Mark Schultz Die Sache mit den Genen · Mark Schultz Unser Dank gilt den vielen großzügigen...

Mark Schultz

Die Sache mit den Genen

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Über das Buch

Dröge Wissenschaftswälzer – ade! Wer spielerisch seine verschütteten Schulkenntnisse zum Thema Genetik wieder auffrischen möchte oder noch furchtloser Neuling beim Thema DNA ist, der kann sich in diesem Buch zusammen mit einer Gruppe neugieriger Außerirdischer auf die Suche nach dem Geheimnis des Lebens begeben. Das Volk vom Planeten Glargal ist vom Ausster-ben bedroht und schickt den Gesandten Bloort 183 auf die Erde, um herauszufinden, wie die Lebewesen dort seit Millionen von Jahren überleben. Dabei stößt Bloort nicht nur auf die merk-würdigen Zweibeiner namens Mensch, sondern erfährt auch, dass alles Leben auf der Erde aus dem gleichen »Stoff« gemacht ist: DNA. Die Bewohner von Glargal ahnen, dass diese Erkenntnis der Schlüssel zu ihrem Problem sein könnte. Und so führt Bloort sie in die Geheimnisse der Genetik ein: vom Aufbau eines Genoms über die Vererbungstheorie bis zu neuesten Genfor-schungen. Unterhaltsamer als mit diesen seegurkenähnlichen Wesen aus dem All war Genetik nie!

Über den Autor

Mark Schultz arbeitet schon länger als Comic-Zeichner, Illustrator und Autor, als er zugeben möchte. Seine bekannteste Kreation ist der preisgekrönte spekulative Abenteuer-Comic »Xeno-zoic Tales«, von dem vierzehn Ausgaben erschienen und der fürs Fernsehen als Zeichentrickserie mit dem Titel »Cadillacs and Dinosaurs« adaptiert wurde. Außerdem hat er zusammen mit dem Paläontologen Michael Ryan das Untersee-Abenteuer »SubHuman« entwickelt und geschrieben. Abgesehen von seinen eigenen Schöpfungen hat Schultz viele beliebte fiktionale Ikonen gezeich-net und getextet, darunter »Superman«, »Flash Gordon«, »Tarzan«, »The Spirit« und »Conan«. Momentan schreibt er den Comicstrip »Prince Valiant«, der in mehreren Sonntagszeitungen erscheint, und produziert Material für seine Buchreihe »Various Drawings«. Seine neueste Ver-öffentlichung ist die illustrierte Novelle »Storms at Sea«. Schultz’ Texte und Illustrationen haben ihm fünf Harvey Awards, zwei Eisners und einen Inkpot eingebracht. Er lebt im Nordosten von

Pennsylvania.

Über die Illustratoren

Die nicht miteinander verwandten Comic-Zeichner Zander Cannon und Kevin Cannon teilen sich seit 2004 ein Studio, ihre gemeinsame Comic-Arbeit reicht allerdings bis ins Jahr 1993 zurück und umfasst Titel wie »The Replacement God« (America’s Best Comics, 1999) und »Smax« (America’s Best Comics, 2003). Darüber hinaus haben die beiden für DC Comics, Dark Horse Comics, die National Oceanic and Atmospheric Administration und die Universität von Nagoya gearbeitet. Ihre Studioarbeit umfasst den Bilderroman »Bone Sharps, Cowboys, and Thunder Lizards« (G. T. Labs, 2005), eine Reihe anderer Comics sowie Arbeiten in den Bereichen Illust-ration, Design und Animation. Die beiden leben und arbeiten in Minneapolis, Minnesota, und

behaupten, eingetragene Mitglieder der International Cartoonist Conspiracy zu sein.


Text von Mark Schultz,

gezeichnet von Zander Cannon und Kevin Cannon

Aus dem amerikanischen Englisch von Thomas Bauer

mitdenSache Genen

Die

Der Comic über das Geheimnis des Lebens


eISBN: 978-3-641-04192-2

Die amerikanische Originalausgabe erschien 2009

unter dem Titel »The Stuff of Life. A Graphic Guide to Genetics and DNA«

bei Hill and Wang/Farrar, Straus & Giroux, New York.

