Krebs und die frühen Vielzeller

Nachdem die ersten Ozeane entstanden, dauerte es nur wenige hundert Millionen Jahre, bis lebende Zellen auf der Erde auftauchen. Für die Entstehung der ersten Vielzeller allerdings brauchte die Evolution weitere drei Milliarden Jahre – ein Vielfaches dieser Zeitspanne. Entsprechend haben wir inzwischen einige sehr plausible Vorstellungen von der Entstehung des Lebens selbst, dagegen liegt der Ursprung vielzelliger Lebewesen, der Metazoen, nach wie vor im Dunkeln.

ResearchBlogging.org Hinweise darauf müssen im Genom aller Vielzeller begraben liegen. Aber wo? Die neueste Idee kommt aus einem Artikel von Paul Davies und Charles Lineweaver – Astrophysiker, nicht Biologen, aber diesen Umstand lasse ich mal unkommentiert – in Physical Biology, demnach sind es die Onkogene. Die ersten vielzelligen Lebewesen, schlagen sie vor, waren tumorartige Kolonien, und Krebs ist nichts anderes als ein Rückfall in eine evolutionäre Frühphase der Vielzelligkeit.

Als Indizien führen sie die bemerkenswerten Überlebens- und Fortpflanzungstricks von Krebszellen an, die sich ihrer Meinung nach nicht durch zufällige Mutationen und Selektionsdruck erklären lassen. Sie gehören vielmehr zu einem ungleich älteren System, nämlich der Überlebensausrüstung der ursprünglichsten Metazoen. Von diesen Organismen, die vor etwa 600 Millionen Jahren gelebt haben müssten, soll der Werkzeugkasten der Krebszellen abstammen: Toleranz gegenüber niedrigen pH-Werten, Metastasenbildung bis hin zu aktiven Maßnahmen gegen die Immunabwehr des Körpers. Krebs, das ist die Botschaft, ist deutlich komplexer und überlebensfähiger, als man es von einer Ansammlung von wildwachsenden Rogue Cells erwarten sollte. Seine Tricks kommen aus einem älteren Fundus, und da Krebs bei nahezu allen Metazoen auftritt, mithin aus dem gemeinsamen Erbe aller vielzelliger OrganismenTiere.


Rückfall zum Ur-Vielzeller? Eierstock-Tumor. Quelle: Ed Uthman, CC BY-SA

Ich bin in Onkologie nicht bewandert genug, um zu beurteilen, wie stichhaltig die Argumentation im Einzelnen ist. Mir stellt sich dabei allerdings eine ganz andere Frage: Ist die Vorstellung der allerersten Metazoen als kooperative Zellklumpen überhaupt plausibel? In dieser Vorstellung kommt ja zuerst einmal die Vielzelligkeit – über Millionen Jahre wenig differenzierte Blobs – vor der Spezialisierung in Zelltypen mit verschiedenen Aufgaben.

Es spricht allerdings nichts dagegen, dass es genau andersherum gewesen sein könnte: Erst Differenzierung, dann Vielzelligkeit. Schließlich gibt es verblüffende Beispiele kooperativer Bakterien und Einzeller, die komplexe Gebilde formen, in denen unterschiedliche Organismen je nach Ort und Zeitpunkt unterschiedliche Rollen übernehmen. Das reicht von Bakterienmatten, Biofilmen und Stromatolithen bis hin zu so komplexen Gebilden wie Schleimpilzen oder anderen freilebenden einzelligen Organismen, die auf ein Signal hin Kollektive formen, die z.B. Sporenbehälter ausbilden.

Eine wesentlich einleuchtendere Hypothese scheint mir zu sein, dass die Vorläufer der Metazoen erst lernten, in Kolonien je nach Bedingungen verschiedene Aufgaben zu übernehmen – schließlich ist Vielzelligkeit mit hohen Kosten verbunden, und der zusätzliche Effizienzgewinn bei der Spezialisierung ist ein möglicher Vorteil, der den Aufwand rechtfertigen würde. Aber dazu muss bereits ein gewisser Grad von Arbeitsteilung existieren. Was ein undifferenzierter Blob von seiner Vielzelligkeit hätte, erschließt sich mir nicht.

Davies, P., & Lineweaver, C. (2011). Cancer tumors as Metazoa 1.0: tapping genes of ancient ancestors Physical Biology, 8 (1) DOI: 10.1088/1478-3975/8/1/015001

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Ich bin gelernter Chemielaborant und habe ab 1999 in diesem Beruf gearbeitet. Anschliessend habe ich an der Uni Hamburg Chemie studiert. Seit dem Abschluss Ende 2006 veröffentliche ich Beiträge in meinem Fischblog und verkaufe Artikel an andere Publikationen. Seit 2008 wohne ich im Raum Heidelberg und bin bei Spektrum der Wissenschaft für das Blogportal Scilogs verantwortlich. Daneben arbeite ich als freier Journalist und Redakteur unter anderem für die digitalen Angebote von Spektrum, veröffentliche auf verschiedenen Social-Media-Plattformen und experimentiere mit Mobile Reporting. Zu meiner Webseite

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  1. Ein sehr interessantes Paper auf welches du da gestoßen bist! Krebs als evolutionäres Überbleibsel der Entstehung der Vielzelligkeit scheint mir auf den ersten Blick eine sehr interessante Fragestellung zu sein, zugleich aber auch eine sehr schwierige. Ich bin zwar nicht auf den letzten Stand, welches heutzutage die neuesten Theorien zur Entstehung des Lebens und der Vielzelligkeit sind, aber wir wissen alle, dass dies eine kaum beantwortbare Frage ist. Wir wären aber keine Wissenschaftler, wenn wir es nicht versuchen würden, herauszufinden! Soweit ich mich recht erinnere, ist die Theorie, dass kooperative Zellklumpen erste Vielzeller bildeten, zutreffend. Es muss allerdings nicht die einzige sein. Kolonienbildung, die du hier ansprichst, wird auch diskutiert. Genauso gut kann es aber zuerst die Differenzierung und dann die Vielzelligkeit gegeben haben. Erste Mikrosfossilien von vor 3,5 Milliarden waren wurmartig und in diesem Sinne schon nah an der Vielzelligkeit. Die Frage steht ja heutzutage noch im Raum. Was war zuerst? Der Metabolismus, die Reproduktion und somit die Evolution oder die Kompartimentierung? Schwer zu beantworten.

