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Hilfe bei der Identifizierung von Organismen

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Ich hätte gerne Hilfe bei der Identifizierung dieser "Krabbe".

Ich habe 32 Seiten mit Krabben auf dieser Ressource http://species-identification.org/ durchgesehen, aber keine von ihnen sieht aus wie dieses kleine Tier, das in den Gewässern von Madeira gefunden wurde.

Sie bewegen sich schnell und sind etwas zwischen einer Spinne und einer Krabbe.


Es ist definitiv eine Krabbe - keine Spinne. Ich dachte ursprünglich, es wäre ein Sally Leichtfußkrebs (eine gewöhnliche Krabbe auf Madeira aus der Familie von Uferkrabben), aber ich stimme Ihrem Kommentar zu, dass es wahrscheinlicher ist, dass Flinke Sprühkrabbe (des Flache Krabbe Gattung), da das Exemplar auf Ihrem Foto viel flacher schien als eine Uferkrabbe (aber ich war mir nicht sicher, ob es nur die Form des Felsens war). Der Wikipedia-Artikel zu dieser Art sagt, dass diese auch als eine andere Art von Sally Lightfoot-Krabben bezeichnet werden, und die Tatsache, dass diese zu einer anderen taxonomischen Familie gehören als die anderen (die Uferkrabben) ist ein Diskussionsthema.

Sie werden im Küstenatlantik beobachtet und gelten als auf Madeira beheimatet, haben sich aber kürzlich im Mittelmeer ausgebreitet

Auf iNaturalist können Sie eine Galerie mit fast 200 Fotos dieser Krabben anzeigen.


Warum verwenden Wissenschaftler wissenschaftliche Namen für Organismen?

Wissenschaftliche Namen werden verwendet, um die Vielzahl lebender und ausgestorbener Organismen zu klassifizieren und aufzuzeichnen. Diese Namen ermöglichen es der wissenschaftlichen Gemeinschaft, eine gemeinsame Datenbank mit Namen zu haben. Ohne sie ist die Kommunikation über verschiedene Organismen umständlich.

Die zur Beschreibung von Arten verwendete Klassifizierung wird als binomiale Nomenklatur bezeichnet, und jeder Organismus erhält einen allgemeinen Namen für die Familie, zu der er gehört, und einen spezifischen Namen, um ihn zu identifizieren. Diese Namen werden in lateinischer Sprache und mit lateinischen Wörtern angegeben, was den Menschen hilft, zwischen gebräuchlichen Namen und wissenschaftlichen Namen zu unterscheiden. Verschiedene Gebiete haben oft unterschiedliche Namen für dieselben Tiere, und einige verwenden dieselben Wörter, wenn sie sich auf verschiedene Organismen beziehen. Die binomiale Nomenklatur hilft der wissenschaftlichen Gemeinschaft, organisiert zu bleiben.

Es ist schwierig zu bestimmen, wie Arten zu klassifizieren sind. Eisbären und Braunbären zum Beispiel sind ähnlich, und einige Wissenschaftler glauben, dass es sich um dieselbe Art, aber um unterschiedliche Unterarten handelt. Der Umgang mit alten Dinosauriern ist noch komplexer. Eine Reihe von Fossilien, von denen ein Wissenschaftler glaubt, dass sie eine einzigartige Art sind, könnte ein Jungtier einer bereits entdeckten und klassifizierten Art sein. Da genetische Informationen für ausgestorbene Organismen im Allgemeinen nicht verfügbar sind, ändert sich die Klassifizierung dieser Kreaturen im Laufe der Zeit oft, wenn neue Fossilien entdeckt werden.


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Konzept in Aktion


Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) ist ein durchsuchbarer Online-Katalog menschlicher Gene und genetischer Störungen. Diese Website zeigt die Genomkartierung und beschreibt auch die Geschichte und Forschung jedes Merkmals und jeder Störung. Klicken Sie auf den Link, um nach Merkmalen (wie Händigkeit) und genetischen Störungen (wie Diabetes) zu suchen.


Dichotome Keying

Die Identifizierung biologischer Organismen kann mit Werkzeugen wie dichotomen Schlüsseln stark vereinfacht werden. Ein dichotomer Schlüsselmacher ist ein organisierter Satz von Couplets von sich gegenseitig ausschließenden Eigenschaften biologischer Organismen. Sie vergleichen einfach die Eigenschaften eines unbekannten Organismus mit einem geeigneten dichotomen Schlüssel. Diese Schlüssel beginnen mit allgemeinen Merkmalen und führen zu Couplets, die zunehmend spezifische Merkmale angeben. Wenn der Organismus in eine Kategorie fällt, gehen Sie zum nächsten angegebenen Paar. Wenn Sie dem Schlüssel folgen und die richtigen Entscheidungen treffen, sollten Sie in der Lage sein, Ihr Exemplar auf der angegebenen taxonomischen Ebene zu identifizieren.

Couplets können in verschiedenen Formen organisiert werden. Die Couplets können mit Zahlen (numerisch) oder mit Buchstaben (alphabetisch) dargestellt werden. Die Couplets können zusammen präsentiert oder nach Beziehungen gruppiert werden. Es gibt keine offensichtliche Einheitlichkeit in der Darstellung für dichotome Schlüssel.

Beispielschlüssel zu einigen gewöhnlichen Bohnen, die in der Küche verwendet werden:

Numerischer Schlüssel mit Couplets, die zusammen präsentiert werden. Der große Vorteil dieser Darstellungsweise besteht darin, dass beide Merkmale eines Paares sehr einfach bewertet und verglichen werden können.

1a. Bohnenrunde Kichererbse
1b. Bean elliptisch oder länglich Gehe zu 2
2a. Bohnenweiß Weißer Norden
2b. Bohne hat dunkle Pigmente Gehe zu 3
3a. Bohne gleichmäßig pigmentiert Gehe zu 4
3b. Bohnenpigmentierung gesprenkelt Pinto Bohnen
4a. Bohnen schwarz Schwarze Bohne
4b. Bohne rötlich-braun Kidneybohnen

Alphabetischer Schlüssel mit nach Beziehung gruppierten Couplets. Diese Taste verwendet die gleichen Couplet-Auswahlmöglichkeiten wie die obige Taste. Die Auswahlmöglichkeiten innerhalb des ersten und des nachfolgenden Couplets werden getrennt, um die Beziehungen zwischen den Merkmalen zu bewahren.

