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Ingo Bading
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Die ancient-DNA-Forschung macht darauf aufmerksam, daß die Vorfahren der ersten europäischen Bauernvölker bis Skandinavien hinauf im Wesentlichen aus dem Bereich der Ägäis und aus Anatolien stammen. Diese Erkenntnis war auf den ersten Blick so neu, daß man gar nicht realisierte, daß die neolithischen Populationen Anatoliens um 6.500 v. Ztr. sich genetisch von der heutigen Bevölkerung der Türkei erheblich unterscheiden. Das macht die hier eingestellte Hauptkomponentenanalyse sehr gut deutlich. Die roten Symbole im unteren Bereich markieren die frühen europäischen Bauernvölker, viel weiter oben markieren die hellrot-braunen Symbole die heutige anatolische Bevölkerung. Die zugehörige Studie, die schon vor einem Jahr erschien ("Early farmers from across Europe directly descended from Neolithic Aegeans", PNAS 2016) sagt deshalb mit Recht am Ende,

" that there was considerable structuring of forager populations in southwestern Asia before the transition to farming. The dissimilarity and lack of continuity of the Early Neolithic Aegean genomes to most modern Turkish and Levantine populations, in contrast to those of early central and southwestern European farmers and modern Mediterraneans, is best explained by subsequent gene flow into Anatolia from still unknown sources."

Also der genetische Ursprung der heutigen Türken ist bislang noch weniger gut aufgeklärt als der ersten Bauern in Europa und Anatolien!

Deutlich wird jedenfalls die starke genetische Kontinuität von Anatolien bis zum Nordrand der deutschen Mittelgebirge. Das war im wesentlichen eine Völkergruppe, die sich da ausgebreitet hat. Andererseits muß man sagen, daß die Bandkeramiker am Plattensee eine sehr eigene Kultur ausgebildet haben und man darf vermuten, daß es dabei doch auch noch einmal genetische Umstrukturierungen bei der Ethnogenese gegeben hat.

http://www.pnas.org/content/113/25/6886.full
http://www.pnas.org/content/113/25/6886/F2.large.jpg

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Seit vielen Jahren bin ich mit der Hausmaus als Erkenntnisquelle für den Historiker befaßt, weil die Hausmaus offensichtlich ein hervorragender archäologischer Anzeiger ist für quasi städtische Besiedlungsdichte und Fernhandel. (Zum Beispiel hat sie sich in der Frühbronzezeit in England ausgebreitet, aber nur in Südengland. Dann hat sie sich in Skandinavien mit den Wikingern ausgebreitet, sprich ERST mit den Wikingern. Und so weiter.)

Nun ist eine neue GLÄNZENDE Studie zu diesem Thema erschienen ("Origins of house mice in ecological niches created by settled hunter-gatherers in the Levant 15,000 y ago", PNAS, 18.4.2017). Sie handelt davon, daß die Hausmaus schon im FRÜHEN NATUFIUM im Levanteraum domestiziert wurde. Das ist ja der Raum, wo überhaupt der Übergang der Menschheit zur Seßhaftigkeit erfolgte und wo der größte Teil der europäischen Getreidearten und Haustiere domestiziert wurde.

Und die hier von mir eingestellte Grafik der Studie faßt das Ergebnis eindrucksvoll zusammen. Darin bedeutet in der dritten Spalte die Abkürzung "dom" Hausmaus und die Abkürzung "mac" Feldmaus. Im Natufium wurde nun noch gar kein Getreide angebaut, sondern nur geerntet (Wildgetreide wurde gesammelt). Außerdem lebten die Menschen von der Massenjagd auf Gazellenherden. Das ermöglichte aber schon überraschend hohe Siedlungsdichten der halbseßhaften Gesellschaften. Die Menschen lebten damals noch in Rundhäusern, die auch nicht besonders sauber waren (nach Feststellung der Archäologen).

Und siehe da: Schon HIER wird die Hausmaus domestiziert, noch VOR dem Übergang zum Getreideanbau. Wenn das nicht verrückt ist. Ich hätte das, ehrlich gesagt, so nicht erwartet. Ich hätte gedacht, daß sie sich erst mit dem Vollneolithikum domestiziert hat. Aber dieser Umstand unterstreicht eindrucksvoll, daß die Siedlungsdichte schon auf dieser gesellschaftlichen Komplexitätsstufe recht hoch gewesen sein muß.

Und das Spannende ist nun weiterhin, daß sich in den Siedlungen des SPÄTEN Natufium wieder die Feldmaus ausbreitet (!), sprich daß hier also die Siedlungsdichte wieder zurück ging, BEVOR der Übergang zum Vollneolithikum vollzogen wurde. Und schwubs!: Sowie dieser Übergang vollzogen ist, bzw. ganz am Ende der Krisenzeit ("Final Natufium") ist plötzlich auch die Hausmaus wieder da. Erst nur zu 80, dann zu 100 Prozent.

Es ist das ein glänzender Beleg für meine seit langen Jahren vertretene These, daß das Vorkommen von Hausmäusen womöglich der beste bis heute vorhandene Indikator für eine bestimmte menschliche Siedlungsdichte ist, nämlich eine quasi-städtische oder auch proto-städtische.

http://www.pnas.org/content/114/16/4099.abstract

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Der Gotteswahn-Kritiker Sam Harris führt ein langes Interview mit Charles Murray, weil dieser Anfang März an der Universität Middlebury von Protestierenden gewaltsam vom Reden abgehalten wurde - und in Deutschland interessiert das wieder einmal so gut wie niemanden. Oder habe ich etwas übersehen?

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Wie evoluieren Genablesezustände?