    Dass die Autoren nicht der Meinung sind, dass Mutationen das unbändige Wachstum von Krebszellen erklären können, ist für mich unverständlich. Das molekularbiologische Wissen von heute müsste den Jungs doch bekannt sein. In den meisten Fällen von Krebs, deren Ursachen man mittlerweile oft genauer kennt, liegt die Ursach u.a. in Mutationen, die Gene des Zellzykluses betreffen. Der Zellzyklus ist ja der Vorgang in unserem Körper, nach dem sich unsere Zellen kontrolliert teilen und vermehren. Werden grundlegende Gene in diesem Prozess mutiert, so können Zellen, wie bei Krebs eben, unsterblich werden. Der Zellzylus besitzt mehrere sogenannte Kontrollpunkte in denen unser Körper überprüft, in welchem Stadium sich eine teilende Zelle befindet und ob bisher alles richtig verlaufen ist. Da gibt es zwei essentielle Proteinklassen für: Die Cyclin-abhängigen-Kinasen (CDKs) und die Cycline. Bei den Kontrollpunkten wird immer ihre Konzentration bestimmt und in Zusammenhang gesetzt, wenn alles passt, geht es in die nächste Wachstumsrunde. Es gibt also einige Gene für diese Proteine, die als Proto-Onkogene in Frage kommen. Sprich, es ist garnicht so schwer, dass eine Zelle zur Krebszelle werden kann. Die Fortpflanzungstricks von Krebszellen sind uns also bekannt und lassen sich erklären: Wenn die Kontrollpunkte des Zellzykluses nicht mehr richtig funktionieren, kann eine Zelle unsterblich werden, da sie wächst und wächst. Nebenbei ist uns allen ja das Protein p53 bekannt, über das man schon vieles weiß. Ein sogenanntes Tumor-Suppressor-Protein, dass entartete Zellen rechtzetig beseitigt. Es liegt in einigen Tumoren aber in einer erhöhten Konzentration vor, da sein Gen hier zum Onkogen wurde und Zellen mit kaputten Zellzyklus eben nicht mehr beseitigt werden.

    Dass Krebs bei allen Metazoen vorkommt, ist ja logisch, denn eine Vielzelligkeit setzt Krebs voraus. Da erscheinen mir die Autoren auf den ersten Blick ein bischen naiv zu sein.

    Mein bisheriges Fazit, ohne das Paper gelesen zu haben: Interessante Hypothese, für mich aber zu schwach.

  2. Wie gesagt,

    ich bin vorsichtig ausgedrückt nicht sicher, inwieweit die beiden gerade in molekularer Onkologie wirklich firm sind. Das Argument ist, dass verdächtig viele „günstige“ Mutationen zusammenkommen müssen, um die besonderen Eigenschaften von Krebs zu erklären. In dem Punkt argumentieren sie aber nur qualitativ – was sie da in konkreten Zahlen mit meinen, bleibt im Dunkeln.

    Ich finde die Idee auch spannend, aber den Beweis, dass die Argumentation nicht nur „populärbiologisch“, sondern auch im Rahmen des Standes der Wissenschaft in Onkologie und Evolutionsbiologie funktioniert, bleiben Davis und Lineweaver m.E. schuldig.

  3. Mutation

    Sebastian R.: „Dass die Autoren nicht der Meinung sind, dass Mutationen das unbändige Wachstum von Krebszellen erklären können, ist für mich unverständlich.“ Aus dem abstract: „Mutations disrupt the genes of cellular cooperation.“ Die Bedeutung von Mutationen ist den Autoren also bekannt.

    Ich verstehe Krebs gegenwärtig genauso Davies und Lineweaver. Der Einwand von Sebastian scheint mir an der Sache vorbeizugehen. Natürlich mutieren Proteine des Zellzyklus, so daß der Körper die Kontrolle darüber verliert. Dadurch gewinnt aber die mutierte Zelle diese Kontrolle, überwindet z.B. das Anhalten des Zyklus in G1 und generiert einen Zellzyklus, wie ihn Einzeller haben.

    Der Zellzyklus ist ein besonders gutes Beispiel FÜR Davies und Lineweaver. Der Zellzyklus von Einzellern ist noch vorhanden wird aber bei gesunden Zellen von Faktoren modifiziert, die ihn im Interesse des Gesamtorganismus ändern. Wenn eine Zelle diese Bremse lösen kann, kommt der ursprüngliche Zyklus wieder zum Vorschein.

    Auch andere Kompetenzen scheinen mir zu komplex zu sein, um nur mit zufälliger Mutation erklärt werden zu können: die Stillegung der lokalen Immunität, die Exprimierung angiogenetischer Faktoren, die Erhöhung des Blutzuckerspiegels, etc. Es würde mich wundern, wenn sich die These bewahrheiten würde, daß diese Kompetenzen in den Jahren individueller Onkogenese neu entstehen, und nicht die komplementäre, daß sie bereits vorhanden aber in der gesunden Zelle modifiziert sind, damit die Interessen der Zelle dem Interesse des Gesamtorganismus untergeordnet werden können.

    @Sebastian: „Es ist garnicht so schwer, dass eine Zelle zur Krebszelle werden kann.“ Eben, und das ist interessant, und kann durch die Davies-Lineweaver-These erklärt werden.

  4. Einwand

    Es spricht allerdings nichts dagegen, dass es genau andersherum gewesen sein könnte: Erst Differenzierung, dann Vielzelligkeit. Schließlich gibt es verblüffende Beispiele kooperativer Bakterien und Einzeller, die komplexe Gebilde formen, in denen unterschiedliche Organismen je nach Ort und Zeitpunkt unterschiedliche Rollen übernehmen.

    Ein gewichtiger Einwand könnte sein, dass die frühe Embryogenese aller echten Vielzeller kein Stadium der Vereinzelung von Zellen kennt. Erst nach etlichen Teilungsschritten lösen sich bestimmte Zellen aus dem Verband heraus und beginnen zu wandern.

  5. Marine Schwämme

    Haben die marine Schwämmne, als frühe Metazoen, häufiger Krebs als die späten Metazoen?

    @Sebastian R.

    Ich glaube es geht den Autoren nicht darum zu bestreiten das Mutationen Krebs auslösen können. Es geht um die systembiologische Frage, darum die Mechanismen und die genetische Umprogrammierung des gesamten Zellstoffwechsel zu erklären. Wie Lars schon sagte sind Krebszellen nicht einfach nur Zellen, die sich wild teilen:

    „Toleranz gegenüber niedrigen pH-Werten, Metastasenbildung bis hin zu aktiven Maßnahmen gegen die Immunabwehr des Körpers. Krebs, das ist die Botschaft, ist deutlich komplexer und überlebensfähiger, als man es von einer Ansammlung von wildwachsenden Rogue Cells erwarten sollte.“

    Deine Geschichte mit den Zellzyklusproteinen erklärt, da nur einen Aspekt von vielen.

    @Lars Fischer

    Erst Differenzierung dann Vielzelligkeit stelle ich mir etwas schwierig vor. Wegen des Genoms und der Homöostase.

    Differenzierte Zellen exprimieren nur ein spezifisches Set an Genen und durch die epigenetische Prägung wird gewährleistet, das die Nachkommen dem gleiche Typus differenzierter Zellen angehören. Wie soll da ein vielzelliger Organismus entstehen?

    Eine Stammzelle die sich teilt und deren Nachkommen sich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch chemische Signale zu differenzierten Zellen entwickeln, scheint mir sehr viel plausibler. Außerdem haben alle diese Zellen das gleiche Genom. Kooperative Einzeller und Bakterien sind immer noch Zellen mit unterschiedlichen Genomen.

  6. @ Balanus, Joe

    Ich sehe da kein Problem. Natürlich muss auch der primitivste Vielzeller dadurch entstehen, dass sich eine Mutterzelle teilt und die Nachkommen sich eben nicht voneinander trennen, sondern im Zellverbund bleiben. Dieser Schritt für sich genommen erscheint mir allerdings nicht weiter kompliziert.

