Monatsarchiv: September 2010

Schöpfungswissenschaft muss ernst genommen werden!

Eine Parodie über Creation Science von Edward Current:

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Beobachtbare Evolution: Die Eidechsen von Pod Mrčaru

Manchmal können Experimente durch äußere Umstände einen unerwarteten Verlauf nehmen. Als z.B. Eviatar Nevo et al. im Jahr 1971 fünf Pärchen Ruineneidechsen (Podarcis sicula) von der kroatischen Insel Pod Kopište auf der Nachbarinsel Pod Mrčaru aussetzten, um deren Interaktion mit der dort lebenden Population der adriatischen Mauereidechse (Podarcis melisellensis) zu beobachten, ahnten sie wahrscheinlich nicht, dass ihr Experiment wegen des kroatischen Unabhängigkeitskrieges länger dauern würde als erwartet.

Die Ruineneidechse (Podarcis sicula).

Abbildung 1: Bild einer Ruineneidechse (Podarcis sicula). Hans Hillewaert / CC-BY-SA-3.0

Pod Kopište und Pod Mrčaru ähneln sich sowohl in Größe, wie im Klima, jedoch ist Pod Mrčaru reicher an Vegetation.  Als 2004 wieder Wissenschaftler Pod Mrčaru betreten durften, mussten sie feststellen, dass die Ruineneidechsen die Mauereidechsen vollständig verdrängt hatten.

Und mehr noch, sie stellten fest, dass in den etwa 30 Generationen, in denen die Ruineneidechsen auf Pod Mrčaru bevölkert hatten, diese den pflanzlichen Anteil in ihrer Ernährung, im Vergleich zur Ausgangspopulation auf Pod Kopište, deutlich vergrößert hatten (Abbildung 2.A).

Bild 2: A) Anteil pflanzlicher Nahrung an der Ernährung männlicher (m) und weiblicher (w) Individuen der Pod Kopište (PK) und der Pod Mrčaru (PM) Populationen in %. B) Bisskraft dieser in N

Diese veränderte Ernährung hatte auch Auswirkungen auf den Körperbau der Eidechsen. Pflanzliches Material ist in der Regel schwerer zu kauen als tierisches. Dementsprechend haben Individuen mit einer höheren Bisskraft bei einer stärker vegetarischen Ernährungsweise einen Überlebens- und Fortpflanzungsvorteil. Bei den Ruineneidechsen von Pod Mrčaru führte das innerhalb von etwas mehr als 30 Jahren zu einer deutlichen Steigerung der durchschnittlichen Bisskraft (Abbildung 2.B) und damit verbunden zu einem massiveren Schädel.

Des weiteren besteht etwa die Hälfte des gefressenen Pflanzenmaterial aus Material mit einem hohen Celluloseanteil, wie z.B. Pflanzenblätter und -stängel. Cellulose ist nur langsam und mit der Hilfe spezieller Mikroorganismen zu verdauen. Bei der Pod Mrčaru Population der Ruineneidechsen konnten nun Einstülpungen des Darms, sogenannte Zäkalklappen (Abbildung hier), gefunden werden. Diese Verlangsamen den Fluss des Nahrungsbreis durch den Darm und formen Fermentationskammern, in denen Mikroorganismen die Cellulose in der Nahrung zersetzen können. Die Ausgangspopulation auf Pod Kopište besitzt weder Zäkalklappen, noch die nötigen Mikroorganismen um Cellulose zu verdauen. Dieses, zusammen damit, dass weniger als 1 % aller Schuppenkriechtiere (Squamata), die Ordnung, zu der Eidechsen gehören, Zäkalklappen aufweist, deutet stark darauf hin, dass diese Darmstrukturen eine echte Neuentwicklung bei der Pod Mrčaru Population sind.

Zusammenfassung

  • Fünf Paare Ruineneidechsen wurden von einer adriatischen Insel auf eine andere umgesiedelt.
  • Als Reaktion auf die veränderten Lebensbedingungen, insbesondere eine veränderte Diät, entwickelten die Ruineneindechsen einen größeren, stärkeren Schädel und eine neue Darmstruktur.

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Gottlose zeigt Euch!

Sich zum Atheismus zu bekennen ist nicht immer leicht. Gerade die von uns, die in sehr religiösen Gegenden leben, fürchten oft ihre Familie und ihren Freundeskreis zu verlieren oder, als Apostat auch körperliche Gewalt.
Auch werden Atheisten, obwohl sie in Deutschland etwa 25 % der Bevölkerung ausmachen, politisch meistens marginalisiert. So ist z.B. der Kirchenaustritt mit zuweilen recht hohen Kosten verbunden und befreit einen, wenn der Partner immer noch einer Kirche angehört, auch nicht von der Pflicht weiterhin Geld an die Kirchen abzuführen.
Hier ist es sicherlich hilfreich, sich öffentlich zum Atheismus zu bekennen. Um zu zeigen, dass wir keine kleine Minderheit verwirrter sind und damit sowohl Beachtung in der Politik zu finden, als auch damit andere sich nicht fürchten müssen ihre Ungläubigkeit zuzugeben.

