Ein Mensch, ein Oktopus und ein Korallenpolyp scheinen kaum etwas gemeinsam zu haben, doch ihre Chromosomen tragen noch immer erkennbare Fragmente, die von einem gemeinsamen Vorfahren stammen, der vor mehr als 600 Millionen Jahren lebte. Nun haben Forscher der Universitat Wien nachverfolgt, wie diese alten genomischen Stucke neu organisiert wurden, als sich das tierische Leben diversifizierte -- und die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Evolution viel starker eingeschrankt ist als bisher angenommen.
In einer in Science Advances veroffentlichten Studie untersuchte das Team mehr als 5.800 offentlich verfugbare chromosommassstabliche Genome, die 4.454 Arten aus 19 Tierstammen reprasentieren -- den grossten derartigen Vergleich uber den Tierstammbaum hinweg.
Die Analyse zeigte, dass sich tierische Genome nicht durch eine unbegrenzte Zahl moglicher Routen verandern. Stattdessen bewegen sich Chromosomenveranderungen entlang eines begrenzten Satzes irreversibler Pfade, die die Forscher als Evolutionsautobahnen bezeichnen. Sobald bestimmte Chromosomenverschmelzungen -- ein Prozess, den das Team zuvor als Fusion mit Vermischung bezeichnete -- stattfinden, kann die ursprungliche Anordnung nicht wiederhergestellt werden, was diese Veranderungen zu dauerhaften Ereignissen macht.
Die Forscher entwickelten einen Rahmen namens evolutionare Genomtopologie, der die enorme Vielfalt tierischer Genomstrukturen auf ein einziges Koordinatensystem abbildet. Die entstandene Karte zeigt, dass verschiedene Tiergruppen unterschiedliche Regionen des Genom-Architektur-Raums besetzen, wobei einige Abstammungslinien -- einschliesslich Mucken, Glasschwame und Regenwurmer -- eine besonders ungewohnliche Genomorganisation aufweisen.