Einfache Organismen am Übergang zur Mehrzelligkeit wie Dictyostelium oder Volvox sind - unter anderem - aufgrund der Kleinheit ihres Genoms super Modellorganismen, um zu verstehen, wie Evolution arbeitet. Unter den Grünalgen sind erst erstaunlich spät einige Abstammungsgruppen evoluiert, die Mehrzelligkeit ausgebildet haben so wie Volvox, nämlich erst seit der Zeit vor 250 Millionen Jahren (also lange nach der kambrischen Revolution).

Volvox spielt in der Grundlegung der naturwissenschaftsnahen Philosophie von Mathilde Ludendorff schon 1921 eine zentrale Rolle. Nach ihrer philosophisch-naturwissenschaftlichen Deutung hat erst die Einführung des Alterstodes beim Übergang zur Mehrzelligkeit, sprich der Verlust der potentiellen Unsterblichkeit, für die sich die Somazellen entscheiden, und der dabei entstehende Antagonismus innerhalb der Organismen zwischen Vermehrungswille und Differenzierungswille zur Höherentwicklung der Arten geführt. (Also der Antagonismus zwischen dem Ablesen von Vermehrungsgenen und Differenzierungsgenen.)

Was ist nun der gegenwärtige Stand der Forschung zu diesen Themen? Schon seit knapp zehn Jahren ist der grundsätzliche Mechanismus verstanden, aufgrund dessen sich die äußeren, dem Alterstod unterworfenen Somazellen bei Volvox für die "potentiell unsterblichen" Fortpflanzungszellen aufopfern, die sie beschützen, bis sie neue Organismen ausgebildet haben und selbständig weiter leben können. (Dann entlassen die altruistischen Somazellen ja die neuen Organismen aus ihrem Körper und sinken als Leiche zu Boden.)

Dieser Mechanismus besteht darin, daß die Somazellen unter anderem oder vor allem die Entstehung von Chloroplasten unterdrücken. (Darüber schrieb ich schon 2008 auf meinem Blog.)

Nun wird aber in einer neuen Studie ("Genetic basis for soma is present in undifferentiated volvocine green algae", Mai 2017) festgestellt, dass jene Genabschnitte, die für die Unterdrückung der Chloroplasten zuständig sind, keineswegs erst mit der Mehrzelligkeit selbst entstanden sind, sondern schon zuvor bei den einzelligen Vorfahren irgendeine (noch nicht vollständig geklärte) Funktion hatten.

Man fühlt sich hier natürlich sofort an das erst jüngst von Simon Conway Morris thematisierte evolutionäre Prinzip der Inhärenz erinnert. - Spannender jedoch noch sind nun die unterschiedlichen Hypothesen, mit denen die Wissenschaftler sich die "Kooption" eines schon vorher bestehenden Gens für eine womöglich ganz neue Funktion beim Übergang zur Mehrzelligkeit möglichst wirklichkeitsnah glauben vorstellen zu können.

In der Grafik wird unter a) das ursprüngliche einzellige Ablesemuster dargestellt, das sich unter b) schon aufgrund von Anpassung an das Leben in einer losen Einzeller-Kolonie variabler gestaltete, unter c) bis e) wird dann gemutmaßt, dass das Gen sowohl räumlich innerhalb des mehrzelligen Organismus wie zeitlich innerhalb der Entwicklung des Organismus neu abgelesen wurde, dabei aber ZUGLEICH! auch seine ursprüngliche Funktion beibehalten haben könnte.

Jedenfalls bekommt man hier ein Gefühl dafür, wie sich grundsätzlich Ablese-Muster evolutiv bei der Artbildung verändern können. Es macht dies auch bewußt, dass man grundsätzlich im Methylom (in den Ablesezuständen von Genen) unterscheiden muß: Werden dabei nur basale Körperfunktionen gesteuert (Zellfunktionen und Zellvermehrung) oder wird Zelldifferenzierung gesteuert.

Zum Verständnis von Evolution überhaupt kommt es natürlich vor allem darauf an, zu erkennen: Wann und wo wird Zelldifferenzierung gesteuert? Und wie kann ich das möglichst sauber aus dem Methylom-"noise", aus dem "Umgebungslärm" jener Genablesezustände herausheben und für sich erforschen, damit ich dabei nicht ständig die Genablesung mit erforsche, die nur zur Aufrechterhaltung basaler Körperfunktionen notwendig ist. Letztere ist ja für einen großen Teil der Fragestellungen keineswegs mehr so wichtig.

Soweit ich das überblicke, hat man noch keine guten Mittel gefunden, um diese beiden Arten von Genablesung wirklich sauber zu unterscheiden. Aber ich mag mich täuschen. Vielleicht bin ich da noch nicht auf die richtigen Studien gestoßen, denen das zu entnehmen ist.

Es läuft alles auf eine "great theory of everything" hinsichtlich der Evolution der Arten hinaus. In dieser wird der schon von Mathilde Ludendorff umsonnene Antagonismus zwischen Zellvermehrungsgenen und Zelldifferenzierungsgenen - so wie das Gerold Adam schon vorausgesagt hat - sicher eine große Rolle spielen, wenn nicht überhaupt entscheidend sein!!!

Im Grunde ist das jetzt schon gut zu erkennen.

https://www.researchgate.net/publication/316890677_Genetic_basis_for_soma_is_present_in_undifferentiated_volvocine_green_algae

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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

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"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

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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. Diesbezüglich hängen die Forschungen scheinbar deutlich hinterher.

Denn 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

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10 Jahre "Studium generale"
Weiterhin einzigartig in Deutschland: Dieser Blog Er "startete einen der ersten deutschen Wissenschaftsblogs" . So stellt sich der sehr schätzenswerte Wissenschaftsjournalist Lars Fischer auf "Spektrum der Wissenschaft" vor (s. Spektrum ). Lars hat gerade e...
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