    Der entscheidende Punkt ist, dass zuerst ein einzelliger Organismus entsteht, der in einer Kolonie je nach chemischen Signalen verschiedene Rollen einnehmen kann und Kolonien bildet, die entsprechend dieser Funktionen räumlich strukturiert sind.

    as Vieh entwickelt erst anschließend eine Mutation, die verhindert, dass sich die Tochterzellen (oder nur ein Teil davon) nach der Teilung abtrennen. Die Zellen in einem solchen Proto-Vielzeller wären eben nicht differenziert, sondern verhalten sich nur abhängig von der chemischen Umgebung unterschiedlich. Eine „echte“ irreversible Differenzierung kann es in einem Proto-Vielzeller natürlich nicht geben.

  7. Ein paar Probleme…

    So, ich habe mir das Paper mal durchgelesen und stehe irgendwo in der Mitte der Argumentation von Davies und Lineweaver. Einige Argumente kann ich nachvollziehen, andere wiederum nicht. Die Hypothese von den beiden ist ja, dass Krebs ein altes evolutionäres Überbleibsel der Entstehung der Vielzelligkeit ist. Quasi ein Atavismus, der nach bestimmten Reaktivierungen ausgeschalteter Gene wieder anspringt, nachdem die Nachfolger-Gene dieser Gene durch Mutationen funktionsunfähig gemacht wurden. Ziemlich konfus nicht wahr?! Krebs entsteht demnach durch zwei Vorgänge: Für die Vielzelligkeit elementare Gene werden durch Mutationen gestört/zerstört und die evolutionären Vorgänger-Gene dieser Gene, die im inaktivierten Zustand noch im Genom vorliegen, werden reaktiviert.

    Cancer has deep evolutionary roots and make specific predictions based on the connection between cancer and the evolution of multicellularity. Our central hypothesis is that cancer is an atavistic state of multicellular life. Here we propose that cancer is an atavism associated with ancestral cellular functions regulated by genes that have been largely suppressed for more than 600 million years.

    Nach den gut 7 Seiten, wo die beiden argumentieren, kommen sie zu einem Schluss. Demnach sind Mechanismen die Krebs auslösen Mutationen, die die genetische Regulation, die zur Vielzelligkeit geführt hat, zerstören.

    We postulate that the principal mechanism causing cancer is the accumulation of mutations which destroy the genetic regulation that evolved during the evolution of metazoan multicellularity, thereby reactivating an ancient genetic toolkit of pre-programmed behaviors

    Die beiden sprechen Proteine des Zellzykluses, Wachstumsfaktoren, Proteine der Apoptose und der Zelldifferenzierung an, die in dieser Reihenfolge evolvieren mussten, um eine Vielzelligkeit zu erlauben. Werden diese verändert, wird Krebs ausgelöst, indem der Bausatz der Vorgänger-Gene reaktiviert wird. Es ist aber nicht nur Krebs, sondern ein altes Verhalten (Atavismus, wie sie es nennen) von unseren Vorfahren. Sie möchten dem Krebs quasi einen Sinn geben, dem ich so nicht zustimmen kann, denn Krebs ist in meinen Augen kein Akt von Egoismus einzelner Zellen, wie sie es nennen. Es ist einfach ein Akt, der ausgelöst wird, weil Proteine in ihren Funktionen gestört werden. Gene, die einen Nachteil für uns tragen oder die wir nicht brauchen, werden über die Zeit ausgeschaltet (allerdings nicht immer). Dies ist richtig und Beispiele dafür gibt es genug (Menschen mit Schwanz, Lanugo-Haar, Schwimmhäute zwischen den Fingern und Zehen, etc.). Die Autoren gehen einen Schritt weiter und argumentieren, dass genau diese ausgeschalteten Gene, die ja nicht immer komplett eliminiert, sondern einfach nur in ihrer Struktur zerstört wurden, damit sie nicht mehr funktionieren, bei Krebs reaktiviert werden. Ich erinnere:

    Here we propose that cancer is an atavism associated with ancestral cellular functions regulated by genes that have been largely suppressed for more than 600 million years

    Ich muss aber sagen, dass dies nicht stimmt! Mir fällt auf Anhieb kein einziges Beispiel dafür ein. Es werden keine 600 Millionen alte Gene reaktiviert. Vielmehr ist es so, dass elementare Vorgänge in unserem Körper, wie eben Mitose, Interphase und Zellkommunikation gestört werden, wodurch Krebs begünstigt und dann schließlich ausgelöst wird. Hierbei betreffen die Mutationen durchaus Gene, die schon sehr alt sind und die wir mit den Einzellern teilen. Es reicht vollkommen aus, dass genau diese zerstört werden, weil dadurch schon Krebs ausgelöst werden kann. Es braucht nicht zusätzlich eine Reaktivierung anderer Gene, daher des alten Toolkits. Für Davies und Lineweaver aber schon Anders sind Eigenschaften, die Krebszellen tragen, nicht zu erklären. Sie schalten das Immunsystem aus, können wandern und sind äußerst resistent. Dies sei nur möglich, wenn alte Gensätze reaktiviert werden. Man halte sich aber vor Augen, dass jeder Krebs individuell ist und je nach Vorhandensein von Polymorphismen im Genom sich der Krebs anders verhält. Enzyme besitzen andere Bindungsaffinitäten und beeinflussen Gewebeverbände anders als in anderen Personen. Man muss also immer daran denken, das bei Krebs das innere Gleichgewicht von Zellen gestört ist, immer individuell. Diese Ungleichgewichte können große Auswikungen haben und eben die Resistenz von Krebszellen erklären. Schließlich wird die Homöostase der Zelle beeinflusst und da ein Stoffwechselweg meisten mit vielen anderen interagiert, ist es kein Wunder, wenn eine Zelle plötzlich ganz andere Merkmale aufweist. Dazu braucht es nicht unbedingt die Reaktivierung alter Gensätze. Was ist zudem mit der Vererbung von Krebs? Manche Leute besitzen ein höheres Krebsrisiko als andere, da sie Mutationen und Polymorphismen mit sich tragen, die schneller dazu führen an Krebs zu erkranken. Dies wurde fast kaum in der vorliegenden Arbeit berücksichtigt. Es ist doch offensichtlich, dass Mutationen Krebs auslösen können. Eine Reaktivierung alter Gene ist nicht notwendig.

    Weiter geht es mit

    With the possible exception of the naked mole-rat (Suluanov et al 2009) it is likely that cancer occurs in almost all metazoans in which adult cells proliferate. This quasi-ubiquity suggests that the mechanisms of cancer are deep-rooted in evolutionary history, a conjecture that receives support from both paleontology and genetics.