A. Bean elliptisch oder länglich Gehe zu B
B. Bohne hat dunkle Pigmente Gehe zu C
C. Bohnenfarbe ist fest Gehe zu D
C. Bohnenfarbe ist gesprenkelt Pinto Bohnen
D. Bean ist schwarz Schwarze Bohne
D. Bean ist rötlich-braun Kidneybohnen
B. Bohne ist weiß Weißer Norden
A. Bohne ist rund Kichererbse

Regeln für die Verwendung dichotomer Schlüssel:

Wenn Sie einem dichotomen Schlüssel folgen, wird Ihre Aufgabe einfacher, wenn Sie sich an ein paar einfache Faustregeln halten:

  1. Lesen Sie beide Auswahlmöglichkeiten in einem Couplet sorgfältig durch. Obwohl die erste Beschreibung auf Ihr Beispiel zu passen scheint, trifft die zweite möglicherweise noch besser zu.
  2. Machen Sie Notizen, in denen Sie die Reihenfolge der Identifizierungsschritte angeben, die Sie unternommen haben. So können Sie Ihre Arbeit später noch einmal überprüfen und auf Fehlerquellen hinweisen, falls diese gemacht wurden.
  3. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Wahl Sie in einem Couplet treffen sollen, folgen Sie beiden Gabeln (einer nach der anderen). Nachdem Sie ein paar weitere Couplets durchgearbeitet haben, kann es sein, dass eine Gabelung überhaupt nicht zu Ihrer Probe passt.
  4. Arbeiten Sie nach Möglichkeit mit mehr als einer Probe. Auf diese Weise können Sie feststellen, ob der von Ihnen betrachtete Typ typisch oder atypisch ist. Dies gilt insbesondere bei der Arbeit mit Pflanzen – untersuchen Sie mehr als ein Blatt, einen Zweig, einen Zapfen, einen Samen, eine Blüte usw.
  5. Wenn Sie einen Organismus ausgeschlüsselt haben, betrachten Sie Ihre Anstrengung nicht als das Endergebnis. Überprüfen Sie Ihr Identifikationsschema anhand Ihrer Notizen. Suchen Sie ein Musterexemplar (sofern vorhanden) und vergleichen Sie Ihre Unbekannte mit dem Musterexemplar. Wenn kein Typusexemplar verfügbar ist, suchen Sie nach einer guten Beschreibung der angegebenen taxonomischen Gruppe und prüfen Sie, ob Ihre Unbekannte diese Beschreibung widerspiegelt.
  6. Stellen Sie beim Lesen eines Couplets sicher, dass Sie alle verwendeten Begriffe verstehen. Die besten Schlüssel verfügen über ein Glossar der im Schlüssel verwendeten Fachbegriffe. Wenn kein Glossar verfügbar ist, suchen Sie ein gutes Nachschlagewerk für das Fachgebiet (Lehrbuch, biologisches Wörterbuch usw.), um den Begriff zu verstehen.
  7. Wenn eine Messung angezeigt wird, stellen Sie sicher, dass Sie die Messung mit einer kalibrierten Skala durchführen. „Augapfel“ oder raten Sie nicht.

Verwenden Sie einen Bohnenbehälter, um die Bohnen mit einem der dichotomen Schlüssel oben zu identifizieren. Kleben Sie die Bohnen auf die mitgelieferte Karte und beschriften Sie sie mit ihrem gemeinsamen Namen. Geben Sie an, welche Schritte Sie befolgt haben, um zu Ihrer Antwort zu gelangen. Geben Sie die Karte bei Ihrem Lehrer ab. Vergleichen Sie Ihre Antworten mit den Beschreibungen des Dozenten und dem Typenmuster.

Besorgen Sie sich Proben der bereitgestellten Snackchips. Entwickeln Sie einen dichotomen Schlüssel, um die Snacks zu identifizieren. Verfolgen Sie in Ihrem Notizbuch die Merkmale, die Sie zur Unterscheidung der verschiedenen Snack-Familien verwendet haben. Welche Werte hat das Merkmal für die einzelnen Snacks?


Biologie 171

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Vergleichen Sie homologe und analoge Merkmale
  • Besprechen Sie den Zweck der Kladistik
  • Beschreiben Sie maximale Sparsamkeit

Wissenschaftler müssen genaue Informationen sammeln, die es ihnen ermöglichen, evolutionäre Verbindungen zwischen Organismen herzustellen. Ähnlich wie bei der Detektivarbeit müssen Wissenschaftler Beweise verwenden, um die Fakten aufzudecken. Im Fall der Phylogenie konzentrieren sich evolutionäre Untersuchungen auf zwei Arten von Beweisen: morphologische (Form und Funktion) und genetische.

Zwei Optionen für Ähnlichkeiten

Im Allgemeinen sind Organismen, die ähnliche physikalische Merkmale und Genome aufweisen, enger verwandt als solche, die dies nicht tun. Wir bezeichnen solche Merkmale, die sich sowohl morphologisch (in der Form) als auch genetisch überlappen, als homologe Strukturen. Sie stammen aus Entwicklungsähnlichkeiten, die auf der Evolution beruhen. Zum Beispiel haben die Knochen in Fledermaus- und Vogelflügeln homologe Strukturen ((Abbildung)).


Beachten Sie, dass es sich nicht nur um einen einzelnen Bone handelt, sondern um eine Gruppierung mehrerer Bones, die auf ähnliche Weise angeordnet sind. Je komplexer das Merkmal, desto wahrscheinlicher ist jede Art von Überlappung auf eine gemeinsame evolutionäre Vergangenheit zurückzuführen. Stellen Sie sich vor, zwei Menschen aus verschiedenen Ländern erfinden beide ein Auto mit den gleichen Teilen und in genau der gleichen Anordnung ohne jegliches Vorwissen oder gemeinsames Wissen. Dieses Ergebnis wäre höchst unwahrscheinlich. Wenn jedoch zwei Leute beide einen Hammer erfunden haben, können wir vernünftigerweise davon ausgehen, dass beide ohne die Hilfe des anderen die ursprüngliche Idee haben könnten. Die gleiche Beziehung zwischen Komplexität und gemeinsamer Evolutionsgeschichte gilt für homologe Strukturen in Organismen.

Irreführender Auftritt

Einige Organismen können sehr eng verwandt sein, obwohl eine geringfügige genetische Veränderung einen großen morphologischen Unterschied verursacht hat, der sie ganz anders aussehen lässt. In ähnlicher Weise können nicht verwandte Organismen entfernt verwandt sein, erscheinen aber sehr ähnlich. Dies geschieht normalerweise, weil beide Organismen in gemeinsamen Anpassungen waren, die sich unter ähnlichen Umweltbedingungen entwickelt haben. Wenn ähnliche Merkmale aufgrund von Umweltbeschränkungen und nicht aufgrund einer engen evolutionären Verwandtschaft auftreten, handelt es sich um eine Analogie oder Homoplasie. Insekten benutzen zum Beispiel Flügel, um wie Fledermäuse und Vögel zu fliegen, aber die Flügelstruktur und der embryonale Ursprung sind völlig unterschiedlich. Dies sind analoge Strukturen ((Abbildung)).

Ähnliche Merkmale können entweder homolog oder analog sein. Homologe Strukturen haben einen ähnlichen embryonalen Ursprung. Analoge Organe haben eine ähnliche Funktion. Zum Beispiel sind die Knochen in der Vorderflosse eines Wals homolog zu den Knochen im menschlichen Arm. Diese Strukturen sind nicht analog. Die Flügel eines Schmetterlings oder Vogels sind analog, aber nicht homolog. Einige Strukturen sind sowohl analog als auch homolog: Vogel- und Fledermausflügel sind sowohl homolog als auch analog. Wissenschaftler müssen bestimmen, welche Art von Ähnlichkeit ein Merkmal aufweist, um die Phylogenie der Organismen zu entschlüsseln.