Hierzu hat vor einigen Jahren die Richard Dawkins Foundation die OUT-Campaign gestartet und sich, in ironischer Anlehnung an den Scharlachroten Buchstaben ein scharlachrotes A als Logo gewählt.

Das Scharlachrote A, das Logo der OUT-Campaign

Die Kampagne fordert Atheisten zu folgenden auf:

  • Come OUT: Man soll sich, aus oben erläuterten Gründen, zu seinem Atheismus bekennen.
  • Reach OUT: Man soll sowohl mit anderen Gottlosen in Kontakt treten, wie auch sich mit anderen über Atheismus unterhalten und so diese über Atheismus aufklären.
  • Speak OUT: Man soll als Atheist sich nicht durch Religion einschüchtern lassen und sich trauen zu seinem Atheismus zu stehen.
  • Keep OUT: Man soll für die Trennung von Religion und Staat eintreten. Gerade in Deutschland ist hier, meiner Meinung nach, viel Nachholbedarf.
  • Stand OUT: Als Atheist positiv auffallen und so die öffentliche Meinung über Atheismus verbessern.

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Grundkurs Biologie: Was ist der Träger der Erbinformation?

Das Bakterium Streptocuccus pneumoniae kommt in zwei Formen vor, der S- (von smooth, glatt) und der R-Form (von rough, rau).

Während die S-Form tödlich für Mäuse ist, kann die R-Form schnell vom Immunsystem der Mäuse besiegt werden. Tötet man die Bakterien der S-Form ab, so sind sie auch nicht mehr gefährlich. Ursprünglich dachte man, dass diese S- und R-Formen fest sind  und nicht ineinander überführt werden können. Jedoch zeigte Frederick Griffith 1928, dass, wenn man Mäuse mit abgetöteten Bakterien der S-Form und lebenden Bakterien der R-Form zusammen infiziert, die Mischung wieder lethal für Mäuse ist. Des weiteren ließen sich auch lebende Bakterien der S-Form im Blut dieser Mäuse nachweisen. Es muss also etwas von den toten S-Form Bakterien auf die lebenden Bakterien der R-Form übergegangen sein, was diese in die S-Form umwandelte. Es musste irgendwie Erbinformation zwischen den Beiden Formen übertragen wurden sein. Griffith nannte dieses das “transformierende Prinzip”.

Abbildung 1: Mäuse infiziert mit Streptococcus pneumonea. Die lebende S-Form ist lethal für die Mäuse, während die R-Form und die abgetötete S-Form nicht pathogen sind. Mäuse die mit der abgetöteten S-Form und der lebenden R-Form infiziert werden sterben jedoch ebenfalls. Madprime / CC-BY-SA 3.0

Aufbauend auf diesen Wissen wollten Oswald Avery, Colin MacLeod und Maclyn McCarty nun herausfinden, was dieses transformierende Prinzip genau ist. Um dieses zu erreichen stellten sie ein Extrakt aus Bakterien der S-Form her und trennten dieses in seine einzelnen Bestandteile, sogenannten Fraktionen. Sie fanden, dass die Fraktion, mit der man R-Form Bakterien in die S-Form transformieren konnte zwar fast keine Proteine, Zucker oder Fette enthielt, dafür aber eine besondere Form von Desoxyribonukleinsäure. Das besondere an dieser Form war, dass hier sehr viele Desoxyribonukleinsäurebausteine sich zu langen Ketten verbunden hatten, also stark polymerisiert waren.

Des weiteren fanden sie heraus, dass einige der gefundenen Fraktionen, wenn sie mit der Fraktion, die das transformierende Prinzip enthielt, die transformierende Aktivität zerstören. Anschließend war auch nichts mehr dieser stark polymerisierten  Desoxyribonukleinsäure in den Extrakten zu finden. Es lag also nah, dass diese heute als DNA (von deoxyribonucleic acid)  abgekürzte Substanz das transformierende Prinzip ist, also auch die Erbinformation trägt.

Um auszuschließen, dass sie sich irrten, reinigten sie nun diese Fraktionen so weit auf, bis sie ein hochreines Enzym hatten, welches die DNA in ihre Einzelbausteine zerlegte, sie also depolymerisierte. Ihre Annahme war also nun folgende: Wenn die DNA nicht das transformierende Prinzip ist und wir in die Fraktion, die das transferierende Prinzip beinhaltet unser Enzym geben, welches die DNA abbaut, die transformierende Aktivität aber erhalten beleibt, dann kann die DNA nicht das transformierende Prinzip sein und unsere Hypothese ist widerlegt. Als sie dieses Experiment nun durchführten, wurde jedoch neben der DNA auch die transformierende Aktivität zerstört. Man konnte nun also annehmen, dass die DNA das transformierende Prinzip und damit der Träger der Erbinformation ist.