    Hier dürften die Autoren ruhig etwas genauer auf das Exempel Nacktmull eingehen. Wieso ist es denn so, dass der Nacktmull kein Krebs bekommt? Sind die stillgelegten Gensätze in ihm garnicht enthalten oder was macht er um Krebs vorzubeugen? Vielmehr ist es so, dass er zwei Proteine namens p27Kip1 und p16Ink4a besitzt, die einen zusätzlichen Checkpoint beim Zellzyklus auslösen, der somit genauer überwacht wird und Zellen präziser zerstört werden, wenn sie geschädigt werden. Mäuse und Menschen besitzen nur das Protein p27. Der Nacktmull wäre daher der perfekte Organismus, um ihre Thesen zu überprüfen. Sie müssten nur das Protein p16 ausschalten und gucken, was passiert. Vermutlich wurde dies schon gemacht? Das Argument, dass Krebs daher so gut wie in allen Vielzellern vorkommt, ist für mich sehr schwach, da, wie ich schon einmal erwähnte, Krebs eine Vielzelligkeit voraussetzt. Es muss daher nicht unabdingbar sein, dass Krebs ein Überbleibsel der Evolution der Vielzelligkeit ist. Geht es nach der Argumentation der Autoren, müsste rein Theoretisch Krebs auch in Einzellern vorkommen, da diese die selben elementaren Gene, wie Vielzeller besitzen, die, wenn sie mutieren, Krebs auslösen. Vielmehr sterben die Einzeller bei gravierenden Mutationen aber ab, statt einen Tumor zu entwickeln, da der Tumor ja ein vielzelliges Gebilde ist, dass nur bei Metazoa vorkommen kann. Einzeller sterben bei Genfehlfunktion, Vielzeller entwickeln Krebs. Eine Aussage, die genau die Kernaussage der Autoren trifft: Mit der VIelzelligkeit kam der Krebs. Betrachten wir aber mal die Gene mit folgendem Argument genauer:

    It has become clear that the genes responsible for the cellular cooperation necessary for multicellularity are also the genes that malfunction in cancer cells.

    Gene, die für Integrine und Tyrosinkinasen codieren, sind zwar für Vielzeller notwendig, kommen aber nachgewiesenermaßen auch in Einzellern vor. Augenscheinlich ein Paradox, aber ein Wachstumsfaktor namens EGF, der über Membranrezeptoren (den Tyrosinkinasen) Zellen zum wachsen stimuliert, kommt im Einzeller Monosiga brevicollis vor. Die Gene, die im Paper sogenannten Baukasten 1.0 angesprochen werden, sind nicht immer inaktiv. Zudem sind es nicht immer diese Gene die Krebs auslösen, die eine Vielzelligkeit bedingen. Man denke nur an die miRNAs.

    Atavisms occur because genes for previously existing traits are often preserved in a genome but are switched off, or relegated to non-coding (‘junk’) segments of DNA. For example, humans are sometimes born with tails, webbed feet, gills, hypertrichosis and supernumerary nipples (Le Page 2007). Mutant chickens can be induced to form teeth (Gould 1980, Chen et al 2000, Harris et al 2006). Atavisms result from the malfunction of the more-recently-evolved genes that suppress such ancestral developments (Hall 1984, Harris et al 2006).

    Ein Rückfall zu älteren Genfunktionen (Atavismus) kommt in unserer Embryonalentwicklung häufig vor (Lanugo-Haar, bei der Maus Schwimmhäute zwischen den Zehen), daher, es werden immer Gene exprimiert, deren Funktionen durch andere Gene am Ende „überlagert“ werden. Ein Atavismus resultiert also nicht immer nur dadurch, dass die kürzlich evolvierten Gene durch Mutation ausgeschaltet werden. Er findet immer statt, bis er dann beseitigt wird. Da für die Autoren ein Atavismus Krebs auslöst, müsste jeder Mensch und jede Maus Krebs bekommen.

    The genes of Metazoa 1.0 were tinkered with where possible, and suppressed where necessary. But many are still there, constituting a robust toolkit for the survival, maintenance and propagation of non-differentiated or weakly-differentiated cells—‘tumors’—and
    when things go wrong (often in senescence of the organism) with the nuanced overlay that characterizes Metazoa 2.0, the system may revert to the ancient, more robust way of
    building multicellular assemblages—Metazoa 1.0.

    Hier wird gesagt, dass der Genbaukasten Metazoa 1.0 robuster als der Baukasten 2.0 ist. Wir müssten uns einig sein, dass die Periode von ca. 1 Milliadren Jahren, die die Autoren hier für die Entwicklung von 1.0 zu 2.0 angeben ein sehr langer Zeitraum ist, wo sehr viel Evolution und Verbesserung stattfinden kann. Daher, der Baukasten 2.0 ist ein im Gegensatz zu 1.0 optimierter an die Umwelt angepasst. Wahrscheinlich besitzt er auch mehr Gene und mehr Funktionen. Da Krebs aber eine komplexe Krankheit ist, die viele Merkmale mit sich trägt, ist eher eine Fehlfunktion des Baukastens 2.0 der Auslöser für Krebs anstatt ein Zurückfallen in den Baukasten 1.0, der wesentlich primitiver ist.

    It is much easier to inactivate a gene or destroy a complex negative feedback loop than it is to evolve one. This asymmetry makes healthy cells vulnerable to mutations that wreck the delicate machinery of cellular cooperation, thereby reactivating pre-existing
    ancestral genes. But—and we wish to stress this point—such mutations are ineffective, over somatic time scales, at evolving any truly new adaptive features.

    Es ist ja nicht so, dass der Körper weiß „ah ja, ich muss das Gen genau da mutieren, so dass es seine Funktion verliert“. Ein Gen besteht aus vielen Introns und Exons und aus vielen Basen, die in ihrer dreier-Kombination und durch die Wobble-Hypothese eine Aminosäure codieren. Eine Mutation kann also an vielen Stellen stattfinden ohne das ein Gen in seiner Funktion beeinflusst wird. Eben dann, wenn ein Intron oder die dritte Stelle des Codons betroffen ist. Da das gesamte Genom einem Selektionsdruck unterliegt und die Junk-DNA meistens einem höheren, kann man das vorherige Argument nicht gelten lassen. Es braucht demnach ebenso viel Zeit ein Gen zu zerstören, wie Zeit, ein Gen evolvieren zu lassen. Meistens geht die Zerstörung auch mit der Evolution Hand in Hand.

    Our explanation of cancer as an atavism that short-circuits the Metazoa 2.0 regulatory system and unleashes the suppressed Metazoa 1.0 system receives support from the amazing pleiotropy of some enzymes, and, as has been realized recently, some micro-RNAs (miRNAs).

    Pleiotropie bedeutet, dass ein Gen mehrere Phänotypen hat, also daraus entstehende Proteine mehrere Funktionen auf einmal ausführen können. Das Augenmerk sei hier auf die Cycline und auf den CDKs gelegt. Beides Proteine, die wesentlich am Zellzyklus beteiligt sind. Hier ist es in der Tat so, dass sie Bindungen zwischen Proteinen fördern und gleichzeitig inhibieren können. Wird eine Funktion davon zerstört, so wird nach den Autoren das Metazoa-System 1.0 angeschaltet, welches wesentlich primitiver abläuft. Dies ist aber nicht der Fall, da kein anderes Gen angeschaltet, sondern nur eines verändert wurde. Es werden also lediglich Gene in ihrer Funktion verändert.

    Am Ende meinen die Autoren dann, wenn es alles stimmt, was sie sagen, kann man das Verhalten von Krebs voraussagen. Wohl die naivste Aussage im ganzen Paper!