1. Auflage

Taschenbuchausgabe Oktober 2010

Wilhelm Goldmann Verlag, München,

in der Verlagsgruppe Random House GmbH

Copyright © der Originalausgabe 2009 by Mark Schultz (Text),

Zander Cannon (Zeichnungen), Kevin Cannon (Zeichnungen)

Copyright © der deutschsprachigen Ausgabe 2010 by

Wilhelm Goldmann Verlag, München, in der Verlagsgruppe Random House GmbH

Redaktion: Antje Steinhäuser

Wissenschaftlicher Berater: Dave C. Bates

GJ • Herstellung: Str.

Satz: Uhl + Massopust, Aalen

www.goldmann-verlag.de


Für Grace

Mark Schultz

Dieses Buch – und jedes zukünftige Buch – ist für Julie

Zander Cannon

Für R. A.

Kevin Cannon


»Die Sache mit den Genen« stellte für mich einen bedeutenden Schritt in unbekanntes Neuland dar. Dieses Projekt erforderte ein ungewöhnlich hohes Maß an Rücksicht und Kooperation zwi-schen allen Beteiligten. Mein Dank gilt Zander Cannon und Kevin Cannon, die aus dem Manuskript weit mehr als die Summe von Beschreibung und Text machten, Dave Bates, unserem wissen-schaftlichen Berater, der uns mit seinem Scharfsinn bei der Gratwanderung zwischen sachlicher Richtigkeit und formalen Erfordernissen auf Kurs hielt, Howard Zimmerman, der dieses Projekt ersann und es mit großem redaktionellem Geschick und Gespür durchboxte, und Thomas LeBien,

dessen Weitblick und Aufgeschlossenheit alles möglich machten.

Mark Schultz

Unser Dank gilt den vielen großzügigen Menschen, die mitgeholfen haben, dieses Buch zu reali-sieren. Alle Beteiligten an diesem Projekt waren vom ersten Tag an außerordentlich enthusias-tisch und hilfsbereit. Wir möchten uns bei Mark Schultz dafür bedanken, dass er uns ein Manu-skript ausgehändigt hat, dessen zeichnerische Umsetzung sich als wahres Vergnügen erwies, bei David Bates für sein Wissen und sein Engagement sicherzustellen, dass die wissenschaftlichen Fakten ihre Richtigkeit haben, und bei unserem fantastischen Lektor Howard Zimmerman, dass er immer ein offenes Ohr für uns hatte, uns Feedback gab und uns motivierte. Wir alle arbeiteten Hunderte, manchmal sogar Tausende Meilen voneinander entfernt, doch es fühlte sich nie so an. Zu guter Letzt geht noch ein riesiges Dankeschön an Thomas LeBien bei Hill and Wang, den Mann, der für die Realisierung dieses großartigen Buchs verantwortlich ist: Er hat die Gelegenheit

genutzt, Wissenschaft auf einzigartige Art und Weise zu vermitteln.

Zander Cannon und Kevin Cannon


7

Inhalt

Einleitung 9 Die Sache mit den Genen

1. Kapitel 39 Wie das System funktioniert: Die Molekular-Geschichte

2. Kapitel 78 Wie das System funktioniert: Sex und das zellulare Leben

3. Kapitel 108 Wie das System funktioniert: Jeder bekommt ein Erbe

4. Kapitel 141 Die Anwendung der Erkenntnisse zugunsten der Allgemeinheit

5. Kapitel 189 Die Anwendung der Erkenntnisse: Über die Vergangenheit in die Zukunft

Leseempfehlungen 218 Glossar 219


9

mitdenSache Genen

Die

Eine wortgetreue Übersetzung

des Berichts von Bloort 183,

seines Zeichens interplanetarer

Biologe der königlichen

Wissenschaftsakademie des

Planeten Glargal, an Seine

allmächtige Hoheit Floorsh 727

über die universale

Regenerations- und

Reproduktionsstrategie des

Lebens auf dem Planeten Erde,

einem Satelliten der Sonne.

Der Comic über das Geheimnis des Lebens

TextZeich-nungen

Eine lehrreiche und manchmal verblüffende Untersuchung der

großen Vielfalt, Hartnäckigkeit und Erfindungsgabe des Lebens auf der Erde und eine kritische Betrachtung der Evolution

meisterhafter genetischer Manipulation bei den dominanten

Spezies.Mit verschiedenen visuellen Hilfsmitteln

und Zusatzinformationen.


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Die Erde, wie sie heute aussieht.

Ein mittelgroßer Planet, der genug Masse besitzt, um über eine lebensfähige Atmosphäre zu verfügen, aber auch nicht so viel, dass sie alle Hoffnungen erdrücken würde.

