Evoluieren Altruismus-Gene anders als andere Gene?

Evoluieren Altruismus-Gene anders als andere Gene?

Eine gerade neu erschienene Studie ("Genomic Signature of Kin Selection in an Ant with Obligately Sterile Workers") behandelt sehr wesentliche Fragen hinsichtlich der grundlegendsten theoretischen Grundlagen der Soziobiologie, nämlich des Verwandtenaltruismus nach William D. Hamilton. Solche Forschungen hatten Edward O. Wilson und Bert Hölldobler schon vor zehn Jahren angemahnt. Ich selbst habe gerade nicht genügend innere gedankliche Disziplin, um die hier behandelten, sehr schwierigen Fragen bis zum Ende zu durchdenken.

Man muß sich dazu auch eine zitierte vorausgegangene Studie aus dem Jahr 2009 genauer anschauen ("Genes with social effects are expected to harbor more sequence variation within and between species"). (Beide Studien sind frei zugänglich.)

Die Verwandten-Altruismus-Theorie von William D. Hamilton (1964), die die Fachrichtung der Soziobiologie begründete, ist bislang immer nur im Bereich der Theoretischen Biologie formuliert worden und anhand von Korrelationen zwischen äußerem Verhalten zu Verwandtschaftsgraden überprüft worden.

Heute können wir aber nicht nur ins Genom reinschauen, sondern auch in das Methylom, wir können uns also anschauen, wie dasselbe Genom in unterschiedlichen Geweben und in unterschiedlichen Individuen einer Verwandtschaftsgruppe - also aufgrund von Verhaltens-Spezialisierung - unterschiedlich abgelesen wird. Nur so kann ja ein unterschiedlicher Phänotyp entstehen.

Und nun wird in den Studien untersucht, wie JENE Genbereiche über Jahrhunderttausende und Jahrmillionen EVOLUIERT sind, die in den phänotypisch unterschiedlichen Individuen von Verwandtschaftsgruppen (hier Ameisenstaaten - aber natürlich anwendbar auf alle anderen sozial lebenden Tiere auch) UNTERSCHIEDLICH abgelesen werden.

Es wird hier nun vor allem unterschieden zwischen direkten und indirekten Fitnesseffekten von Genen. Also jene Gene, die in den Individuen abgelesen werden, die sich in Verwandtschaftsgruppen SELBST fortpflanzen, haben einen direkten Fitnesseffekt und jene Gene, die in den (altruistischen) "Helfern bei der Fortpflanzung" abgelesen werden, die sich aber selbst nicht fortpflanzen (oder ggfs. weniger), haben einen indirekten Fitnesseffekt. Das heißt, sie halten sich deshalb in der Population, weil sie vorteilhaft sind für die Fortpflanzung der erstgenannten Gene. Anders könnten sie sich nicht halten. So wird altruistisches Verhalten auf genetischer Ebene durch die Soziobiologie erklärt. In der Arbeit des Jahres 2009 heißt es nun:

"We find that, because genes with indirect social effects on fitness effectively experience weaker selection, they are expected to harbor higher levels of polymorphism relative to genes with direct fitness effects."

Und genau dieses Forschungsergebnis will zumindest mir intuitiv zunächst gar nicht einleuchten und als "stimmig" erscheinen hinsichtlich alles dessen, was wir heute wissen. (Den Grund dafür müßte ich aber weitaus länger ausführen und müßte ich auch erst noch länger überdenken.) Als Ergebnis wird aber unter anderem in der aktuellen Studie auch etwas festgehalten, was einem intiuitiv sofort einleuchtend erscheint:

"Reproductive-upregulated genes were older on average (i.e., lower mean phylostrata) for all comparisons except L3."

Das heißt, jene Gene, die in allen Lebensphasen (außer der L3 genannten) in Königinnen (direkte Fortpflanzung) anders abgelesen wurden als in (sterilen) Arbeiterinnen (indirekte Fortpflanzung), waren im Durchschnitt evolutionär älter als jene Gene, die in Arbeiterinnen anders als in Königinnen abgelesen wurden. Das ist klar, denn evolutionär ist die solitäre Lebensweise bei Ameisen durchgängig älter als die arbeitsteilige Differenzierung in einer Verwandtschaftsgruppe (im Insektenstaat).

