CARL WOESE: BIOGRAPHIE, TAXONOMIE, ANDERE BEITRÄGE, WERKE - ARTE - 2025

Carl Woese (1928-2012) war ein renommierter amerikanischer Mikrobiologe, dessen Arbeit das Verständnis der mikrobiellen Welt sowie die Art und Weise, wie wir die Beziehungen allen Lebens auf der Erde wahrnehmen, revolutionierte.

Mehr als jeder andere Forscher richtete Carl Woese die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Welt auf eine immaterielle, aber dominante mikrobielle Welt. Ihre Arbeit ermöglichte es uns, ein Königreich zu kennen und zu analysieren, das weit über pathogene Bakterien hinausgeht.

Carl Richard Woese war ein amerikanischer Mikrobiologe, dessen Arbeit das Verständnis der mikrobiellen Welt revolutionierte. Quelle: Don Hamerman

Durch seine Arbeiten entwickelte Woese ein Verständnis für die Entwicklung des Lebens; Dies wurde durch die Abfolge von Genen von Lebewesen erreicht, was zeigt, dass die Evolutionsgeschichte auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgeführt werden kann.

Darüber hinaus entdeckte Woese während dieser Untersuchung den dritten Lebensbereich, die als Archaea bekannt ist.

Biografie

Carl Richard Woese wurde 1928 in Syracuse, New York geboren. Er studierte Mathematik und Physik am Amherst College in Massachusetts und promovierte. in Biophysik an der Yale University im Jahr 1953.

Woese erhielt seine Ausbildung von führenden Forschern und Nobelpreisträgern wie seinem Diplomlehrer, dem Biophysiker Ernest Pollard, der selbst Schüler des Nobelpreisträgers für Physik James Chadwick war.

Woeses Interesse an der Entstehung des genetischen Codes und der Ribosomen entwickelte sich während seiner Arbeit als Biophysiker am General Electric Research Laboratory. Später, 1964, lud ihn der amerikanische Molekularbiologe Sol Spiegelman an die Fakultät der University of Illinois ein, wo er bis zu seinem Tod (2012) blieb.

Woeses menschliche Seite

Laut seinen engen Kollegen widmete sich Woese seiner Arbeit sehr und war sehr verantwortungsbewusst mit seiner Forschung. Viele sagen jedoch, dass der Mikrobiologe Spaß bei seiner Arbeit hatte. Darüber hinaus beschrieben ihn seine Klassenkameraden als eine brillante, einfallsreiche, ehrliche, großzügige und bescheidene Person.

Auszeichnungen und Auszeichnungen

Während seiner jahrelangen Forschung erhielt er zahlreiche Auszeichnungen und Auszeichnungen, darunter das MacArthur Fellowship. Er war auch Mitglied der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten und der Royal Society.

1992 erhielt Woese die Leeuwenhoek-Medaille von der Königlich Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften - die als höchste Auszeichnung in der Mikrobiologie gilt - und 2002 erhielt er die National Medal of Science der Vereinigten Staaten.

In ähnlicher Weise wurde er 2003 mit dem Crafoord-Preis der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften für Biowissenschaften ausgezeichnet, einem Parallelpreis zum Nobelpreis.

Bestimmung des wissenschaftlichen Fortschritts für Woeses Vision

In den 1970er Jahren klassifizierte die Biologie Lebewesen in fünf große Königreiche: Pflanzen, Tiere, Pilze, Prokaryoten (oder Bakterien), einfache Zellen ohne innere Struktur und Eukaryoten, die einen Kern und andere Bestandteile in ihren Zellen haben. .

Fortschritte in der Molekularbiologie ermöglichten es Woese jedoch, die Grundlagen des Lebens auf der Erde anders zu betrachten. Auf diese Weise zeigte er, dass das Leben in jedem der fünf Königreiche dieselbe Basis sowie dieselbe Biochemie und denselben genetischen Code hat.

Der genetische Code

Nach der Entdeckung der Nukleinsäuren Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA) wurde festgestellt, dass der genetische Code in diesen beiden Makromolekülen gespeichert ist. Ein wesentliches Merkmal von DNA und RNA ist, dass sie aus Wiederholungen kleinerer Moleküle bestehen, die als Nukleotide bekannt sind.

Dank dessen konnte festgestellt werden, dass die große Vielfalt des Lebens auf die Unterschiede in den Komponenten der Nukleotide dieser beiden Moleküle zurückzuführen ist.

In dieser Hinsicht waren Woeses Beiträge zum Verständnis und zur Bestimmung der Struktur von RNA von wesentlicher Bedeutung. Nach diesen Untersuchungen interessierte sich Woese besonders für die Untersuchung der Evolution des genetischen Codes.

Molekulare Taxonomie

Carl Woese untersuchte eine bestimmte Reihe genetischer Informationen, die in der sogenannten 16s-Mitochondrien-RNA gefunden wurden. Die genetische Sequenz dieser RNA hat die Besonderheit, dass sie im Genom aller Lebewesen vorkommt und hoch konserviert ist, was bedeutet, dass sie sich langsam entwickelt hat und verwendet werden kann, um evolutionäre Veränderungen für eine lange Zeit zu verfolgen.

Um RNA zu untersuchen, verwendete Woese die Nukleinsäuresequenzierungstechnologie, die in den 1970er Jahren noch sehr primitiv war. Er verglich die ribosomalen RNA (rRNA) -Sequenzen verschiedener Organismen, hauptsächlich Bakterien und anderer Mikroorganismen.