Diese Website enthält mehrere Beispiele, um zu zeigen, wie das Erscheinungsbild beim Verständnis der phylogenetischen Beziehungen von Organismen irreführend sein kann.

Molekulare Vergleiche

Der Fortschritt der DNA-Technologie hat zur molekularen Systematik geführt, die die Verwendung molekularer Daten in der Taxonomie und biologischen Geographie (Biogeographie) bedeutet. Neue Computerprogramme bestätigen nicht nur viele früher klassifizierte Organismen, sondern decken auch früher gemachte Fehler auf. Wie bei den physikalischen Eigenschaften kann sogar die DNA-Sequenz in einigen Fällen schwierig zu lesen sein. In einigen Situationen können zwei sehr eng verwandte Organismen als unverwandt erscheinen, wenn eine Mutation aufgetreten ist, die eine Verschiebung des genetischen Codes verursacht hat. Das Einfügen oder Löschen einer Mutation würde jede Nukleotidbase über eine Stelle verschieben, wodurch zwei ähnliche Codes unverwandt erscheinen.

Manchmal teilen sich zwei Abschnitte des DNA-Codes in entfernt verwandten Organismen zufällig einen hohen Prozentsatz an Basen an denselben Stellen, was dazu führt, dass diese Organismen eng verwandt erscheinen, wenn sie es nicht sind. In beiden Situationen helfen Computertechnologien, die tatsächlichen Beziehungen zu identifizieren, und letztendlich ist die gekoppelte Verwendung sowohl morphologischer als auch molekularer Informationen effektiver bei der Bestimmung der Phylogenie.

Warum ist Phylogenie wichtig? Evolutionsbiologen könnten viele Gründe aufzählen, warum das Verständnis der Phylogenie für den Alltag der menschlichen Gesellschaft wichtig ist. Für Botaniker dient die Phylogenie als Leitfaden zur Entdeckung neuer Pflanzen, die zum Nutzen des Menschen verwendet werden können. Denken Sie an die Art und Weise, wie Menschen Pflanzen verwenden – Nahrung, Medizin und Kleidung sind nur einige Beispiele. Wenn eine Pflanze eine Verbindung enthält, die bei der Behandlung von Krebs wirksam ist, möchten Wissenschaftler möglicherweise alle Verbindungen auf andere nützliche Medikamente untersuchen.

Ein Forschungsteam in China identifizierte ein DNA-Segment, von dem sie glaubten, dass es bei einigen Heilpflanzen der Familie Fabaceae (der Familie der Hülsenfrüchte) üblich ist. Sie arbeiteten daran, herauszufinden, welche Arten dieses Segment hatten ((Abbildung)). Nach dem Testen von Pflanzenarten in dieser Familie fand das Team einen vorhandenen DNA-Marker (eine bekannte Stelle auf einem Chromosom, die es ihnen ermöglichte, die Art zu identifizieren). Mithilfe der DNA, um phylogenetische Verwandtschaften aufzudecken, konnte das Team dann feststellen, ob eine neu entdeckte Pflanze zu dieser Familie gehört und ihre potenziellen medizinischen Eigenschaften bewerten.


Aufbau phylogenetischer Bäume

Wie konstruieren Wissenschaftler phylogenetische Bäume? Nachdem sie die homologen und analogen Merkmale sortiert haben, organisieren Wissenschaftler die homologen Merkmale oft mithilfe von Kladistiken. Dieses System sortiert Organismen in Kladen: Gruppen von Organismen, die von einem einzigen Vorfahren abstammen. In (Abbildung) haben sich beispielsweise alle Organismen in der orangefarbenen Region aus einem einzigen Vorfahren entwickelt, der Fruchtwassereier hatte. Folglich haben diese Organismen auch Fruchtwassereier und bilden eine einzelne Klade oder eine monophyletische Gruppe. Clades müssen alle Nachkommen von einem Verzweigungspunkt enthalten.


Welche Tiere in dieser Figur gehören zu einer Gruppe von Tieren mit Haaren? Was hat sich zuerst entwickelt, Haare oder Fruchtwasser?

Clades können in der Größe variieren, je nachdem, auf welchen Verzweigungspunkt man verweist. Wichtig ist, dass alle Organismen der Klade oder der monophyletischen Gruppe von einem einzigen Punkt des Baumes abstammen. Sie können sich daran erinnern, weil monophyletisch in „mono“ zerfällt, was eins bedeutet, und „phyletisch“, was evolutionäre Beziehung bedeutet. (Abbildung) zeigt verschiedene Klade-Beispiele. Beachten Sie, dass jede Klade von einem einzelnen Punkt stammt, während die Nicht-Klade-Gruppen Zweige anzeigen, die keinen einzigen Punkt teilen.


Was ist die größte Klade in diesem Diagramm?

Gemeinsame Eigenschaften

Organismen entwickeln sich aus gemeinsamen Vorfahren und diversifizieren sich dann. Wissenschaftler verwenden den Ausdruck „Abstammung mit Modifikation“, denn obwohl verwandte Organismen viele der gleichen Eigenschaften und genetischen Codes aufweisen, treten Veränderungen auf. Dieses Muster wiederholt sich, wenn man den phylogenetischen Baum des Lebens durchläuft:

  1. Eine Veränderung der genetischen Ausstattung eines Organismus führt zu einem neuen Merkmal, das in der Gruppe vorherrscht.
  2. Viele Organismen steigen von diesem Punkt ab und haben diese Eigenschaft.
  3. Es entstehen immer wieder neue Variationen: Einige sind anpassungsfähig und bleiben bestehen, was zu neuen Merkmalen führt.
  4. Bei neuen Merkmalen wird ein neuer Verzweigungspunkt bestimmt (zu Schritt 1 zurückgehen und wiederholen).

Wenn ein Merkmal im Vorfahren einer Gruppe gefunden wird, wird es als gemeinsames Vorfahrenmerkmal angesehen, da alle Organismen im Taxon oder in der Klade dieses Merkmal aufweisen. Das Wirbeltier in (Abbildung) ist ein gemeinsamer Vorfahrencharakter. Betrachten Sie nun die Fruchtwasser-Ei-Charakteristik in derselben Abbildung. Nur einige der Organismen in (Abbildung) haben dieses Merkmal, und für diejenigen, die dies tun, wird es als gemeinsam abgeleiteter Charakter bezeichnet, da dieses Merkmal irgendwann abgeleitet wurde, aber nicht alle Vorfahren im Baum einschließt.