Beim Übergang zur Arbeitsteilung hatte die Königin - WOMÖGLICH!!!, wahrscheinlich - selbst nur wenig Neues hinzuzulernen oder im Genom abzulesen (hm, stimmt das? steuert sie nicht den Insektenstaat mit Pherormonen?). Auf jeden Fall ist die Notwendigkeit, daß beim Übergang zur arbeitsteiligen Differenzierung die Arbeiterinnen Neues hinzulernen mußten, sprich ablesen mußten im Genom, bzw. selektieren mußten, die evolutionär jüngere.

Damit könnte man auch sagen, daß sich in evolutionär älteren Genen schlichtweg mehr Mutationen ansammeln konnten als in evolutionär jüngeren Genen (also, ich meine: neutrale Mutationen).

Soweit bin ich mit meinem eigenen Durchdenken dieser Studien schon gekommen. Aber das ist erst die Hälfte der Miete. Wie gesagt, will mir mindestens die andere Hälfte der gewonnenen Ergebnisse zunächst intuitiv gar nicht einsichtig erscheinen. (Vielleicht in einem Blogartikel dann, falls ich ihn demnächst sollte fertiggestellt bekommen.)

Zu überdenken wäre ja in diesem Zusammenhang auch noch einmal die "counter-intuitive" Erkenntnis, die Svaante Pääbo schon vor mehr als zehn Jahren veröffentlichte, nämlich daß sich das Methylom von Schimpansen und Menschen im Hoden mehr unterscheidet als im Gehirn. Womöglich sollte auch diese Erkenntnis berücksichtigt werden, wenn man die Verhältnisse diesbezüglich bei Ameisen-Königinnen und -Arbeiterinnen überschauen will.

Ich kann nur nicht verstehen, warum bei den Genen mit indirekter Fißness WENIGER Selektion in der Evolution stattgefunden haben soll, obwohl doch gerade SIE (vermutlich) das fortschrittlichere Verhalten mit sich gebracht haben. Wie gesagt, das muß ich selbst noch weiter durchdenken.

Austausch darüber immer erwünscht!


Michael R. Warner Alexander S. Mikheyev Timothy A. Linksvayer: Genomic Signature of Kin Selection in an Ant with Obligately Sterile Workers. In: Mol Biol Evol (2017) 34 (7): 1780-1787. DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msx123, Published: 13 April 2017, https://academic.oup.com/mbe/article/34/7/1780/3610963/Genomic-Signature-of-Kin-Selection-in-an-Ant-with
https://academic.oup.com/mbe/article/34/7/1780/3610963/Genomic-Signature-of-Kin-Selection-in-an-Ant-with

"Noch vor der großen Ausbreitungswelle des (anatomisch) modernen Menschen"

"Noch vor der großen Ausbreitungswelle des (anatomisch) modernen Menschen"

nach Europa hinein (vor 40.000 Jahren) könnte es schon vor 400.000 Jahren

"eine frühe Urmenschen-Migration aus Afrika gegeben haben. Diese Gruppe, die enger mit dem modernen Menschen verwandt ist als mit den Neandertalern, könnte durch genetische Beimischung ihre mitochondriale DNA sowie einen kleinen Anteil an nuklearer DNA in die Population der Neandertaler in Europa eingeführt haben, jedoch nicht in die Gruppe der Denisova-Menschen" (in Ostasien). "Um die Wahrscheinlichkeit dieses Szenarios zu bewerten und seine zeitlichen Grenzen zu definieren, wurden jedoch mehr Daten benötigt."

Diese Daten liegen jetzt vor und bestätigen die genannte Vermutung. Offenbar haben Neandertaler in Nordafrika weibliche dortige sehr frühe Proto-Homo sapiens sapiens kennengelernt und mit diesen Kinder gehabt. Der genetische Einfluß dieser Verbindungen findet sich aber nach derzeitigem Stand vornehmlich in den Mitochondrien (ging damit über die Frauen) und war ansonsten scheinbar nicht sehr groß.

http://www.shh.mpg.de/459347/neandertaler-dna-posth
http://www.shh.mpg.de/459347/neandertaler-dna-posth

Der östliche Ostseeraum wurde neolithisiert durch Einheimische? - Wirklich? Und was ist mit dem westlichen?