Die Frühgeschichte der Erde ist ziemlich typisch für einen Himmelskörper dieser Art: Vor fünf Milliarden Jahren war sie nicht mehr als ein Band aus Staub und Felsbrocken, das die Sonne umkreiste.

Doch durch Verballung können auch Staubpartikel im Laufe der Zeit genug Masse anhäufen, um eine Schwerkraft-Kettenreaktion auszulösen.

Vor4,6MilliardenJahren


Durch die Schwerkraft und durch Anlagerung entstand die Erde …

… ein feuerflüssiger, brodelnder Himmelskörper,

der sich mit immer größeren Ergänzungen vereinigte, die auf ihm einschlugen.

Auf ihre Oberfläche prasselte ein beständiger Meteoritenhagel nieder, der einige exotische Elemente enthielt – insbesondere Kohlenstoff, wie wir noch erfahren werden.

Der radioaktive Zerfall von Isotopen tief in dieser malträtierten Kugel schürte stetig den Schmelzofen, der in ihrem Kern entstanden war.


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Dann begann eine lange Phase der Abkühlung, während der die Innereien des jungen Planeten Gase und Dampf ausstießen, die zur Entstehung seiner Ozeane und seiner Atmosphäre beitrugen …

… welche von der Schwerkraft erzeugenden Masse der Erde an Ort und Stelle gehalten wurden.

All diese Faktoren sowie der günstige Abstand der Erde zur Sonne, ihre Rotation und die leichte Neigung der Erdachse, durch die sich Sonnenwärme auf ihrer Oberfläche verteilen kann …

… schufen die perfekten Voraussetzungen für das außergewöhnliche

Phänomen namens …

Leben!


Die Umwandlung von Grundelementen in Verbindungen, in Gang gesetzt durch die Versorgung sich selbst erhaltender Organismen mit Energie! Die Fähigkeit zu wachsen, auf Stimuli zu reagieren, sich zu replizieren, zu erneuern und fortzupflanzen!

Das erste Leben auf der Erde glich vermutlich hyperthermophilen Bakterien, die sich von Schwefel ernähren und noch heute unter extremsten Bedingungen in geologisch aktiven Umgebungen ohne Sonnenlicht und Sauerstoff überleben.


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Die zukunftsweisenden Organismen für das Leben auf der Erde waren jedoch die Cyanobakterien, die Erfinder der Photosynthese – der Fähigkeit, aus Sonnenlicht Energie zu gewinnen.

Über Millionen von Jahren beherrschten riesige Kolonien von ihnen – zu Stromatolithen vereinigt und aufgeschichtet – den Planeten …

Vor3MilliardenJahren

… und gaben als Nebenprodukt ihrer Energieproduktion aus Wasser und Sonnenlicht Unmengen von Sauerstoff ab, wodurch sie zur Bildung einer neuen atmosphärischen Mischung beitrugen …

… die für viele frühe Organismen tödlich war …


… aber fantastische Möglichkeiten für gewagte neue Experimente schuf. Ein neuartiger Protist umschloss und vereinnahmte Bakterien, und es stellte sich heraus, dass die beiden zusammenarbeiten konnten: in Symbiose!

Bakterien entwickelten sich zu kooperierenden Organellen weiter: die Geburtsstunde komplexer Zellen!


Diese komplexen Zellen schlossen sich zu multizellularen Organismen zusammen. Zu irgendeinem nicht bekannten Zeitpunkt entwickelten einige von ihnen eine Fortpflanzungsmethode namens Sex, welche die Weitergabe der Merkmale zweier Eltern-Organismen in variablen Kombinationen an eine neue Generation ermöglichte und die Evolution stark beschleunigte.



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Die multizellularen Organismen entwickelten sich weiter und gliederten sich in drei Hauptgruppierungen auf:

Pflanzen Tiere Pilze

Pflanzen sind autotroph – sie produzieren ihre Nahrung selbst mit Hilfe von Photosynthese, der einst die Cyanobakterien den Weg bereiteten.

Da sie weitgehend unbeweglich sind, liegen sie in ständigem Wettstreit um die besten Lichtverhältnisse.

Pilze und Tiere sind heterotroph – sie konsumieren Nahrung, die von anderen produziert wird.

Tiere lassen sich wiederum in zwei Kategorien einteilen: in Wirbellose wie diese hübsche, wohlgeformte Seegurke, die kein Rückenmark mit sich herumschleppen müssen …

… und in Wirbeltiere, die ein Rückenmark ausgebildet haben. Bei manchen Wirbeltieren hat sich sogar ein vollständiges inneres Skelettsystem entwickelt, das vermutlich praktisch ist, wenn man an Land lebt und größenwahnsinnig ist.