    Although cancer may seem like a perpetually moving target, a given cancer has
    a strictly limited set of atavistic possibilities open to it. Thus, cancer is a limited and ultimately predictable adversary. This understanding of cancer as a limited atavism should engender
    optimism among oncologists.

    Mir ist hier absolut kein Optimismus ersichtlich. Schon vor 20 Jahren wurde gesagt, dass Krebs bald heilbar ist,. Je mehr wir aber über das Genom erfahren, desto komplexer muss sich Krebs und seine Entstehung beschreiben lassen. Schließlich sind immer mehrere Faktoren in unterschiedlichen Ausprägungen dafür verantwortlich. Nach den Autoren, gibt es eine bestimmte Anzahl an Merkmalen, die in bestimmten Ausprägungsgraden vorkommen können. Der Krebs wird damit limitiert. Er kann aber nicht limitiert werden, erstens weil bisher noch nicht alle Ursachen für die Krebsentstehung bekannt sind und zweitens weil in einer sich permanent ändernden Umwelt das Genom mitverändert und somit immer wieder verschiedene Wege entstehen können, die eine Krebsentstehung fördern.

  8. @Sebastian: Ganz gegenteiliger Meinung

    Ich finde es toll, daß Du Dir die Mühe machst, das Paper durchzuschauen. Ich werde das vielleicht am Wochenende schaffen. Jetzt nur kurz: meine Ansicht ist gerade das Gegenteil von Deiner.

    „Sie möchten dem Krebs quasi einen Sinn geben, dem ich so nicht zustimmen kann, denn Krebs ist in meinen Augen kein Akt von Egoismus einzelner Zellen, wie sie es nennen.“ In meinen Augen ist er genau das, der Egoismus von Einzelzellen.

    „Vielmehr ist es so, dass elementare Vorgänge in unserem Körper, wie eben Mitose, Interphase und Zellkommunikation gestört werden, wodurch Krebs begünstigt und dann schließlich ausgelöst wird.“ So stellt es sich vom Standpunkt des Gesamtorganismus dar, also von unserem. Aus Sicht der Einzelzelle werden Mitose, Interphase und Zellkommunikation durch den Gesamtorganismus ge- und durch die onkogene Mutation wieder entstört. Immerhin ist der Zellzyklus in vielen unserer Zellen oft jahre- oder sogar lebenslang in der Interphase angehalten und Mitosen finden gar nicht mehr statt. Diese Blockade wird im Tumor gelöst, der atavistische Zellzyklus reaktiviert und mitotische Teilungen finden wieder statt.

    „Man muss also immer daran denken, das bei Krebs das innere Gleichgewicht von Zellen gestört ist, immer individuell. Diese Ungleichgewichte können große Auswirkungen haben und eben die Resistenz von Krebszellen erklären.“

    Den ersten Satz verstehe ich überhaupt nicht und den zweiten noch viel weniger. Die Resistenz von Krebszellen resultiert daraus, daß sie evolvieren. Oft mit beängstigender Geschwindigkeit. Sie können Resistenzen gegen Chemotherapeutika innerhalb von Monaten entwickeln. Wie man es von egoistischen Einzelzellen erwarten würde.

    Daß eine solche evolutionsbiologische Sichtweise, ‚The selfish Cancer-Cell‘, die Prognose der Tumorentwicklung verbessern könnte, leuchtet mir durchaus ein. Naiv scheinen mir eher die Prognosen der weniger darwinistischen Kollegen über die Ausrottung von Infektionskrankheiten oder die Heilbarkeit von Krebs.

  9. @Jürgen Bolt

    „Die Resistenz von Krebszellen resultiert daraus, daß sie evolvieren. Oft mit beängstigender Geschwindigkeit. Sie können Resistenzen gegen Chemotherapeutika innerhalb von Monaten entwickeln. Wie man es von egoistischen Einzelzellen erwarten würde.

    Daß eine solche evolutionsbiologische Sichtweise, ‚The selfish Cancer-Cell‘, die Prognose der Tumorentwicklung verbessern könnte, leuchtet mir durchaus ein.“

    Eben. Zellen, die evolvieren. Nicht Zellen, die sich auf ein primitives einzelliges Stadium zurückentwickeln.

  10. @Jürgen Bolt: Ich finde, Alexander trifft mit seinem Argument den Nagel auf den Kopf. Ergo, Evolution im Sinne von Fort- und nicht Rückschritt. Wenn sie meinen ersten Satz nicht verstehen, keine Sorge, das kommt noch, wenn sie das Paper lesen. Alexander beschreibt es aber auch wunderbar in seinem Post: „Davies und Lineweaver behaupten, dass frühe einzellige Eukaryoten bestimmte egoistische Phänotypen z.b. bezüglich Zellteilung, Apoptose etc. besaßen, die heute in den Metazoen (mehrzellige Tiere) bei Krebs wieder zum Vorschein kommen“. Dass auch Krebszellen evolvieren ist ganz klar, dass sie dadurch auch automatisch Resistenzen entwickeln, ist nicht so ganz klar. Ich zitiere dazu gern ein Paper, dass Chemotherapie-Resistenzen eher mit miRNAs in Zusammenhang bringen und nicht mit der Evolution der Krebszellen: „The anticancer drug resistance mechanisms have been extensively explored, yet have not been fully characterized. Recent works have underlined the involvement of noncoding RNAs in cancer development, with several studies regarding their possible involvement in the evolution of drug resistance. Evidence is emerging that particular microRNAs (miRNA) alterations are involved in the initiation and progression of human cancer. More recently, accumulating evidence is revealing an important role of miRNAs in anticancer drug resistance and miRNA expression profiling can be correlated with the development of anticancer drug resistance“ (Role of microRNA in anticancer drug resistance, Zheng et al., International Journal of Cancer). Resistenzen sind natürlich nicht zu 100% auf miRNAs zurückzuführen, sie spielen aber eine bedeutende Rolle und nicht immer ist die Evolution von Krebszellen ausschlaggebend. Dass Sie meine Sichtweise nicht teilen können, dass so eine Herangehensweise an eine Tumortherapie ungenügend ist, ist ok, ich möchte dennoch folgendes Argument aufführen. Das von Lars besprochene Paper besagt eindeutig, dass ein Tumor IMMER ein limitiertes Spektrum an Differentiation aufweist, sprich, irgendwann ist die Kapazität, dass die Krebszellen evolvieren und mutieren, erschöpft. Ok, gehen wir davon aus das dies stimmt. Wie hilft uns das genau? Die Autoren sagen, wir könnten den Verlauf von Krebs voraussagen. Meine Toleranzgrenze ist bei solchen Aussagen fast erreicht. Hier der Grund: Wir leben in einer sich permanent verändernden Umwelt und die Evolution steht niemals still, ergo die Umwelt und wir (unsere DNA) verändern uns und sich permanent. Daher kann man nichts mit 100% Genauigkeit vorhersagen, wie die Autoren dies eigentlich postulieren. Krebs wird nicht immer nur durch eine, sondern durch viele Vorgänge auf einmal ausgelöst, die je nach Person, Beschaffenheit der Zelle und der DNA anders sind. Kein Individuum ist gleich und kein Krebs ist gleich. Wie soll man bei einer solchen Verschiedenheit eine allgemein gültige Vorhersage eines Krebsverlaufs machen können? Unmöglich. Zweitens sagen die Autoren am Ende: „Cancer is not going anywhere evolutionarily; it just starts up all over again in the next patient“. Vorher sprechen sie aber noch davon, dass Krebszellen evolvieren. Was denn nun? Das Paper ist nach dem zweiten und dritten mal hinschauen äußerst schwammig.

