DNA-Analyse und molekulare Verwandtschaftsbestimmung
Die Evolutionstheorie Darwin und moderne molekularbiologische Methoden ermöglichen heute präzise Verwandtschaftsanalysen zwischen Arten. Die DNA-Analyse basiert auf dem direkten Vergleich von DNA-Sequenzen, wobei besonders nicht-codierende DNA-Abschnitte und mitochondriale DNA untersucht werden. Diese Bereiche sind ideal, da sie nicht der natürlichen Selektion unterliegen und Mutationen sich dort ungestört ansammeln können.
Definition: Die DNA-Hybridisierung ist eine Methode zur Bestimmung des Verwandtschaftsgrades zwischen Arten durch Analyse der Bindungsstärke ihrer DNA-Stränge.
Ein wichtiges Verfahren ist die DNA-Hybridisierung. Dabei werden zunächst die DNA-Doppelstränge beider zu vergleichender Arten denaturiert, wodurch Einzelstränge entstehen. Diese werden dann vermischt und können neue Hybrid-Doppelstränge bilden. Je mehr komplementäre Basen die kombinierten Einzelstränge aufweisen, desto höher ist die benötigte Temperatur zur erneuten Trennung (Schmelztemperatur). Diese Schmelztemperatur gibt Aufschluss über den Verwandtschaftsgrad.
Die molekulare Uhr ermöglicht zusätzlich eine zeitliche Einordnung der evolutionären Entwicklung. Das Prinzip basiert auf der Beobachtung, dass Mutationen in bestimmten Genen, wie dem für das Cytochrom C, mit relativ konstanter Rate auftreten - etwa alle 24 Millionen Jahre. Durch Zählen der Unterschiede in den Aminosäuresequenzen lässt sich der ungefähre Zeitpunkt der Artaufspaltung bestimmen. Diese Methode ist genauer als der klassische Präzipitintest, hat aber auch ihre Grenzen, da eine Aminosäure oft von mehreren Basentripletts codiert werden kann.