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Einige der innovativsten und interessantesten evolutionären Adaptionen in jüngerer Zeit gehen auf das Konto der warmblütigen Wirbeltiere, die als Vögel und Säugetiere bekannt sind …

… wobei bei der Säugetier-Unterklasse der Primaten eine

Spezialisierung stattfand, die zu einem besonders faszinierenden

Merkmal führte:

Intelligenz!

Hier sehen wir den Primaten Mensch in seiner heutigen Gestalt.

Der Mensch hat als einziger Organismus auf der Erde eine wissenschaftliche und techno-logische Kultur entwickelt und ist deshalb von besonderem Inter …

Wie bitte?!

Damit wir uns richtig verstehen – die Kreatur, die du als »Seegurke« bezeichnet hast …?

Die Seegurke ist nicht der dominante Organismus auf der Erde?


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Nun, ich war zunächst auch verwirrt, Eure königliche Wissbegierigkeit, denn diese Gurken sehen uns tatsächlich ähnlich.

Doch die ernüchternde Wahrheit lautet: Sie sind strohdumm.

Kein irdisches wirbelloses Lebewesen hat sich jemals zu einer global dominanten Spezies entwickelt so wie wir hier auf Glargal.

Nein, Majestät, auf der Erde entwickelten sich die Wirbeltiere …

… die mit ihren sicher schrecklich unangenehmen inneren Skeletten mühsam gegen die Schwerkraft anzukämpfen hatten …

… zu den Spitzenprädatoren des Planeten.

Okay … einen … einen Moment, Bloort …

… das muss ich erst einmal verdauen.

Dann willst du damit also sagen, dass Wirbeltiere …

… behaarte, zweibeinige

Wirbeltiere …

Ja. Und sie erforschen heute auf beeindruckende Weise ihren biologischen Aufbau und ihre Abstammung sowie …


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Ich meine … Ich hätte nie gedacht … Ich hätte nie vermutet,

dass unsere irdischen Pendants so …

fremdartig sind.

Behaarte, zweibeinige, an Land

lebende Wirbeltiere … Pah.

Kush 1290, können wir uns sicher sein, dass uns diese … Spezies Mensch irgendetwas Brauchbares bietet?

Eine scharfsinnige Frage, Eure Achtsamkeit. Da sich unsere genetische Krise jedoch zunehmend verschlimmert, müssen wir uns meiner Ansicht nach bei anderen Systemen nach Hilfe umsehen.

Diese Neuigkeiten mögen eine gewisse Herausforderung darstellen, doch als Euer wissenschaftlicher Berater empfehle ich Euch dringend, ein wenig Vertrauen zu haben.


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Ich bin sicher, Ihr könnt von Bloort 183 eine Menge lernen. Er ist einer unserer besten Wissenschaftler – ein ausgezeichneter Beobachter und gewissenhafter Forscher.

Wir haben aus gutem Grund ihn auf die Erde geschickt …

Ich stelle keine Mutmaßungen an, Eure prachtvolle Beleibtheit. Meine Forschung stützt sich durchweg auf Beweise, die ich mit dem Simulacron präsentieren werde. Und ich bin überzeugt, wir können von den irdischen Organismen eine Menge lernen.

Na schön. Du wirst mir verzeihen, dass meine Sorge um die königliche Familie wächst. Schwierigkeiten mit Erbkrankheiten haben dazu geführt, dass ich ein wenig gereizt bin. Natür-lich vertraue ich Bloort. Wir rechnen damit, dass uns seine Erkenntnisse helfen werden.

Ich bin nur ehrlich gesagt etwas enttäuscht. Die Seegurke war mir wesentlich vertrauter.

Ich denke, Majestät, uns sollte unbedingt bewusst werden, dass die Ähnlichkeit täuscht, die wir zwischen irdischen Seegurken und uns zu erkennen glauben. Sie ist allein darauf zurückzuführen, dass zwei voneinander unabhängige Evolutionen von ähnlichen Umweltfaktoren geprägt wurden.

Wir sind zum Beispiel beide in einer flüssigen Umgebung zu Hause. Wichtiger ist jedoch: Wir stammen von zwei verschiedenen Planeten.

Aufgrund unserer unterschiedlichen Herkunft gibt es trotz äußerlicher Ähnlichkeiten überhaupt keine biologischen Überein-stimmungen. Keinerlei Gemeinsamkeiten.