  11. Davies Light oder Lineweaver Zero?

    @Sebastian: „Dass Sie meine Sichtweise nicht teilen können, dass so eine Herangehensweise an eine Tumortherapie ungenügend ist, ist ok.“

    Das ist natürlich ok, aber vielleicht sind wir doch näher beieinander als gestern gedacht. Ich glaube, ich verstehe Euer Problem mit Davies-Lineweaver jetzt besser.

    1. Davies-Lineweaver meinen nicht irgendwelche Atavismen sondern ganz konkret die von ursprünglichen Metazoen. Daß das nicht sein kann, hat Alexander auf seinem Blog (der seinen Extra-Klick bekommen hat) definitiv widerlegt.

    2. „Ein Tumor weist IMMER ein limitiertes Spektrum an Differentiation auf.“ Wir sind uns ja offenbar einig, daß Tumore evolvieren und daß Evolution ein offener Prozeß ist.

    Wenn Davies-Lineweaver also sagen, alles onkologische Geschehen könne durch einen Rückfall in atavistische Abläufe ursprünglicher Metazooen erklärt werden, dann stimme ich Dir, Alexander und Lars zu: das ist wenig überzeugend.

    Aber wie stehst es mit Davies Light: Einiges an onkologischen Abläufen kann man erklären, wenn man es als Rückfall in atavistische Abläufe von eukaryotischen selfish Cancer-Cells versteht.

    Alexander hat natürlich schlagende Besispiele gebracht, auf die diese Erklärung nicht zutrifft: die Mutation von Genen, die Replikationsfehler der DNA beseitigen sollen. Aber andere Aspekte finde ich durch die Selfish Cancer-Cell Theorie gut erklärt: den permanenten Zellzyklus, inklusive Telomeraseaktivität und Verhinderung von Apoptose.

    Vielleicht ist die Selfish Cancer-Cell Theorie letztlich nicht einmal Davies Light sondern Lineweaver Zero?


  12. Ja, der Selfish Cancer-Cell Theorie würde ich zustimmen, wenn man alleine den Zyllzyklus, die Apoptose und die Telomeraseaktivität betrachtet. Allerdings sollte man, wenn man daran glaubt, auch etwas über die Cancer Stem-Cell Theorie wissen. Die beiden widersprechen sich nämlich in einigen Punkten. Ich zitiere da mal ein sehr gutes Review zu dem Thema:

    THE cancer stem cell hypothesis in its most accepted form states that tumorous growth is sustained by only a portion of the tumor cells. These cells uniquely possess the self-renewal and differentiation capabilities of normal tissue stem cells and are hence referred to as cancer stem cells (CSC) (1,2). According to the CSC hypothesis all cancer cells are derived from the multipotent CSCs. These, through asymmetric division give rise to progenitor cells, which are fast cycling and have limited self- renewal and differentiation capacity. Mirroring the hierarchical structure of normal tissues, the daughter cells of progenitors then differentiate to form the heterogeneous tumor mass. As CSCs would be the only cells attributed with long-term self-renewal potential, they are the ones supposedly responsible for the occurrence of distant metastases and also for recurrence of malignant disease after initial successful treatment. A further implication in therapy resistance is that CSCs are thought to possess the defense mechanisms of normal stem cells, such as multidrug resistance (MDR) pump activity (3) and by virtue of their stem cell nature are slow cycling, rendering them immune to traditional chemotherapy targeting fast cycling tumor cells (2).

    (Quelle: Die hard: are cancer stem cells the Bruce Willises of tumor biology? Fábián A, Barok M, Vereb G, Szöllosi J., Cytometry A. 2009 Jan;75(1):67-74.)

    Es sind also allein die Cancer-Stem Cells, die die hier von ihnen angesprochenen Charakteristika aufweisen. Allein sie sind es, durch die ein Tumor wächst und metastasiert. Alle anderen Zellen des Tumors, die sich davon ableiten, haben lediglich eine limitiertes Wachstums- und Teilungspotential. Die Selfish Cancer-Cell Theorie würde für diese Zellen nicht mehr gelten.

  13. Rücksprung zu Omni-, oder Tutipotenz

    Ich zitiere aus H. Plattner und J. Hentschel, Zellbiologie, 3 Auflage, Thieme Verlag, Seite 40.
    “ Das genetische Programm kann allerdings auch ungewollt auf den Startpunkt zurückspringen. Spontan oder durch Umwelteinflüsse…kann sich im Gewebeverband eine Zelle wieder Entdifferenzieren, meist gefolgt von starker Zellteilungsaktivität. So kann eine Krebswucherung entstehen. Von besondere Wichtigkeit ist dabei die Veränderung von Porteinen der Zellmembran, die normalerweise für gute nachbarschaftliche Beziehungen sorgen.“
    Sebastian R. hat das erwähnt.
    Nun zu meiner Interpretation und die versucht erstmals etwas daraus zu gewinnen. Wahrscheinlich weil ich nicht aus der Ecke komme wie die Kommentatorren hier im Blog und somit auch nicht über bis ins kleinste Detail fundierte Kenntnisse verfüge. Ich möchte darauf hinweisen, dass bis heute nicht eindeutlich Bekannt ist wieso die Zygote gleich nach der Entstehung anfängt sich zu teilen und erst dann aufhört, nachdem ein neues Leben entstanden ist. Das Zurückspringen (zur Omni- bzw. Tutipotenz)einer Zelle und ihre „unkontrollierte?“ Teilung könnte ja ein/der nstinktiver Versuch sein ein neues Leben entstehen zu lassen. Leider an den falschen Ort. So könnte erklärt werden wieso die Selbstkontrolle nicht funktioniert und die Immunabwehr getäuscht werden kann.

  14. @Halec Radicec

    Kein Problem, dass Sie nicht bis ins kleinste Detail fundierte Kenntnisse besitzen, das ist bei mir auch nicht der Fall 😉

    Als allererstes eine kleine Korrektur: Es heißt Totipotenz und nicht Tutipotenz. Nun zu ihrer Interpretation. Es ist molekularbiologisch abgeklärt, wieso eine Zygote sich nach der Befruchtung teilt. Das kann man in jedem Entwicklungsbiologie-Buch nachlesen, ich möchte deswegen nicht genauer drauf eingehen.

    Ich möchte darauf hinweisen, dass bis heute nicht eindeutlich Bekannt ist wieso die Zygote gleich nach der Entstehung anfängt sich zu teilen und erst dann aufhört, nachdem ein neues Leben entstanden ist.