Der knifflige Aspekt bei geteilten Vorfahren und geteilten abgeleiteten Charakteren besteht darin, dass diese Begriffe relativ sind. Wir können das eine oder andere Merkmal in Betracht ziehen, abhängig von dem speziellen Diagramm, das wir verwenden. Zurück zu (Abbildung): Beachten Sie, dass das Amnion-Ei ein gemeinsamer Vorfahrencharakter für die Amniota-Klade ist, während das Haar ein gemeinsamer abgeleiteter Charakter für einige Organismen in dieser Gruppe ist. Diese Begriffe helfen Wissenschaftlern, beim Bau phylogenetischer Bäume zwischen Kladen zu unterscheiden.

Auswahl der richtigen Beziehungen

Stellen Sie sich vor, Sie wären die Person, die für die ordnungsgemäße Organisation aller Warenhausartikel verantwortlich ist – eine überwältigende Aufgabe. Viel schwieriger gestaltet sich die Organisation der evolutionären Beziehungen allen Lebens auf der Erde: Wissenschaftler müssen enorme Zeitblöcke überspannen und mit Informationen längst ausgestorbener Organismen arbeiten. Der Versuch, die richtigen Verbindungen zu entschlüsseln, insbesondere angesichts von Homologien und Analogien, macht die Aufgabe, einen genauen Lebensbaum zu erstellen, außerordentlich schwierig. Hinzu kommt die fortschreitende DNA-Technologie, die Forschern jetzt große Mengen genetischer Sequenzen zur Verfügung stellt, die sie verwenden und analysieren können. Taxonomie ist eine subjektive Disziplin: Viele Organismen haben mehr als eine Verbindung zueinander, sodass jeder Taxonom die Reihenfolge der Verbindungen bestimmt.

Um bei der enormen Aufgabe der genauen Beschreibung von Phylogenien zu helfen, verwenden Wissenschaftler oft das Konzept der maximalen Sparsamkeit, was bedeutet, dass Ereignisse auf einfachste und offensichtlichste Weise stattfanden. Wenn beispielsweise eine Gruppe von Menschen ein Waldreservat betrat, um nach dem Prinzip der maximalen Sparsamkeit zu wandern, könnte man vorhersagen, dass die meisten auf etablierten Wegen wandern würden, anstatt neue zu schmieden.

Für Wissenschaftler, die Evolutionspfade entschlüsseln, wird die gleiche Idee verwendet: Der Evolutionspfad umfasst wahrscheinlich die wenigsten großen Ereignisse, die mit den vorliegenden Beweisen übereinstimmen. Ausgehend von allen homologen Merkmalen in einer Gruppe von Organismen suchen Wissenschaftler nach der offensichtlichsten und einfachsten Reihenfolge der evolutionären Ereignisse, die zum Auftreten dieser Merkmale geführt haben.

Besuchen Sie diese Website, um zu erfahren, wie Forscher maximale Sparsamkeit nutzen, um phylogenetische Bäume zu erstellen.

Diese Werkzeuge und Konzepte sind nur einige wenige Strategien, mit denen Wissenschaftler die Aufgabe lösen, die Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde aufzudecken. Neuere Technologien haben in letzter Zeit überraschende Entdeckungen mit unerwarteten Zusammenhängen gemacht, wie zum Beispiel die Tatsache, dass Menschen mit Pilzen näher verwandt zu sein scheinen als Pilze mit Pflanzen. Klingt unglaublich? Wenn die Informationen über DNA-Sequenzen wachsen, werden die Wissenschaftler der Kartierung der Evolutionsgeschichte allen Lebens auf der Erde immer näher kommen.

Abschnittszusammenfassung

Um phylogenetische Bäume zu erstellen, müssen Wissenschaftler genaue Informationen sammeln, die es ihnen ermöglichen, evolutionäre Verbindungen zwischen Organismen herzustellen. Anhand morphologischer und molekularer Daten arbeiten Wissenschaftler daran, homologe Merkmale und Gene zu identifizieren. Ähnlichkeiten zwischen Organismen können entweder aus einer gemeinsamen Evolutionsgeschichte (Homologien) oder aus getrennten Evolutionspfaden (Analogien) stammen. Wissenschaftler können neuere Technologien verwenden, um Homologien von Analogien zu unterscheiden. Nachdem sie homologe Informationen identifiziert haben, verwenden Wissenschaftler die Kladistik, um diese Ereignisse zu organisieren, um eine evolutionäre Zeitachse zu bestimmen. Sie wenden dann das Konzept der maximalen Sparsamkeit an, das besagt, dass die Reihenfolge der Ereignisse wahrscheinlich auf die offensichtlichste und einfachste Weise mit der geringsten Anzahl von Schritten aufgetreten ist. Für evolutionäre Ereignisse wäre dies der Weg mit der geringsten Anzahl von größeren Divergenzen, die mit den Beweisen korrelieren.

Kunstverbindungen

(Abbildung) Welche Tiere in dieser Abbildung gehören zu einer Gruppe von Tieren mit Haaren? Was hat sich zuerst entwickelt, Haare oder Fruchtwasser?

(Abbildung) Kaninchen und Menschen gehören in die Gruppe der Tiere mit Haaren. Das Fruchtwasser entwickelte sich vor dem Haar, weil die Amniota-Klade größer ist als die Klade, die Tiere mit Haaren umfasst.

(Abbildung) Was ist die größte Klade in diesem Diagramm?

(Abbildung) Die größte Klade umfasst den gesamten Baum.

Freie Antwort

Delfine und Fische haben ähnliche Körperformen. Ist dieses Merkmal eher ein homologes oder analoges Merkmal?

Delfine sind Säugetiere und Fische nicht, was bedeutet, dass ihre Evolutionswege (Phylogenien) ziemlich getrennt sind. Delfine haben sich wahrscheinlich an einen ähnlichen Körperplan angepasst, nachdem sie zu einem aquatischen Lebensstil zurückgekehrt sind, und daher ist diese Eigenschaft wahrscheinlich analog.

Warum ist es für Wissenschaftler so wichtig, zwischen homologen und analogen Merkmalen zu unterscheiden, bevor sie phylogenetische Bäume bauen?

Phylogenetische Bäume basieren auf evolutionären Verbindungen. Würde eine analoge Ähnlichkeit an einem Baum verwendet, wäre dies falsch und würde außerdem dazu führen, dass die nachfolgenden Äste ungenau werden.

Beschreiben Sie maximale Sparsamkeit.

Maximale Sparsamkeit stellt die Hypothese auf, dass Ereignisse auf die einfachste und offensichtlichste Weise stattfanden, und der Evolutionsweg umfasst wahrscheinlich die wenigsten größeren Ereignisse, die mit den vorliegenden Beweisen übereinstimmen.

Glossar


Verwenden von Schlüsseln zur Identifizierung von Organismen

Ich bin Biologielehrer. Ich möchte wirklich, dass Kinder Fähigkeiten für das Leben kennen und gewinnen. Ich liebe meinen Beruf und möchte ein würdiger Lehrer sein. Aber ich selbst lerne jeden Tag neue Fähigkeiten, zusammen mit Schülern.<br /> Ich brauche eine Biologieaufgabe, damit die Kinder lernen, die Fähigkeiten zur Vorbereitung auf die Prüfungen IGCSE und AS und A Level zu erwerben

Leere Antwort macht für den Endverbraucher keinen Sinn

Guljan04

Leere Antwort macht für den Endverbraucher keinen Sinn

Kathleen50

Leere Antwort macht für den Endverbraucher keinen Sinn

Mstemp

Ich plane, dies als Starter für meine 7er zu verwenden. Danke vielmals.

