Dokument: Rekonstruktion von Eigenschaften und Gengehalt der ersten eukaryotischen Zellen
Titel: | Rekonstruktion von Eigenschaften und Gengehalt der ersten eukaryotischen Zellen | |||||||
Weiterer Titel: | Reconstruction of traits and genetic content of the first eukaryotic cells | |||||||
URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=70475 | |||||||
URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250813-110503-4 | |||||||
Kollektion: | Dissertationen | |||||||
Sprache: | Deutsch | |||||||
Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
Medientyp: | Text | |||||||
Autor: | Bremer, Nico [Autor] | |||||||
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Beitragende: | Prof. Dr. William F. Martin [Gutachter] Prof. Dr. Martin Lercher [Gutachter] | |||||||
Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
Beschreibungen: | Der Ursprung des komplexen Lebens durch die Eukaryogenese bildet einen Meilenstein in der evolutionären Entwicklungsgeschichte. Wenngleich das Wissen über heute lebende Eukaryoten kontinuierlich wächst, sind deren Ursprung, sowie frühen Merkmale weiterhin intensiv diskutierte Fragestellungen. Diverse, zum Teil gänzlich unterschiedliche Theorien über den Ursprung der Eukaryoten wurden in den letzten Jahrzehnten aufgestellt und bis heute weder einstimmig angenommen, noch verworfen. Diese Theorien können mit molekularen Daten geprüft werden.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden neun Merkmale des letzten gemeinsamen Vorfahrens aller heute lebenden Eukaryoten (LECA) rekonstruiert und in den Kontext der Eukaryogenese gebracht. Dabei wird deutlich, dass LECA bereits im Besitz von Mitochondrien war und diese nicht über Phagozytose aufgenommen wurden. Des Weiteren zeigt sich, dass eine Mehrkernigkeit von LECA nicht nur rekonstruiert wurde, sondern auch im Zusammenhang mit der rekonstruierten geschlossenen Mitose evolutionäre Vorteile geschaffen hat. Diese Rekonstruktionen geben einen neuen Blickwinkel auf mögliche Theorien der Eukaryogenese, indem sie gegen Modelle sprechen, die ein spätes Auftreten der Mitochondrien beschreiben und Phagozytose als Prozess für die Aufnahme der Mitochondrien ausschließen. In einer weiteren Analyse beschäftigt sich diese Arbeit mit der Wahrscheinlichkeit sogenannter „letzte Hinterbliebene“-Topologien in Eukaryoten, die aufgrund von differentiellen Genverlust anstelle von lateralen Gentransfers (LGTs) von Prokaryoten zu Eukaryoten entstanden sind. Als „letzte Hinterbliebene“ werden Gene bezeichnet, die in nur einer einzigen Spezies oder monophyletischen Gruppe in Eukaryoten vorkommen und eine Vielzahl von prokaryotischen Homologen aufweisen. Es zeigt sich, dass die statistische Anzahl dieser Topologien infolge von Genverlust nicht gering ist und sich in verschiedenen Beispielen mit der Anzahl vermeintlicher LGTs in der Literatur deckt.The origin of complex life through eukaryogenesis represents a major transition in evolutionary history. Although knowledge about eukaryotes living today is constantly growing, their origin and the characteristics of the earliest eukaryotic cells are still the subject of intense debate. A number of different theories about the origin of eukaryotes have been put forward in the literature, yet no consensus view on the topic has emerged. These theories can be tested with molecular data. In the present thesis, nine characteristics of the last common ancestor of all eukaryotes living today (LECA) are reconstructed and placed in the context of eukaryogenesis. It becomes clear that LECA was already in possession of mitochondria and that these were not taken up via phagocytosis. Furthermore, the multinucleate state of LECA was not only reconstructed, but it was also shown to provide evolutionary advantage in the context of the reconstructed closed mitosis. These reconstructions provide a new perspective on possible theories of eukaryogenesis by rejecting models that describe a late appearance of mitochondria and by excluding phagocytosis as a process for mitochondrial uptake. In a further analysis, this work deals with the likelihood of so-called “last-one-out” topologies in eukaryotes that have arisen due to differential gene loss instead of lateral gene transfers (LGTs) from prokaryotes to eukaryotes. Genes that occur in only one species or monophyletic group in eukaryotes and have a large number of prokaryotic homologs are referred to as “last-one-out”. It turns out that the statistical number of these topologies due to gene loss is not small and in various examples corresponds to the number of putative LGTs in the literature. | |||||||
Lizenz: | ![]() Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
Dokument erstellt am: | 13.08.2025 | |||||||
Dateien geändert am: | 13.08.2025 | |||||||
Promotionsantrag am: | 05.03.2025 | |||||||
Datum der Promotion: | 09.07.2025 |