    Wenn aus einer Zygote dann mal ein richtiges Lebewesen geworden ist, hören die Zellen des Körpers doch nicht auf sich zu teilen. Die Zellen in unserem Körper müssen schließlich permanent erneuert werden und müssen sich dazu teilen. Das von ihnen erwähnte Zurückspringen zur Totipotenz als instinktiver Versuch zur Entstehung eines neues Lebens kann ich auf dem ersten Blick nicht widerlegen, allerdings besagt die Theorie der Krebs-Stammzellen eben, dass nicht alle Krebszellen totipotent sind.

  15. Zygote

    @ Sebastian R.:Es ist molekularbiologisch abgeklärt, wieso eine Zygote sich nach der Befruchtung teilt. Das kann man in jedem Entwicklungsbiologie-Buch nachlesen.
    Vielen Dank für den Hinweis. Bin gespannt auf die Erklärung. Sicher Teilen sich die Zellen auch später weiter nur etwas langsamer.
    @ Sebastian R.:“allerdings besagt die Theorie der Krebs-Stammzellen eben, dass nicht alle Krebszellen totipotent sind“. Das müssen/können sie auch nicht sei, weil, laut Theorie, nach jeder Teilung eine Differenzierung stattfindet (wenn sie ein neues Leben erzeugen möchte). Aber das ist nur eine intuitive-spekulative Annahme eines nicht Biologen. Ich würde gerne meine Kenntnisse erweitern aber doch auf Distanz bleiben deswegen bitte ich Sie Fundstellen zu nennen.

  16. Teilung der Zygote

    Sebastian R.:“Was für Fundstellen möchten Sie genau wissen bzw. wofür?“
    Vorher eine Bemerkung:Die Zygote ist die befruchtete Eizelle.
    Zu den Fundstellen muss ich vorher sagen, dass einige Fachbücher auf dem Gebiet gelesen habe und zu der Teilung der Zygote heißt es immer wieder;“Über die Regulation dieser komplexen Prozesse ist noch wenig bekannt“ (Aus den o. a. Buch Seite 412)
    Konkret:Nur zur Teilung der Zygote,falls möglich, ein Buch das nicht den Weg beschreibt, sondern erklärt wieso sie sich teilt um ein neues leben entstehen zu lassen. Die Anderen (somatischen Zellen) teilen sich nur nach Bedarf.(Ich möchte nicht Ihre Hilfsbereitschaft strapazieren, aber ich konnte wirklich nichts finden!)
    Und noch etwas: es würde mich interessieren, was Ihnen zu der o.e. intuitiv- spekulative Annahme so einfällt.

  17. Wieso?

    @ Sebastian. Zum wieso: ich bin kurz vor der Abgabe eines Buches, über Irrtümer in der Philosophie und den Wissenschaften. Die Biologie ist auch dabei.

  18. Der Vorgang der Befruchtung fängt ja mit der Akrosomenreaktion und und der Kortikalrotation an. Es sind Vorgänge mit denen das Spermium zum einen mit der Eizelle verschmelzen kann und zum anderen eine Rotation von Faktoren innerhalb der Zelle veranlasst wird, womit nun die Teilung beginnen kann. Durch die Kortikalrotation wird der Calcium-Spiegel nämlich innerhalb der Zygote erhöht und Enzyme werden ausgeschüttet, wodurch das Ei aktiviert wird. Aktiviert bedeutet hier eine Zunahme der Zellatmung und der Proteinbiosynthese. Da das Spermium zudem ein Centriol mit in die Eizelle bringt (was der Eizelle fehlt), kann nun eine Mitose erfolgen, durch die ja die Zellteilung beginnt. Centriolen sind notwendige Proteine, von denen Mikrotubuli ausgehen und die Chromosomen auftrennen. Der Grund wieso eine Zygote sich also teilt, ist, weil das Spermium ein Centriol mit in die Eizelle bringt. Ich hoffe das genügt Ihnen auf die Schnelle als Erklärung. Wenn sie Details wissen wollen, nenne ich Ihnen einfach mal ein paar Bücher, die die grundlegende Literatur der Zell- und Entwicklungsbiologie enthalten. Das wären:

    Molecular Biology of the Cell von Bruce Alberts, Alexander Johnson, Peter Walter und Julian Lewis von Taylor & Francis (Taschenbuch – 20. November 2007)

    Molecular Cell Biology von Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser und Monty Krieger von Palgrave Macmillan (Gebundene Ausgabe – 30. August 2007)

    Principles of Development von Lewis Wolpert und Cheryll Tickle von Oxford University Press (Taschenbuch – 27. Januar 2011)

    Developmental Biology von Scott F. Gilbert von Palgrave Macmillan (Gebundene Ausgabe – 30. Juni 2010)

    Nun zu Ihrer Annahme, die ich nicht ganz verstehe. Sie meinen, dass eine Krebszelle nicht totipotent sein muss, da, wenn sie sich teilt, sowieso differenziert? Ich verstehe nicht, was das eine mit dem anderen zu tun haben soll. Die Theorie der Krebsstammzellen besagt, dass eine kleine Population von Zellen (den Krebsstammzellen) die Ursache für ein Tumorwachstum und für eine Metastasierung sei. Diese Zellen weisen Merkmale ähnlich von Stammzellen auf, deswegen heißen sie ja so. Sie sind in diesem Fall sehr Differenzierungs- und Erneuerungsfähig, so wie Stammzellen. Totipotenz ist also vorhanden. Diese Zellen teilen sich nun angeblich nach dieser Theorie und differenzieren sich. Diese Zellen bilden nun die Masse des Tumors und sind in diesem Sinne differenziert, da sie nicht mehr die Totipotenz von den Krebsstammzellen besitzen. Aber wie gesagt, das ist nur eine Theorie, die in der Wissenschaft viele Pros und Kontras besitzt. Eine andere Hypothese besagt, dass die Mutationen, die durch allerlei Vorgänge in der DNA von Zellen geschehen können, oft Gene des Zellzykluses treffen. Der Zellzyklus gerät damit außer Kontrolle und eine Zelle kann sich unbegrenzt teilen, da der Zellzyklus eben nicht mehr kontrolliert, angehalten oder abgeschlossen wird. Eine Differenzierung findet hier allerdings nicht statt und die Zelle erhält ihre gesteigerte Teilungsfähigkeit allein durch den außer Fugen geratenen Zellzyklus. Bitt ebeachten Sie, dass dies alles oberflächliche Erklärungen sind und dass wesentlich mehr dahinter steckt.

    Reicht Ihnen diese Erklärung oder habe ich Sie falsch verstanden?