Leere Antwort macht für den Endverbraucher keinen Sinn

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Wie die synthetische Biologie der Umwelt helfen kann

CRISPR wurde verwendet, um Fruchtfliegen rot fluoreszierende Augen zu geben. Bildnachweis: Foto: NICHD

Die meisten Umweltwissenschaften konzentrieren sich darauf, die Uhr zurückzudrehen und nicht voranzutreiben, sagt Ben Bostick, Geochemiker am Lamont-Doherty Earth Observatory. „Wir denken darüber nach, wie wir unseren Fußabdruck reduzieren können, und nicht so sehr darüber, wie wir unseren Fußabdruck positiv vergrößern können“, sagte er. „Aber es gibt viele Beispiele für synthetische Biologie, die meiner Meinung nach tatsächlich viel Potenzial in der Umwelt haben. Denken Sie daran, wie wir unserer Umwelt helfen können, indem wir beispielsweise die Materialien verbessern, die wir mit synthetischer Biologie herstellen.“

Synthetische Biologie (Synbio) ist die Konstruktion biologischer Komponenten wie Enzyme und Zellen oder Funktionen und Organismen, die in der Natur nicht vorkommen, oder deren Neugestaltung, um neue Funktionen zu erfüllen. Synthetische Biologen identifizieren Gensequenzen, die Organismen bestimmte Eigenschaften verleihen, erzeugen sie chemisch im Labor und fügen sie dann in andere Mikroorganismen wie E. coli ein, damit sie die gewünschten Proteine, Eigenschaften oder Funktionen produzieren.

Seit ich 2011 eine allgemeine Einführung in synbio geschrieben habe, ist das Feld rasant gewachsen.

Ein Grund dafür ist die Entwicklung des 2013 erstmals eingesetzten Gen-Editing-Tools CRISPR-Cas9, das DNA an bestimmten Stellen lokalisiert, schneidet und ersetzt. Ein weiterer Grund ist, wie einfach es geworden ist, das Register of Standard Biological Parts zu verwenden, das über 20.000 genetische Teile oder BioBricks katalogisiert, die bestellt und zur Schaffung neuer synthetischer Organismen oder Systeme verwendet werden können.

Im Jahr 2018 investierten Investoren 3,8 Milliarden US-Dollar und Regierungen auf der ganzen Welt investierten 50 Millionen US-Dollar in Synbio-Unternehmen. Bis 2022 soll der weltweite Markt für Synbio-Anwendungen 13,9 Milliarden US-Dollar betragen. Aber die synthetische Biologie ist immer noch umstritten, weil sie die Natur verändert und ihre Potenziale und Risiken nicht vollständig verstanden sind.

Bostick, der an der Beseitigung der Arsenbelastung des Grundwassers arbeitet, indem er natürliche Bakterien dazu anregt, Substanzen zu produzieren, an denen Arsen haftet, erklärte, dass die gesamte biologische Gemeinschaft, die an Organismen arbeitet, die biologischen Systeme ständig verändert, aber das genetische Material nicht verändert oder Organismen. Wissenschaftler löschen Enzyme, fügen neue ein und ändern verschiedene Dinge, um die natürliche Welt zu verstehen. "Das sind jetzt Standardtechniken, aber sie werden mechanistisch durchgeführt", sagte er. „Wenn Sie sehen möchten, wie ein Protein funktioniert, was tun Sie? Sie verändern es tatsächlich – genau so haben wir unsere Umwelt untersucht synthetische Biologie." Synbio ist umstrittener, weil sein Zweck darin besteht, künstliche biologische Systeme zu bauen, die in der natürlichen Welt noch nicht existieren.

Dennoch produziert die synthetische Biologie einige potenzielle Lösungen für unsere hartnäckigsten Umweltprobleme. Hier sind einige Beispiele.

Umgang mit Umweltverschmutzung

Mikroben werden seit Jahrzehnten verwendet, um Umweltschadstoffe zu erkennen, zu identifizieren und zu quantifizieren. Jetzt sind synthetisierte mikrobielle Biosensoren in der Lage, auf bestimmte Giftstoffe wie Arsen, Cadmium, Quecksilber, Stickstoff, Ammonium, Nitrat, Phosphor und Schwermetalle zu zielen und auf vielfältige Weise zu reagieren. Sie können so konstruiert sein, dass sie ein elektrochemisches, thermisches, akustisches oder biolumineszierendes Signal erzeugen, wenn sie auf den vorgesehenen Schadstoff treffen.

Einige Mikroben können Boden oder Wasser auf natürliche Weise dekontaminieren. Die Synthese bestimmter Proteine ​​und deren Übertragung auf diese Bakterien kann deren Fähigkeit verbessern, Schwermetalle oder Radionuklide zu binden oder abzubauen. Ein Bodenbakterium erhielt neue Regelkreise, die es anweisen, Industriechemikalien als Nahrung zu sich zu nehmen. Forscher in Schottland manipulieren Bakterien, um Schwermetalle in metallische Nanopartikel umzuwandeln, die in Medizin, Industrie und Kraftstoffen verwendet werden.

CustoMem in Großbritannien verwendet synthetische Biologie, um ein körniges Material herzustellen, das Mikroverunreinigungen wie Pestizide, Pharmazeutika und bestimmte Chemikalien im Abwasser anzieht und daran haftet. Und australische Forscher versuchen, eine mehrzellige Struktur zu schaffen, die sie "synthetische Qualle" nennen, die nach einer giftigen Verschüttung freigesetzt werden könnte, um die Schadstoffe abzubauen.

Erhalt der Biodiversität

Amerikanische Kastanienbäume dominierten die Ostküste der USA bis 1876, als ein Pilz, der importierte Kastaniensamen trug, sie verwüstete und 1950 weniger als ein Prozent übrig ließ. Um fäuleresistente Bäume herzustellen, haben Wissenschaftler ein Weizengen in Kastanienembryonen eingefügt, was sie zu einem Enzym, das den Pilz entgiftet. Dieser Kastanienbaum wird wahrscheinlich der erste gentechnisch veränderte Organismus sein, der in die Wildnis entlassen wird, sobald er vom Landwirtschaftsministerium, der Food and Drug Administration (FDA) und der Environmental Protection Agency (EPA) zugelassen ist.

Revive & Restore, eine Organisation, die genetische Techniken zum Erhalt der Artenvielfalt einsetzt, versucht, das vom Aussterben bedrohte Schwarzfußfrettchen zu retten, das anfällig für die Waldpest ist. Da dies beim Hausfrettchen nicht der Fall ist, untersuchen Wissenschaftler die Möglichkeit, die Gene zu finden, die dem Hausfrettchen Resistenz verleihen, und sie in das Genom des Schwarzfußfrettchens zu bearbeiten. Die Forschung beginnt mit Zellkulturen im Labor.