Der östliche Ostseeraum wurde neolithisiert durch Einheimische? - Wirklich? Und was ist mit dem westlichen?

Im östlichen Ostseeraum soll es eine genetische Kontinuität vom Mesolithikum zum Neolithikum gegeben haben, was sehr überraschend wäre, da es sonst in Europa bis zum Ural überall anders war nach den ancient-DNA-Forschungen der letzten fünf Jahre. Diese Aussage ist aber schon von Nachfolgestudien übernommen worden. Nicht jedoch - interessanterweise - von David Reich in einem Vortrag, den er im Mai in Israel gehalten hat (siehe gestriger Beitrag).

Tatsächlich ist diese Aussage irreführend. Schaut man nämlich genauer hin, ist die hier als neolithisch deklarierte "Grübchenkeramische Kultur" ("Pit Comb Culture") gar nicht in vollem Sinne neolithisch. "Hier überlebten mesolithische Traditionen zumindest bis ins 3. Jahrtausend v. Chr.," heißt es auf Wikipedia.

Zwar scheint es nicht ganz sicher, da die Trichterbecherkultur hier auch irgendwann aufgetreten ist und da es auch Gemeinschaftsbestattungen gab irgendwann. Dennoch ist mir die Interpretation der Ergebnisse dieser Studie zu einseitig.

Und damit bleibt es weiter spannend. Die wesentliche Frage, wie es sich diesbezüglich mit der zeitgleichen, vollneolithischen Trichterbecher-Kultur im westlichen Ostsee-Raum verhält (entstanden ab 4.300 v. Ztr.), ist - meines Wissens - noch nicht geklärt (- nein, ist geklärt! siehe Kommentar!). Diesbezüglich hängen die Forschungen scheinbar deutlich hinterher.

Derzeit purzeln die Neuerkenntnisse aus der ancient-DNA-Forschung weltweit gerade nur so herein! Und es wird in nächster Zukunft noch viel mehr hereinpurzeln. Grundlegendste Fragen der Völkergeschichte seit 12.000 Jahren werden gerade geklärt, an denen viele Forschergenerationen vor uns letztlich erfolglos gebohrt hatten.

("The Neolithic transition in the Baltic was not driven by admixture with early European farmers", Februar 2017, Current Biology)


http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982216315421
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982216315421

Ein Zeitzeuge spricht über Max Delbrück. Genau so war es !

Ein Zeitzeuge spricht über Max Delbrück. Genau so war es !
https://www.youtube.com/watch?v=ZdAYHrOJ7aQ&feature=share

"DeCode Genetics auf Island ist wieder da!"

"DeCode Genetics auf Island ist wieder da!"

Eine Zeit lang hat man von dem isländischen Humangenetik-Projekt (DeCode Genetics) wenig gehört. Obwohl es bis 2012 viel publiziert hat und vor allem auch die spannende "Mitmach-Genetik" (engl. "Consumer Genetics") als eine der wenigen Pionier-Firmen angeboten hatte. Jeder konnte dort seine Gene sequenzieren lassen. (2012 hatte das dort noch 1000 Euro gekostet.)

Aber 2012 musste ihr charismatischer Gründer Kári Stefánsson plötzlich seine Firma verkaufen - trotz aller Erfolge war er bankrott und konnte sich nach Jahre langen Bemühungen nicht anders heraus helfen.

Seiher hatte hatte man von dieser Forschungsgruppe weniger gehört. Auch die von ihr angebotene Mitmach-Genetik gibt es seither leider nicht mehr. - - -

Dennoch! Jetzt ist sie wieder da. Man kann ihre neuesten Erfolge wieder einmal nicht mehr verschweigen. "The Scientist" berichtet ausführlich darüber.