Relevante Veröffentlichungen:

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Mit Lebensmitteln die Evolution widerlegen – Teil 2: Leben-Saté

Passend zum Bananenmann von gestern versucht in diesem Video jemand Evolution mit Erdnussbutter zu widerlegen.

Er ignoriert dabei aber leider folgendes:

  • Als Evolution bezeichnet man die Veränderung einer Population über die Zeit (genauer die Veränderung von Allelverteilungen innerhalb einer Art über die Zeit). Das hat mit der Entstehung des Lebens aus unbelebter Materie aber nichts zu tun. Dieses bezeichnet man als Abiogenese.
  • Auch Abiogenese kann dadurch nicht  widerlegt werden. Wir wissen zwar noch nicht viel über die Abiogenese, aber können mit einiger Sicherheit sagen, dass die frühe Erde sich doch deutlich von einem Glas Erdnussbutter unterschied.
  • In dem Glas Erdnussbutter waren, wie in allen anderen auch, schon Lebewesen drin. Es wird spekuliert, dass das heutige Vorhandensein von Leben auf der Erde ein Grund dafür ist, dass heutzutage Leben hier nicht noch einmal aus unbelebter Materie entsteht. Die bereits vorhandenen Lebewesen “fressen” die benötigten Vorgängersubstanzen nämlich einfach auf.

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Ray Comfort, der Bananenmann

Ray Comfort ist christlich-fundamentalistischer Prediger und Kreationist und demonstriert uns und Kirk Cameron, bekannt aus televisionistischen Meisterwerken wie “unser lautes Heim”, wie seiner Meinung nach eine Banane die Evolutionstheorie widerlegt.

Viel Spaß beim zuschauen:

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Erlaubt uns eine australische Echsenart Einblicke in die Entwicklung der Viviparie?

Oft wird von kreationistischer Seite so getan, als wenn der Fakt, dass es sowohl Reptilien gibt, welche Eier legen (ovipar sind), als auch solche die lebend gebären (vivipar sind), ein Problem für die Evolutionstheorie wäre. Hier schwingt die unausgesprochene Vorstellung mit, dass es unmöglich ist, dass sich ähnliche Dinge mehrmals unabhängig voneinander entwickeln. Jedoch ist es hilfreich sich klar zu machen, dass oftmals der Unterschied zwischen Ovi- und Viviparie hauptsächlich in der Verweildauer der Eier im Uterus liegt.

Es ist naheliegend, dass im Uterus der Gasaustausch des Eies erschwert ist und deshalb, damit der Fötus nicht erstickt, die Schalendicke des Eies bei Viviparie reduziert werden muss. Dieses ist zwar schon durch den Vergleich von ovi- und viviparen Arten belegt wurden, jedoch hat man bei solchen interspezies Vergleichen immer eine gewisse Chance, der beobachtete Effekt durch andere Einflüsse verfälscht wird.

Eine australische Skinkart (Saiphos equalis) hilft uns nun dieses Problem zu umgehen. Diesen Skink kann man in zwei Populationen unterscheiden, eine Flachlandpopulation, die einen warmen Lebensraum besitzt und eine Bergpopulation mit einem kälteren Habitat. Die Weibchen der Flachlandart legen Eier, sie sind also ovipar, während die der Bergpopulation lebend gebären, also vivipar sind. In einer Studie wurden nun, unter anderem, die  Schalendicken der beiden Populationen miteinander verglichen. Auch hier konnte gezeigt werden das die Schalen der viviparen Population im Durchschnitt dünner waren als die der oviparen. Dieses lag sowohl an einem geringeren Anteil der schalenbildenden Proteine, als auch an einer geringeren Einlagerung von Calcium.

Dieses Calcium wird aber auch vom wachsenden Fötus gebraucht. Eine Reduzierung der Schalendicke und damit des Calciums kann also zu Mängeln beim Fötus führen. Nun hat eine andere Studie bei der selben Skinkart gefunden, dass bei beiden Populationen, also sowohl der vivi- als auch der oviparen, der Uterus der Mutter Calcium abgibt, der von den heranwachsenden Föten genutzt werden kann. Damit hat man einen ersten Schritt hin zu einer Plazenta. Interessant ist hierbei, dass man bisher abnahm, das ein Plazenta-ähnliches Organ sich immer erst nach der Entwicklung von Viviparie entwickelt. Dieses hat die letztere Studie nun  widerlegt. Man kann jetzt darüber spekulieren , ob das Vorhandensein so einer Protoplazenta sich sogar förderlich auf die Entwicklung von Viviparie auswirkt und der Grund dafür ist, dass Viviparie gerade bei Skunks recht häufig zu finden ist.