Gene Drives sind Mechanismen, die ein gewünschtes genetisches Merkmal in einer Population verbreiten, um invasive Arten zu kontrollieren. Kürzlich wurde ein Gene Drive in Erwägung gezogen, um die Goldmuschel zu kontrollieren, die in südamerikanische und lateinamerikanische Gewässer eingedrungen ist. Nach der Identifizierung der Gene im Zusammenhang mit Fortpflanzung und Unfruchtbarkeit in Goldmuscheln schlugen die Wissenschaftler vor, CRISPR-Cas9 zu verwenden, um das Genom der Muschel zu bearbeiten, um die Weibchen unfruchtbar zu machen. Die gentechnisch veränderten Muscheln würden dann im Labor mit wilden Muscheln gezüchtet, wodurch modifizierte Embryonen erzeugt würden, die in die Wildnis entlassen werden könnten, um Unfruchtbarkeit in der gesamten Bevölkerung zu verbreiten. Ein Gene Drive zur Eliminierung von Malaria übertragenden Moskitos hat im Labor funktioniert, aber es wurde noch kein gentechnischer Gene Drive im Feld erprobt.

Einige Wissenschaftler arbeiten auch daran, das Genom von Korallen zu modifizieren, um es widerstandsfähiger gegen steigende Meerestemperaturen, Verschmutzung und Ozeanversauerung zu machen. Andere haben vorgeschlagen, die Gene von Cyanobakterien zu modifizieren, die die Feuchtigkeit in der Bodenkruste von Halbwüstenökosystemen beeinflussen, damit der Boden mehr Wasser zurückhält und mehr Vegetation wachsen kann.

Der unmögliche Burger. Bildnachweis: Dale Cruse

Da die Weltbevölkerung bis 2050 voraussichtlich 10 Milliarden Menschen erreichen wird, könnte die weltweite Nachfrage nach Nahrungsmitteln um 59 bis 98 Prozent steigen. Die Auswirkungen des Klimawandels – höhere Temperaturen, extreme Wetterbedingungen, Dürre, steigende Kohlendioxidwerte und Anstieg des Meeresspiegels – gefährden die Quantität und Qualität unserer Nahrungsmittelversorgung.

Verbesserung der Landwirtschaft

Forscher der University of California in San Diego haben herausgefunden, dass Pflanzen bei Trockenheit ein Hormon freisetzen, das die Poren der Pflanze schließt, um Wasser zu speichern, ihr Wachstum verlangsamt und die Samen ruht. Die Synthese dieses Hormons ist jedoch teuer, daher arbeiteten die Wissenschaftler mit synthetisch entwickelten Rezeptoren in Tomatenpflanzen, die stattdessen in ähnlicher Weise wassersparend auf ein häufig verwendetes Fungizid reagierten, wodurch die Pflanzen widerstandsfähiger gegen Trockenheit wurden.

Die Wissenschaftler des Salk-Instituts haben die Gene identifiziert, die das Wurzelsystem einer Pflanze dazu anregen, tiefer in den Boden zu wachsen. Sie planen, genetische Pfade zu entwickeln, um tiefere Wurzeln zu erzeugen, die es Nutzpflanzen ermöglichen, Stress zu widerstehen, mehr Kohlenstoff zu speichern und den Boden anzureichern.

Mikroben, die mit Hülsenfrüchten leben, geben ihnen die Fähigkeit, Stickstoff aus der Atmosphäre in Nährstoffe umzuwandeln, die die Pflanze zum Wachstum benötigt. Da andere Pflanzen Stickstoff jedoch nicht auf natürliche Weise assimilieren können, verwenden Bauern traditionell chemische Düngemittel. Die Produktion von Düngemitteln, die hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden, führt zu Treibhausgasemissionen und Eutrophierung. Als Alternative hat Pivot Bio, ein kalifornisches Unternehmen, die Gene einer Mikrobe entwickelt, die auf den Wurzeln von Mais-, Weizen- und Reispflanzen lebt, um es der Mikrobe zu ermöglichen, Stickstoff aus der Luft zu ziehen und ihn im Austausch gegen Nährstoffe an eine Pflanze zu füttern . In Feldtests lieferte seine stickstoffproduzierende Mikrobe für Mais 7,7 Scheffel pro Morgen mehr als chemisch gedüngte Felder.

Die Landwirtschaft, einschließlich der Viehzucht, ist für etwa 8 Prozent der US-Treibhausgasemissionen verantwortlich. Gentechnisch veränderte Mikroben werden verwendet, um nachhaltigere, ethischere und potenziell gesündere Lebensmittel herzustellen. Motif Ingredients entwickelt alternative Protein-Inhaltsstoffe ohne Tierhaltung. Es verwendet künstliche Mikroben, um Lebensmittelproteine ​​​​zu produzieren, die so zugeschnitten werden können, dass sie Aromen oder Texturen nachahmen, die denen in Rindfleisch und Milchprodukten ähnlich sind.

Der pflanzliche Burger von Impossible Foods enthält synthetisiertes Häm, das eisenhaltige Molekül, das in Tieren und Pflanzen vorkommt und dem Fleisch seinen blutigen Geschmack verleiht. Dafür fügten Wissenschaftler der Hefe ein Pflanzengen zu, das nach der Fermentation große Mengen des Häm-Proteins produzierte. Impossible Burger verbraucht 75 Prozent weniger Wasser und 95 Prozent weniger Land als ein normaler Rindfleischburger und verursacht 87 Prozent weniger Treibhausgasemissionen.

Mit der weltweit steigenden Nachfrage nach Meeresfrüchten (Fischbestände sind bereits zu 90 Prozent überfischt) wächst auch der Bedarf an Fischmehl, den Proteinpellets aus kleingemahlenem Fisch und Getreide, die sowohl Zuchtfische als auch Nutztiere ernähren. NovoNutrients mit Sitz in Kalifornien verwendet CO2 von Industrieemissionen, um im Labor hergestellte Bakterien zu füttern, die dann Proteine ​​​​produzieren, die den Aminosäuren ähnlich sind, die Fische durch den Verzehr kleinerer Fische erhalten. Die Bakterien ersetzen das Fischmehl und versorgen die Fische mit Protein und anderen Nährstoffen.

Grünere Produkte herstellen

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung machte 94 Prozent des gesamten anthropogenen CO . in den USA aus2 -Emissionen im Jahr 2016, daher zielen viele Forschungen darauf ab, bessere Biokraftstoffe zu schaffen, die nicht mit der Nahrungsmittelproduktion, den Bodennährstoffen oder dem Weltraum konkurrieren. Die neueste Generation von Biokraftstoffen konzentriert sich auf technisch hergestellte Mikroalgen, die einen hohen Fett- und Kohlenhydratgehalt aufweisen, schnell wachsen und relativ robust sind. Durch die Veränderung ihrer Stoffwechselwege können sie effizienter Photosynthese betreiben, mehr Öl produzieren, mehr Kohlenstoff absorbieren und widerstandsfähiger sein, sodass ihre Zahl erhöht werden kann.