  19. Lieber Herr Reusch,
    Herzlichen Dank für Ihre Bemühungen und auch für die Fundstellen, die mir aber leider nicht weiter helfen, weil ich leider etwas früher als Sie und an den falschen Ort geboren wurde. Ich kann nämlich kein Englisch.
    Ich hoffe Sie nicht zu enttäuschen aber das was Sie mir geschildert haben ist immer noch der Weg, der zwar auch noch das Wieso tangiert, aber leider nicht beantwortet was mich, diesmal Filosofisch, befriedigen kann.
    Ich werde es diesmal noch deutlicher sagen: die Verschmelzung der Keimzellen ist der Startmoment, der Urknall wenn Sie das wollen, aus dem ein neues Leben entstehet oder entstehen kann. Ich möchte gerne wissen wieso diese Keimzellen es können und die somatischen Zellen es nicht (sie teilen sich ja nur nach Bedarf).
    Dieser Unterschied und das Wieso dazu beschäftigen mich. (Dafür hätte ich eine philosophische Erklärung, aber auch dazu bräuchte ich noch einen kleinen Nachweis, der mir aber leider noch fehlt.) Das ist aber eine andere Baustelle. Ich glaube, dass in der Wissenschaft viel zu oft der Weg mit dem Ziel verwechselt wird. Als Ingenieur kann ich das vielleicht besser beurteilen, denn ich sollte ja ein Produkt, der auch funktionsfähige sei musste, herstellen. In den Wissenschaften erkennt man viel zu oft, mit viel Mühe, den Weg und mein damit die Ursache gefunden zu haben (Siehe Eidos in der Philosophie).
    Wieso mich die Teilung der Zygote so beschäftigt ist die (für mich) Tatsache, dass das der Schlüssel zu der Entstehung des Lebens überhaupt sein könnte / wäre.
    Letztendlich kann ich nur nochmals auf Eidos hinweisen. Ob das Ei nach links oder rechts gedreht wird ist letztendlich egal, denn es werden immer wieder neue Fische, Menschen und Pflanzen entstehen au wenn diese nicht wissen wie sie ihre Eier/Sporen drehen müssen!
    Ich bitte Sie diese letzte Bemerkung mit meiner Aussage zu verbinden, wonach ich einen gehörigen Abstand zu den Experten (die für mich in einem zu schmalen Spalt leben die aber doch unentbehrlich als fleißige Ameisen sind), halten möchte und meine scheinbare Oberflächlichkeit zu verzeihen.
    Ich wünsche Ihnen noch eine erholsame Nacht und verbleibe

    Ihr Radicec Halec

  20. @Halec Radicec

    Die Sprache sollte kein Problem darstellen, schließlich gibt es die von mir erwähnten Bücher zumeist auch auf Deutsch. Leider sind dies aber ältere Auflagen, trotzdem stimmt der Inhalt natürlich heute noch.

    Molekularbiologie der Zelle von Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis und Martin Raff (Gebundene Ausgabe – 3. Dezember 2003, Anmerkung: Die neueste Auflage erscheint im Aprill 2011)

    Molekulare Zellbiologie von Harvey Lodish, Arnold Berk, S. L. Zipursky und James Darnell (Gebundene Ausgabe – September 2001)

    Entwicklungsbiologie von Lewis Wolpert, Rosa Beddington, Jeremy Brockes und Thomas Jessell (Gebundene Ausgabe – September 1999)

    Entwicklungsbiologie und Reproduktionsbiologie von Mensch und Tieren: Ein einführendes Lehrbuch (Springer-Lehrbuch) von Werner A. Müller und Monika Hassel (Gebundene Ausgabe – September 2005)

    Sie möchten die Entstehung vom Leben also philosophisch betrachten und möchten wissen, wieso sich aus Keimzellen ein neues Leben und aus somatischen Zellen kein neues Leben entwickeln kann. Ich kann Ihnen da im Moment nur molekularbiologisch weiterhelfen, weil die Vorgänge, wie aus der Verschmelzung von zwei Keimzellen ein neues Leben entsteht, bekannt sind. Ich sehe und beurteile das als Biologe sofort instinktiv aus wissenschaftlicher Sicht. Müsste ich genauer über den Sinn nachdenken, so würde ich wohl antworten, weil es die Evolution so gewollt hat. Ganz entscheidend sind aber auch die unterschiedlichen Merkmale von Keimzellen und somatischen Zellen. Keimzellen sind nämlich haploid (besitzen 23 Chromosomen) und somatische Zellen diploid (besitzen 46 Chromosomen). Da wir ein diploider Organismus sind, da wir ja einen Chromosomensatz von der Mutter und einen vom Vater bekommen und so schlussendlich 46 Chromosomen besitzen, müssen ja die Keimzellen haploid sein. Wenn ich jetzt wieder über den Sinn davon nachdenke, dann würde ich wieder antworten, weil sich dieses System einfach so entwickelt hat. Ich sehe da keinen höheren Sinn hinter. Es ist einfach so passiert. Der Weg allerdings, wie es passiert ist, ist sehr spannend. Da käme dann wieder die Evolution ins Spiel.

    Ich glaube, dass in der Wissenschaft viel zu oft der Weg mit dem Ziel verwechselt wird.

    Da gebe ich Ihnen vollkommen Recht. Man muss aber auch sagen, dass Ziele oft vorgegeben werden müssen, da man sonst keine Forschungsgelder bekommt.

    Wieso mich die Teilung der Zygote so beschäftigt ist die (für mich) Tatsache, dass das der Schlüssel zu der Entstehung des Lebens überhaupt sein könnte / wäre

    Da bin ich wiederum ganz anderer Meinung. Für mich ist der Schlüssel zur Entstehung des Lebens in allererster Linie die Entstehung von Nukleinsäuren (DNA und RNA), da diese die Grundlage von Leben sind. Was wären wir schließlich ohne Erbgut?

    Letztendlich kann ich nur nochmals auf Eidos hinweisen. Ob das Ei nach links oder rechts gedreht wird ist letztendlich egal, denn es werden immer wieder neue Fische, Menschen und Pflanzen entstehen au wenn diese nicht wissen wie sie ihre Eier/Sporen drehen müssen!
    Ich bitte Sie diese letzte Bemerkung mit meiner Aussage zu verbinden […]

    Neue Arten entstehen ja durch Evolution und sie unterscheidet einfach nicht, ob sie da jetzt auf einen roten Vogel oder grünen Hund einwirkt. Alle Organismen unterliegen ihr und werden durch sie in verschiedene Richtungen auf unterschiedliche Weise gelenkt. Ihre Suche nach der Philosophie dahinter, verbirgt sich meiner Meinung nach in der Evolution selbst. Vielleicht beurteile ich das in Ihren Augen jetzt wieder zu sehr aus wissenschaftlicher Sicht, aber ich bin wohl mit der Tiefe Ihrer Frage im Moment schlichtweg überfordert bzw. ich habe noch nie darüber nachgedacht.

  21. Eigentlich eine interessante Überlegung Krebs als evolutionär ursprünglichste Form eines Vielzellers zu sehen…allerdings frage ich mich, kann man das auch auf Basis besonders einfacher Vielzeller nachweisen? Außerdem sind viele der so hoch entwickelten Abwehrmechanismen eigentlich erst nach der Spezialisierung von umliegendem Gewebe Sinnvoll. Beispielsweise die Ausschüttung von FGFs und damit verbunden das Verzweigen und Anlocken von Blutgefäßen…
    Interessant finde ich es allerdings dennoch. Auch wenn nicht alle Fähigkeiten heutiger Krebstumore evolutionär so ursprünglich sind, so könnten zumindest Teile auf eine frühe Evolution verweisen.
    Wie oft hat die Wissenschaft schon etwas für sinnlos oder falsch gesteuert interpretiert und es hat sich dann doch als sinnvoll oder zumindest als evolutionär relevant erwiesen. Man denke nur an „Junk-DNA“…

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