Da will ich denn auch über meine Erinnerungen ein bisschen berichten. Kári Stefánsson hatte im Oktober 2011 deutsche Journalisten mit üblen Schimpfworten bedacht (siehe: https://studgenpol.blogspot.de/2011/10/deutsche-journalisten-sind-arschlocher.html?m=0). ... Ist es da ein Wunder, daß er danach seine Firma verkaufen mußte? Er hatte das außerdem ausgerechnet in einem Interview mit -
- - Hendryk Broder gemacht. Lehre: Lege Dich niemals mit deutschen Journalisten an, lege dich insbesondere niemals mit Hendryk Broder an ... Danach geht es dir oft nicht mehr so gut wie zuvor ...

Jedenfalls, ich freue mich für Kári Stefánsson und seine Forschungsgruppe. Gute Projekte sind eben offenbar doch nicht tot zu kriegen. Ich freue mich auf weitere tiefreichende Erkenntnisse wie jene, die schon erbracht worden waren, und über die bspw. auch schon 2008 von meiner Seite aus berichtet worden ist, und die mir noch heute verrückt und tiefgreifend erscheinen:

http://studgendeutsch.blogspot.de/2008/08/genetische-verwandtschaft-ein-wichtiger.html

http://studgendeutsch.blogspot.de/2008/09/regionale-genetische-verwandtschaft-in.html
___________________________________
http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/49439/title/Learning-from-Iceland-s-Model-for-Genetic-Research/
http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/49439/title/Learning-from-Iceland-s-Model-for-Genetic-Research/

Youtube-Videos als Erkenntnisquelle der Vogelforschung

Youtube-Videos als Erkenntnisquelle der Vogelforschung

Die Verhaltensforschung entdeckt Youtube-Videos weltweit als wertvolle Informationsquelle, hier dargestellt am Fall der monogamen Würger-Vögel, deren auffallendes Verhalten - z.B. bunte Hochzeitsgeschenke, Jagd, Vorratshaltung, Territorial-Markierung und -verteidigung - viele erstaunte Menschen Videos ins Internet stellen lässt. Sie enthalten viel Neues für die Forschung, insbesondere was den bislang in der Literatur weniger bekannten ostasiatischen Raum betrifft.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00114-017-1470-8?wt_mc=alerts.TOCjournals
https://link.springer.com/article/10.1007/s00114-017-1470-8?wt_mc=alerts.TOCjournals

Übergangsform zum anatomisch modernen Menschen vor 300.000 Jahren in Marokko

Übergangsform zum anatomisch modernen Menschen vor 300.000 Jahren in Marokko

Nach der Genetik trennten sich anatomisch moderner Mensch und Neandertaler vor 500.000 Jahren. Bislang nahm man an, daß die Evolution zum anatomisch modernen Menschen sich in Ostafrika vollzogen hätte. Nun hat man nach einer neuen Studie des Max Planck-Instituts für Evolutionäre Anthropologie in Jena eine Übergangsform zum anatomisch modernen Menschen in Marokko gefunden. Ihr Alter wird aufgrund mehrerer unabhängiger Datierungsverfahren auf 300.000 vor heute bestimmt. Damit läßt sich auch eine bestimmte Form der Flintsteinverarbeitung, die über ganz Afrika verbreitet war dieser evolutionären Stufe zuordnen. Und damit wird klar, daß der anatomisch moderne Mensch in ganz Afrika evoluiert ist, zumindest zeitweise, nicht nur in Ostafrika.

Und die Frage stellt sich: Wir wissen, daß die Menschwerdung über ein populationsgenetisches Flaschenhalsereignis stattfand, also ein kontinentweites Aussterbeereignis. Fand dieses nun vor oder nach 300.000 v.h. statt? Meine Vermutung ist: danach.

Aber interessant auch dann, daß der Gesichtsschädel schon zuvor so modern geworden war. Oder gab es mehrere Flaschenhälse? Auch das könnte ja eine Möglichkeit sein.

http://www.sciencemag.org/news/2017/06/world-s-oldest-homo-sapiens-fossils-found-morocco
http://www.sciencemag.org/news/2017/06/world-s-oldest-homo-sapiens-fossils-found-morocco