LanzaTech in Illinois identifizierte einen Organismus, der auf natürliche Weise Ethanol aus Industrieabgasen herstellt. Nachdem das Unternehmen es mit "Wegen" von anderen Organismen entwickelt hat, um seine Leistung zu verbessern, ist der Organismus in der Lage, einzigartige Moleküle für wertvolle Chemikalien und Kraftstoffe zu produzieren. Die erste kommerzielle Anlage von LanzaTech in China hat über 7 Millionen Gallonen Ethanol aus den Emissionen von Stahlwerken produziert, die in Kerosin und andere Produkte umgewandelt werden können.

165 Millionen Tonnen Plastik haben die Ozeane verwüstet, und jedes Jahr kommen fast 9 Millionen Tonnen mehr hinzu. Synbio könnte dieses Verschmutzungsproblem lösen, indem es Plastik abbaut und ersetzt.

Im Jahr 2016 identifizierten Forscher in Japan zwei Enzyme in einem Bakterium, die es ihm ermöglichen, sich von PET-Kunststoff, wie er für Wasserflaschen und Lebensmittelbehälter verwendet wird, zu ernähren und zu abbauen. Seitdem analysieren Forscher auf der ganzen Welt, wie die Enzyme das Plastik abbauen und versuchen, ihre Fähigkeit dazu zu verbessern.

Textilfabrik in Bangladesch. Bildnachweis: NYU Stern BHR

Das kalifornische Unternehmen Newlight Technologies verwendet einen speziell entwickelten Biokatalysator auf Basis von Mikroorganismen (ähnlich einem Enzym), um aus der Luft aufgefangenes Abgas in Biokunststoff umzuwandeln. Der Biokatalysator entzieht Methan oder Kohlendioxid aus Farmen, Wasseraufbereitungsanlagen, Deponien oder Energieanlagen und kombiniert ihn dann mit Wasserstoff und Sauerstoff, um ein Biopolymermaterial zu synthetisieren. Das Biopolymer namens AirCarbon kann Plastik in Möbeln und Verpackungen ersetzen.

Lignin ist ein wichtiger Bestandteil von Pflanzen, die wie andere Arten von Biomasse für erneuerbare Kraftstoffe und Chemikalien verwendet werden könnten. Da es nur sehr wenige Bakterien und Pilze auf natürliche Weise abbauen können, versuchen Wissenschaftler seit Jahren, einen effizienten Weg zu entwickeln. Jetzt haben einige ein natürlich vorkommendes Enzym entwickelt, um es abzubauen, das es schließlich ermöglichen könnte, Lignin für Nylon, Biokunststoffe und sogar Kohlefasern zu verwenden.

Die Herstellung komplexer elektronischer Geräte erfordert giftige, seltene und nicht erneuerbare Stoffe und erzeugt jedes Jahr über 50 Millionen Tonnen Elektroschrott. Simon Vecchioni, der kürzlich seinen Ph.D. in Biomedizintechnik an der Columbia University, nutzt synthetische Biologie, um DNA-Nanodrähte und -Netzwerke als Alternative zur Siliziumtechnologie herzustellen.

Vecchioni bestellte bei einer Firma synthetisierte DNA, benutzte sie, um seinen eigenen BioBrick – ein kreisförmiges Stück DNA – herzustellen, und fügte es in das Bakterium E. coli ein, das Kopien der DNA erstellte. Dann schnitt er einen Teil der DNA aus und fügte ein Silberion ein, wodurch die DNA in einen elektrischen Leiter verwandelt wurde. Seine nächste Herausforderung besteht darin, die DNA-Nanodrähte in ein Netzwerk zu verwandeln. Die DNA-Nanodrähte könnten eines Tages Drähte aus wertvollen Metallen wie Gold, Silber (das Vecchioni nur auf atomarer Ebene verwendet), Platin und Iridium ersetzen, und ihre Fähigkeit, sich selbst zu organisieren, könnte die Verwendung der giftigen Verarbeitungschemikalien eliminieren zum Ätzen von Silizium verwendet.

„Eine Technologie zur Herstellung von elektrischen Schaltkreisen im Nanomaßstab könnte die Elektronikindustrie verändern. Bakterien sind Fabriken im Mikromaßstab, und DNA ist ein biologisch abbaubares Material“, sagte er. "Wenn wir erfolgreich sind, können wir hoffen, saubere, billige und erneuerbare Elektronik für den Verbrauchergebrauch herzustellen."

Die Herstellung von Zement (ein wichtiger Bestandteil von Beton) ist für etwa acht Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, da die Energie für den Abbau, den Transport und die Aufbereitung der Rohstoffe benötigt wird. bioMASON in North Carolina bietet eine Alternative, indem Sand in Formen eingebracht und mit Bakterien injiziert wird, denen dann Calciumionen im Wasser zugeführt werden. Die Ionen bilden mit den Zellwänden der Bakterien eine Kalziumkarbonathülle, wodurch die Partikel zusammenkleben. Ein Ziegel wächst in drei bis fünf Tagen. Die Steine ​​von bioMASON können so angepasst werden, dass sie im Dunkeln leuchten, Verschmutzungen absorbieren oder bei Nässe ihre Farbe ändern.

Nachhaltig kleiden

Fast Fashion hat katastrophale Auswirkungen auf die Umwelt aufgrund ihrer Farbstoffe und Textilausrüstungen, des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und der Verschmutzung durch Mikrofasern. Ungefähr drei Viertel des zum Färben verwendeten Wassers enden als giftiges Abwasser, und über 60 Prozent der Textilien bestehen aus Polyester und anderen Fasern auf Basis fossiler Brennstoffe, die beim Waschen Mikrofasern abgeben und unser Wasser verschmutzen.

Das französische Unternehmen Pili synthetisiert Enzyme, die auf verschiedene Farben zugeschnitten werden können, und integriert sie dann in Bakterien. Die Bakterien sind dann in der Lage, Pigmente zu bilden. Pili's dye is produced without petroleum products or chemicals, and uses one-fifth the water of regular dyes.

Spider silk, considered one of nature's strongest materials, is elastic, durable and soft. Bolt Threads, based in San Francisco, studied spider DNA to figure out what gives spider silk its special characteristics, then engineered genes accordingly and put them into yeast, which, after fermentation, produce large quantities of liquid silk proteins. The silk protein is then spun into fibers, which can be made into renewable Microsilk.

In the U.S., synbio chemicals and pharmaceuticals are mainly regulated by the Toxic Substances Control Act of 1976. Other synbio commercial products and applications are regulated by the EPA, Department of Agriculture, and the FDA. But do these agencies have the capacity and effectiveness to monitor synthetic biology as fast as it's developing and changing?

