Das Problem des Artkonzeptes

Eine Art ist eine vermehrungsfähige Gemeinschaft von Populationen, !die eine spezifische Nische einnimmt.

Das Problem des Artkonzeptes

Individuen einer Population betrachtet man als Art,

wenn sie ein hohes Maß an phänotypischenGemeinsamkeiten aufweisen

und gleichzeitig verschieden sind von anderenGruppen vergleichbarer Organismen.

(Stanier et al. 1986)

Taxonomie und Phylogenie bei Bakterien

Taxonomie

Phänotyp

Klassisch

Konventionell

Künstlich

Identifizierung, Nomenklatur, Klassifizierung

Genotyp

Molekular

Natürlich

Phylogenie

Klassische BakterientaxonomieBeispiel Escherichia coli

Reinkultur eines Bakteriums aus einem Warmblütlerdarm

Gram-Färbung

negativ positiv

Stäbchen nicht stäbchenförmig

fakultativ aerob obligat aerob

Lactose ! Säuren+Gas Keine Lactosevergärung

Indol, Methylrot +

Citrat, Voges-Proskauer - Escherichia coli

Phylogenetische BakterientaxonomieEscherichia coli

16-S-RNA, DNA/DNA Hybdrisierung, etc.

BacteriaDomäne Archaea Eukarya

Stamm Proteobacteria Cyanobacteria Firmicutes (Gram+) u.v.a.

Gattung Escherichia Enterobacter, Yersinia, Shigella, Vibrio, Salmonellau.v.a.Art Escherichia coli

Klasse γ-Gruppe α−ε-Gruppen

Ordnung Enterobacteriales

Familie Enterobacteriaceae

Stamm Escherichia coli K12

phylogenetische Artdefinition!!

Individuen einer Population betrachtet man als Art,

wenn sie mindestens 70 % DNA Hybridisierungaufweisen,

wenn sich die Schmelzpunkte ihrer DNA-Duplexeweniger als 5 % unterscheiden,

wenn die 16S-rRNA-Identität >97 % ist.

Im Rahmen der Evolution kommt es zu zufälligen Mutationen mit einer stochastisch konstanten Rate

Zentrales Dogma der molekularen Evolution

Molekulare Uhr: !- muss sich wie eine molekulare Uhr verhalten!

- die Mutationsrate muss der Distanz die man auflösen möchte entsprechen!- die Größe des Zielmoleküls muss angemessen sein!

- muss universell vorkommen!- kein lateraler Gentransfer für das Uhrmolekül

Im Rahmen der Evolution kommt es zu zufälligen Mutationen mit einer stochastisch konstanten Rate

Zentrales Dogma der molekularen Evolution

Molekulare Uhr: !- muss sich wie eine molekulare Uhr verhalten!

- die Mutationsrate muss der Distanz die man auflösen möchte entsprechen!- die Größe des Zielmoleküls muss angemessen sein!

- muss universell vorkommen!- kein lateraler Gentransfer für das Uhrmolekül

Beispiele: Elongationsfaktor der Proteinbiosynthese EF-TUβ-Untereinheit der F1F0-ATPase

RecA-Protein: SOS-Reparatur, DNA-Rekombination

Hitzeschockproteine

Cytochrom c

16S-rRNA-AnalyseBakterielles Ribosom

Ribosom

50 S

30 S

16 S

Proteine: 21

RNA:

Proteine: ~50

RNA23 S

5 S

Stärkeverwertung