Zusammenfassung:

  • bei der Entwicklung von Viviparie verringert sich die Dicke und der Calciumgehalt der Eierschale. Dieses ist notwendig um den Gasaustausch des Eies zu gewährleisten.
  • Zu mindestens bei einigen Skunkarten gibt es eine Art primitive Plazenta, die das Ei mit Calcium (und vielleicht auch anderen Nährstoffen) versorgt.
  • Diese könnte verhindert, dass bei lebend geborenen Skinks ein Calciummangel während der Eientwicklung entsteht und so die Evolution von Viviparie unterstützen.

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Tanz wie ein Äffchen! die Zweite

Den Titel des blogs habe ich im überigen von einem sehr guten Lied der New York Dolls übernommen.

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Die Wieselparade

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Abbildung 1: Ein Altaiwiesel. Karunakar Rayker / CC BY-SA 2.0 (US)

Gerade fiel mir ein, dass voriges Jahr ein Beitrag auf Panda’s Thumb war,  in dem dazu aufgerufen wurde eigene Versionen von Dawkins Wiesel-Algorithmus zu schreiben und zu veröffentlichen.

Obwohl ich da schon seit über 10 Jahren mich nicht mehr daran gesetzt hatte etwas zu programmieren (und auch vor 10 Jahren sicherlich kein Virtuose darin war), reizte mich die Herausforderung. Leider hatte ich letztes Jahr noch keine Möglichkeit das Resultat auch ins Netz zu stellen.

Das hole ich nun hiermit nach :)

# weasel program in Python
# should display "METHINHS IT IS LIKE A WEASEL"

# Importing random classes
import random

# Defining variables
aim = “METHINK IT IS LIKE A WEASEL” #Defining the aim
pop = []
i = 0
c = 0
mutrate = raw_input(“Please set mutation rate (in %):”) # sets mutation rate in %
mutrate = int(mutrate)
size = raw_input(“Please enter offspring size:”) # setting offspring size
size = int(size)

def umwandel(var): # Converts a list into a string
a = “”
c = 0
while c <= 26:
a = a + (var[c])
c = c + 1
return a

def convert(var): # Converts a string into a list
a = []
c = 0
while c <= 26:
a += [var[c]]
c = c + 1
return a

def zufall(): # Generates a random letter
alphabet = “ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ “
random.seed()
a = random.randrange(0, 27, 1)
b = alphabet[a]
return b

def generate(): # Generates a random string of 28 letters
c = 0
word = “”
while c <= 26:
word += (zufall())
c = c + 1
return word

def mutate(var,mutrate): # mutates each letters in a string of 27 elements with a (mutrate) % likelihood
c = 0
while c <= 26:
random.seed()
a = random.randrange(1,100,1)
if a <= mutrate:
b = zufall()
var = convert(var)
var[c] = b
var = umwandel(var)
c = c + 1
return var

def fittnes(var1,var2): # Compares the level of similarity between 2 strings of 28 elements
c = 0 # The result is an integer
i = 0
while c <= 26:
if var1[c] == var2[c]:
i = i + 1
c = c + 1
return i

def population(var): # Generates a list of strings with (var) random elements
c = 1
b = []
while c <= var:
b += [generate()]
c = c +1
return b

def selection(aim,pop,size): # Selects the element of a list which has the most similarities with a given aim
z = 0
a = “”
f = 0
while z <= size-1: b = pop[z] i = fittnes(aim,b) if i > f:
f = i
a = pop[z]
z = z + 1
return a,f

def offspring(mother,mutrate,size): # Generates a list of mutations from ‘mother’ with ‘size’ elements
c = 1
children = []
while c <= size:
children += [mutate(mother,mutrate)]
c = c + 1
return children

# Main program

pop = population(size) # Setting a starting population
mother = selection(aim,pop,size) # picks the element from the starting population with the most similarities to the aim
print “Generation ” + str(c)
print “Best fit:” + mother[0] + ” Similarities:” + str(mother[1])
print

while i < 27: # loop will run till a complete match
c = c + 1 # counts the generations
pop = offspring(mother[0],mutrate,size) # a new generation will be generated from the last run’s ‘best fit
mother = selection(aim,pop,size) # this generation’s ‘best fit’
print “Generation ” + str(c)
print “Best fit:” + mother[0] + ” Similarities:” + str(mother[1])
print
i = mother[1]

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Das gute Buch

Noch ein Lückenfüller von Tim Minchin:

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