Taxonomie: Ein Gen identifiziert die Spezies

Anhand eines Gens in den Mitochondrien lassen sich vermutlich alle Tierarten korrekt unterscheiden

Auf der Erde gibt es schätzungsweise zwischen 10 und 100 Millionen verschiedene Arten von Lebewesen. Um sie zu klassifizieren, hat der schwedische Naturforscher Carl von Linné vor mehr als 250 Jahren ein System entwickelt, dessen Grundidee, eine Spezies mit Gattungs- und Artnamen eindeutig zu bezeichnen, bis heute Gültigkeit besitzt (z. B. Mytilus edulis, die Miesmuschel). Nur ein Bruchteil aller Spezies ist heute bereits beschrieben.

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, eine Art zu definieren. Bei Spezies mit zweigeschlechtlicher Fortpflanzung zählt vor allem, dass sich die Lebewesen paaren und uneingeschränkt fruchtbare Nachkommen erzeugen können. Denn manche Arten, wie Nachtigall und Sprosser, ähneln sich sehr, pflanzen sich aber nicht gemeinsam fort.

Andere Lebewesen, zum Beispiel Schmetterlinge, unterscheiden sich schon innerhalb einer Art extrem, etwa nach Geschlechtern und Entwicklungsstadien. Der kanadische Biologe Paul Hebert von der University of Guelph in Ontario hat nun eine modernere und schnellere Methode vorgeschlagen, Tierarten zu unterscheiden. Die Untersuchung kann mit kleinsten Teilen durchgeführt werden, wie mit einem Insektenbein, und sogar mit lange verstorbenen Exemplaren.

Heberts universelles genetisches Identifikationssystem beruht auf der Bestimmung der Basensequenz auf einem bestimmten DNS-Strang. Das entscheidende Gen ist nach dem Enzym "Cytochrom-c-Oxidase I" (COI) benannt und befindet sich in den Mitochondrien, den Energielieferanten der Zelle. Mitochondrien besitzen eine eigene DNS. Die genetische Information erschließt sich wie bekannt aus der Abfolge der Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). "Diese ACGT-Code-Sequenzen können als genetischer Strichcode betrachtet werden", sagt Hebert. Das COI-Gen wurde ausgewählt, weil dort die Abfolge der Basen bei verschiedenen Arten erheblich differiert.

Das Forscherteam hat bereits die COI-Strichcodes für etwa 2000 Arten verglichen, darunter Insekten wie Ameisen, Bienen, Libellen oder Schmetterlinge. Die genetische Klassifikation stimmt meist mit der traditionellen überein; allerdings werden auch bei bekannten Tiergruppen durchschnittlich fünf Prozent neue Arten erkannt. "In wenig bearbeiteten Gruppen", so Hebert, "verdoppelt sich oft die Spezieszahl durch Verwendung des DNS-Strichcodes."

Biologen haben diese genetische Differenzierung bei neuen Nachtfalterarten aus Papua-Neuguinea bereits erfolgreich verwendet und konnten auch Raupen sowie weibliche und männliche Tiere mit unterschiedlichem Erscheinungsbild korrekt zuordnen.

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GEO Nr. 05/97
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