen Höhlen, die vom Wasser umspült wurden, die Voraussetzungen für frühes Leben entstanden. Der Vorgang ist ähnlich wie in den späteren Körperzellen. Aber es sind die Poren der Erde und nicht die Zellen in Lebewesen, die das erste Leben entstehen lassen.

Prof. Dr. Dieter Braun, LMU München, berichtet.


► Wer sind eigentlich WIR?

werwirAuf unserer Haut, in unserem Darm, tragen wir lebenslänglich Viren umher. Wir schwimmen aber auch äußerlich in einem Ozean von Viren. Diese Partikel, die noch keine Zellen sind, sind unvorstellbar alt und gehören zu jeder Gegenwart. Wir sprechen über diese wilde Gegenwelt immer dann, wenn Viren Krankheiten auslösen. Die überwältigende Mehrheit dieser Mikroorganismen ist aber unschädlich und einige davon sind für das Leben unersetzlich. Stimmt die Vermutung, dass Viren unsere ältesten Vorfahren sind?

Die letzten Jahrzehnte waren Goldgräberjahre der Virusforschung. Trotzdem sind breite Teile dieser „Supermacht des Lebens“ unerforscht. Die kleinsten Viren sind 100-fach kleiner als Bakterien. Es gibt aber auch Giga-Viren, die größer sind als Bakterien und den Übergang vom Virus zur Zelle andeuten. Mächtige Giga-Viren aus der Zeit vor 30.000 Jahren wurden im Permafrost Sibiriens entdeckt: nach Auftauen höchst lebendig.

Die Virologin und Krebsforscherin Prof. Dr. Karin Mölling, Universität Zürich, berichtet Neues und Verblüffendes aus der Erfolgsgeschichte der Viren, die vor 3,5 Milliarden Jahren begann (also recht kurz nach Konsolidierung des Sonnensystems und damit des Erdballs). Hier kann man die Anfänge der Evolution studieren. Sie begann auf der Basis einfacher RNA-Ketten: den analphabetischen Alleskönnern, die damals und heute die Basis bilden für die buchstabenfreudigen biologischen Kräfte, aus denen sich die Evolution bis zu uns und den Primaten fortsetzt.
Eine Reise in unsere nahe und ferne Umgebung. „Wir schwimmen in einem Meer von Viren“.

Begegnung mit Prof. Dr. Karin Mölling, Fellow des Wissenschaftskollegs zu Berlin.