As some syn bio applications are starting to move out of the lab, there are worries about its potential environmental risks. If an engineered organism, such as those used in gene drives, is released into nature, could it prove more successful than existing species in an ecosystem and spread unchecked?

Bostick noted that each synthetic biology project today is usually focused on one very specific modification. "It's adding or altering a single enzyme, possibly putting in a series of enzymes so that it can do one thing," he said. "Very seldom do you tweak the rest of the organism, so it's not critical to the success of the organism and it's not likely to run rampant. From a scientific standpoint, it's hard to change more than one thing."

Moreover, according to Vecchioni, most synbio research is being done by student groups through iGEM's International Genetically Engineered Machine Competition, and every iGEM project must have a safety component—some way to turn off the gene or regulate it if it gets out.

Another concern is that the creation or modification of organisms could be used to create a disease for the purpose of bioterrorism. Vecchioni explained that the FBI is on the lookout for this. "They walk in nicely and say 'hi, we're watching,'" he said. "They also go to conferences and just make sure people are being smart about it." He added that DNA synthesis companies are also on alert. "They have a library of known dangerous pieces of DNA, so if you try to order something that is known to create disease in any organism, the FBI will come knocking on your door."

A more recent concern is that research institutes have begun setting up biofoundries, facilities that rely heavily on automation and artificial intelligence (AI) to enhance and accelerate their biotechnology capabilities. Jim Thomas, co-executive director of the ETC Group, which monitors emerging technologies, is concerned about the tens of thousands of organisms that AI is being used to create. "It raises a real safety question because if you have something go wrong, you potentially don't understand why it went wrong," said Thomas. "With AI it's a bit of a black box." He noted that most experts agree that there has to be a process for monitoring and assessing new developments in synbio.

Despite the potential risks of synbio, its potential benefits for the planet are huge. And as our environment is battered by the impacts of climate change and human activity, we need to explore all options. "We need every possible solution to even remotely get to the magnitude of change that we need to improve our world," said Bostick.


Freie Antwort

Dolphins and fish have similar body shapes. Is this feature more likely a homologous or analogous trait?

Dolphins are mammals and fish are not, which means that their evolutionary paths (phylogenies) are quite separate. Dolphins probably adapted to have a similar body plan after returning to an aquatic lifestyle, and, therefore, this trait is probably analogous.

Why is it so important for scientists to distinguish between homologous and analogous characteristics before building phylogenetic trees?

Phylogenetic trees are based on evolutionary connections. If an analogous similarity were used on a tree, this would be erroneous and, furthermore, would cause the subsequent branches to be inaccurate.

Describe maximum parsimony.

Maximum parsimony hypothesizes that events occurred in the simplest, most obvious way, and the pathway of evolution probably includes the fewest major events that coincide with the evidence at hand.


The Biology Curriculum

  • Integrative Biology:
    ​Experimental Design and Statistics
  • Principles of Chemistry: Energetics and Dynamics
  • At least seven courses in intermediate and upper-level biology, at least five of which must be lab courses
  • Completion of Biology Senior Experience.
Course descriptions and more courses

Update to Biology Department Anti-Racism Pledge 15 January 2021

On June 10, 2020, every member of the Biology Department publicly signed a letter in support of the Black Lives Matter movement and our commitment to reaffirm or implement anti-racist and inclusive approaches in our teaching and mentoring. We openly acknowledged and apologized for times when we have fallen short of our ideals and values, and we pledged to, individually and collectively, self-reflect and take actions intended to dismantle the norms of white supremacy at Lawrence.

While we had originally planned on bringing forward individual initiatives, we now believe a model with a greater emphasis on collective behaviors, interactions, and accountability will be both more effective and in line with our values. One essential component of working within a collective framework is that it will allow for us to help each other identify the unintentional actions, behaviors, and biases that each of us may exhibit at the various organizational levels in which we navigate. We want to follow up with you about our plans as we work to identify the explicit and implicit behaviors and policies that create inequities in our classes and lab, on our campus, and in our wider scientific and local communities.

Given the inextricable link between power and the maintenance of structures that uphold the norms of white supremacy, we are actively seeking ways to utilize our power and privilege at various levels within the organizational structures that we navigate to endorse antiracist policies. Last summer several faculty members in the department participated in the community read of Ibram X Kendi’s book How to be an Antiracist. Kendi emphasizes how “[t]here is no such thing as a nonracist or race-neutral policy. Every policy in every institution in every community in every nation is producing or sustaining either racial inequity or equity between racial groups (pg. 18)”. We have reflected and identified 4 broad organizational levels in which we will be collectively reflecting, reporting, and dialoguing on about how to work towards dismantling white supremacy culture in each of these spaces throughout the upcoming months. Furthermore, we have all committed to initiating changes in the areas in which we have most agency:

A. Classroom
B. Research labs, advising, and career advising
C. Abteilung
D. University (Committee Assignments & Campus Level Initiatives and Projects)
e. Wider Scientific and Local Communities

Our current detailed approaches are as follows (thus far):
1. At the classroom level, we will continue our introductory course redesign funded by the Howard Hughes Medical Institute for inclusive pedagogy (working groups separated by instructors of 130, 150, and 170). However, we will increase the prioritization of specific items within these individual groups related to dismantling white supremacy in the classroom and add a monthly agenda item at a department meeting for group check-ins and communication explicitly connected to these discussions (see previous document from June for specific examples). We expect this work to then extend to our upper level courses as we identify successful approaches.
2. Continue to provide research opportunities and paid employment (teaching assistants, stockroom workers, lab assistants, and tutors) equitably. We will give particular attention to supporting students from groups traditionally marginalized by science in our hiring practices and our associations with groups like Wisc-AMP, SACNAS and other professional societies.
3. At the Department Level, we are working on examining our own styles of communication, our methods of making decisions, and whether we need to further clarify specific roles and obligations in the department. Our department commits to having discussions about how white supremacy culture has impacted our work and is seen in any of our policies.
4. We will think critically about the processes, policies, and decisions that are being made in the committees and other campus initiatives that we contribute to. We will keep anti-racism explicit in the front of our minds as we work to consider the impact of the work we are doing. We will appoint a tenured-member of the department on a rotating basis to serve as a diversity and inclusion advocate to view our decision-making processes through an antiracist lens.
5. Wider work within our respective scientific and local communities will vary by faculty member. Current examples include: recruiting traditionally marginalized voices in editorial work, participation in diversity initiatives that address issues of systemic racism in professional societies, foster a local and diverse community of citizen scientists, and work to establish paid internships to support students from underrepresented backgrounds.
6. We are making space to listen, provide feedback, and hold each other accountable for the actions that we pledge to take. We plan to utilize department meeting minutes to document our plans and actions. It is not our intention for accountability to be punitive but rather to serve as a guide in which to further build and support each other.

We recognize that this is a living document that will continue to evolve along our collective and individual journeys towards antiracist ideals.


Schau das Video: Methoden des Gentransfers - Vektoren, Gentaxis einfach erklärt, Werkzeuge u0026 Grundlagen, Gentechnik 2 (September 2022).