Glaubt mir, Majestät, Ihr würdet Euch mit einer irdischen Seegurke nicht sonderlich gut verstehen.


18

Um aber wieder auf unser eigentliches Thema zurückzukommen: Trotz der offensichtlichen Unterschiede zwischen Seegurken und diesen haarigen zweibeinigen Säugetieren …

… sind die beiden in Wirklichkeit gar nicht so

verschieden!

Auf elementarster Ebene sind nämlich sämtliche Lebensformen auf der Erde eng miteinander verwandt. Sie haben alle einen gemeinsamen Vorfahren.

Und der erstaunliche Beweis dafür findet sich in jeder Zelle, die jemals auf diesem Planeten gelebt hat: Alle irdi-schen Organismen, von der Bakterie bis zum Menschen, haben eine Substanz gemein, die ihr Wachstum und ihre Vermehrung bestimmt:

Ein Doppelhelix-»Super-Molekül«, bei den Erdlingen

auch bekannt als …


19

D und …? Nein, D-N-A.

… die in Verbindung mit Ribonuklein-

säure …

Das ist eine Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure …

Langsam, Bloort, das sind komplizierte Wörter.

Überstürzen wir das Ganze nicht

ein wenig?

Ihr habt Recht, Majestät – ich versuche nur, ein paar Begriffe einzuführen.

Fürs Erste braucht Ihr Euch nur zu merken, dass es sich bei DNA um ein Makromolekül handelt, das in jeder einzelnen lebenden Zelle sämtlicher Organismen auf der Erde zu finden ist …


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… und dass sie Hinweise auf die Geschichte und die Funktion jedes beliebigen Organismus liefert, verfasst in einer universellen Sprache, die jede Zelle dieses Organismus versteht …

… einen Plan zum Bau und zur Instandhaltung von Zellen …

… sowie zur Weitergabe der Merkmale dieser Zellen an zukünftige Generationen.

Baupläne? Damit kenne ich mich aus. Ich möchte ja nicht prahlen, aber ich habe einige Erfahrung …

Doch es bedarf mehr als Plänen und einer universellen Sprache – oder was auch immer –, um etwas zu bewerk- stelligen.

Nun, Organisation ist nötig, und DNA ist auf jeden Fall gut organisiert.

Dazu ist Bürokratie nötig.

… mit dem Aufbau eines Imperiums.


21

Gene sind Informationseinheiten.

Ein DNA-Strang besteht aus Tausenden Nukleinsäure-Molekülen.

Bestimmte Gruppierungen dieser Nukleinsäuren, die ein spezifisches körperliches Merkmal verschlüsseln, werden als Gene bezeichnet.

Die DNA-Stränge, die sämtliche genetischen Informationen enthalten …

… sind innerhalb der Zellen zu ordentlichen Strukturen gebündelt, die als Chromo-somen bezeichnet werden.

Den vollständigen Satz Gene eines Organismus – die Gesamtheit aller Informationen, die zur Erzeugung eines anderen, identischen Organismus benötigt werden …

… nennt man Genom.

Irdische Organismen besitzen unabhängig von ihrer strukturellen Komplexität zwischen mehreren Hundert und mehreren Zehntausend Genen in ihrem Genom.

Fadenwurm: 20.000 Gene

Huhn: 23.000 Gene

Mensch: 20-25.000 Gene


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Die verblüffende Ähnlichkeit der Gene aller irdischen Organismen liefert den Beweis für ihre gemeinsame Abstammung. So sind zum Beispiel 31 % der Gene des intelligenten, global dominanten Säugetiers namens Mensch und des einfachen, einzelligen Hefepilzes identisch …

40 % der Gene des Menschen und des Fadenwurms sind identisch …

50 % der Gene des Menschen und der Fruchtfliege sind identisch …

… und beachtliche 85 % der Gene des Menschen und der Hausmaus …


23

Und noch eine interessante Tatsache: Der Mensch und sein engster Verwandter, der Schimpanse, teilen sich über 98 % ihrer Gene.

Die Unterschiede zwischen den beiden sind fast vernachlässigbar.

Fast ver-nachlässigbar?

Ich persönlich kann gar keinen Unterschied

feststellen.

Wir wollen jetzt nicht in Spezies-Ignoranz abgleiten, Eure überaus starrsinnige Allwissenheit.

Vergesst nicht, dass uns Squinch mehr als nur ein bisschen mit dem ge- meinen frippurvianischen Peitschenwurm verbindet …


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