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Uni Leipzig entwickelt Software für exaktere Stammbäume im Tier- und Pflanzenreich

Uni Leipzig entwickelt Software für exaktere Stammbäume im Tier- und Pflanzenreich

Er brachte Ordnung ins Reich der Tiere und Pflanzen, bezeichnete sich selbst als "Kanzleibeamten Gottes" - Carl von Linné, der 1735 die erste Ausgabe seines Hauptwerkes Systema naturae vorlegte und darin jede biologische Art mit einem zweiteiligen lateinischen Namen nach Gattung und Art versah.

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Quelle: dpa

Leipzig. Schon mehr als hundert Jahre bevor der Brite Charles Darwin mit seinem Buch über die Entstehung der Arten die Evolutionsbiologie beflügelte und für heftige Kontroversen sorgte, hatte der Schwede Linné den Homo sapiens ins Tierreich einsortiert, in die Ordnung der Primaten neben Schimpansen und Orang-Utan.

Anno 1874 wies der Deutsche Ernst Haeckel dann auf Basis der vergleichenden Anatomie und Embryologie die Stellung des Menschen innerhalb der Primaten und Wirbeltiere nach. Die ersten detaillierten Entwürfe von Stammbäumen brachte er zu Papier. Seitdem sprossen sie immer weiter aus, dank fundierter Erbgutanalysen lassen sich die Verwandtschaftsbeziehungen in der Flora und Fauna mittlerweile solide beschreiben. Zurückgegriffen wird dabei auf riesige Datenbanken, in denen nicht nur die Genome einer Vielzahl existierender Lebewesen gespeichert sind, sondern auch die einiger längst ausgestorbener, wie das vom Neandertaler oder das vom sogenannten Denisova-Menschen. Wie berichtet, wurden diese in den letzten Jahren von Teams unter der Ägide des Leipziger Max-Planck-Institutes für evolutionäre Anthropologie anhand fossiler Überreste rekonstruiert.

Doch das Potenzial der in den Gen-Archiven hinterlegten Informationen sei mit Blick auf die Stammbaum-Problematik längst nicht ausgeschöpft, meint Peter F. Stadler, der an der Leipziger Uni die Professur für Bioinformatik inne hat und in der Vergangenheit unter anderem an der vollständigen Entzifferung des Erbgutes vom Schwein, Truthahn, Quastenflosser und Zuckerrübe mitwirkte. "Bisher wurden zum Aufspüren von Verwandtschaften vor allem orthologe Gene herangezogen, also DNA-Abschnitte, die in ähnlicher Weise bei verschiedenen Arten vorhanden sind und die auf einen gemeinsamen Gen-Vorfahren zurückgehen." Doch das sei eben nur die eine Seite der Medaille - die bisher weithin unbeleuchtete beziehe sich auf die Paralogie genannte Gen-Verdopplung. Daraus hervorgegangene DNA-Duplikate, so Stadler, seien wichtige Informationsträger, um Stammbäume noch exakter als bisher aufzutun. "Die Praxis zeigt nun, dass das auch funktioniert."

Nachdem vor rund drei Jahren Fachleute der Leipziger Universität im Verbund mit Kollegen der Uni des Saarlandes ein entsprechendes Projekt angeschoben hatten, berichten sie nun im Journal der US-amerikanischen Wissenschaftsakademie über eine von ihnen entwickelte Software, die auch paraloge Gen-Daten in die Stammbaum-Analytik einbezieht. "Erst war es eine vage Idee, jetzt haben wir ein Rechenverfahren, bei dem diese wichtigen Informationen angezapft werden", freut sich Stadler, der zu den Autoren der Publikation gehört. Federführend waren Nicolas Wieseke vom Leipziger Uni-Institut für Informatik und Marc Hellmuth vom Uni-Zentrum für Bioinformatik in Saarbrücken.

Aus der Leipziger Volkszeitung vom 10.02.2015

Beck, Mario

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