Später, 1977, veröffentlichte er zusammen mit George Fox den ersten wissenschaftlich fundierten phylogenetischen Lebensbaum. Dies ist eine Karte, die die groß angelegte Organisation des Lebens und den Verlauf der Evolution zeigt.

Die drei Domänen

Das Evolutionsmodell, das vor Woeses Arbeit verwendet wurde, zeigte, dass Lebewesen in zwei große Gruppen eingeteilt wurden: Prokaryoten und Eukaryoten. Darüber hinaus wies er darauf hin, dass Prokaryoten zu moderneren Eukaryoten führten.

Woese sequenzierte und verglich jedoch die rRNA-Gene verschiedener Lebewesen und stellte fest, dass ihre evolutionäre Divergenz umso größer ist, je größer die Variation in der Gensequenz zweier Organismen ist.

Diese Ergebnisse ermöglichten es ihm, die drei Evolutionslinien vorzuschlagen, die als Domänen bezeichnet werden: Bakterien und Archaea (die prokaryotische Zellen darstellen, dh ohne Kern) und Eukarya (eukaryotische Zellen, mit einem Kern).

Archaeen repräsentieren prokaryotische Zellen, dh ohne Kern. Quelle: Kaden 11a

Auf diese Weise stellte Woese fest, dass das Konzept der Prokaryoten keine phylogenetische Rechtfertigung hatte und Eukaryoten nicht von Bakterien stammten, sondern eine Schwestergruppe der Archaeen sind.

Der phylogenetische Baum des Lebens

Die drei Domänen wurden in einem phylogenetischen Baum dargestellt, in dem evolutionäre Unterschiede gezeigt werden. In diesem Baum ist der Abstand zwischen zwei Arten - entlang der Linien, die sie verbinden - proportional zum Unterschied in ihrer rRNA.

Ebenso sind diejenigen, die im Baum weit voneinander entfernt sind, weiter entfernte Verwandte. Durch die Kombination einer großen Datenmenge ist es möglich, die Beziehungen zwischen Arten abzuschätzen und festzustellen, wann eine Linie von einer anderen abweicht.

Sonstige Beiträge

Woeses Arbeit und Erkenntnisse hatten einen tiefgreifenden Einfluss auf das Verständnis der Entwicklung der mikrobiellen Ökologie der Erde und des menschlichen Körpers. sogar außerhalb der terrestrischen Herrschaften.

Beiträge zur Ökologie der Erde

Mikrobielle Ökosysteme sind die Grundlage der Biosphäre der Erde, und bevor das sequenzbasierte phylogenetische Gerüst von Woese entwickelt wurde, gab es keine sinnvolle Möglichkeit, die Beziehungen der Mikroben zu bewerten, aus denen die natürliche Welt besteht.

Woeses Entdeckung zeigte, dass alles Leben auf der Erde von einem Ahnenzustand abstammt, der vor 3,8 Milliarden Jahren existierte, wobei die Schlüsselelemente der modernen Zelle bereits etabliert waren.

Auf diese Weise wurde die Disziplin der mikrobiellen Ökologie aus einem sterbenden Zustand in eines der dynamischsten Gebiete der Biologie mit wichtigen Auswirkungen auf die Medizin befördert, wie das Human Microbiome Project zeigt.

Human Microbiome Project

Das Human Microbiome Project wurde 2008 vom National Institute of Health (NIH) der Vereinigten Staaten vorgeschlagen, wobei die Ergebnisse von Woese die grundlegende Grundlage dieses Projekts bilden.

Das Hauptziel dieser großartigen Initiative ist es, die im menschlichen Körper vorhandenen mikrobiellen Gemeinschaften zu identifizieren und zu charakterisieren und nach Korrelationen zwischen der Dynamik mikrobieller Populationen, der menschlichen Gesundheit und Krankheiten zu suchen.

Exobiologie

Die Exobiologie versucht, die Geschichte der Prozesse und Ereignisse zu rekonstruieren, die an der Transformation biogener Elemente beteiligt sind, von ihren Ursprüngen in der Nukleosynthese bis zu ihrer Teilnahme an der darwinistischen Evolution im Sonnensystem.

Folglich befasst sich die Exobiologie mit den grundlegenden Aspekten der Biologie durch eine Untersuchung des Lebens außerhalb der Erde. Es entsteht dann eine allgemeine Theorie für die Evolution lebender Systeme aus lebloser Materie.

Woeses Konzepte wurden von der NASA in ihr Exobiologieprogramm und in die Philosophie ihrer Programme für die Missionen aufgenommen, die 1975 zum Mars gestartet wurden, um nach Lebenszeichen zu suchen.

Hauptwerke

Seine wichtigsten Werke sind unten aufgeführt:

- Evolution der makromolekularen Komplexität (1971), wo ein einheitliches Modell für die Evolution der makromolekularen Komplexität vorgestellt wird.

- Bakterielle Evolution (1987). Diese Arbeit ist eine historische Beschreibung, wie die Beziehung zwischen Mikrobiologie und Evolution beginnt, die Konzepte über den Ursprung von Arten auf der Erde zu verändern.

- Der universelle Vorfahr (1998). Es beschreibt den universellen Vorfahren als eine vielfältige Gemeinschaft von Zellen, die als biologische Einheit überlebt und sich entwickelt.

- Interpretation des universellen phylogenetischen Baums (2000). Diese Arbeit bezieht sich darauf, wie der universelle phylogenetische Baum nicht nur alles existierende Leben umfasst, sondern seine Wurzel den Evolutionsprozess vor der Entstehung aktueller Zelltypen darstellt.

- Zur Evolution der Zellen (2002). In dieser Arbeit präsentiert Woese eine Theorie zur Evolution der Zellorganisation.

- Eine neue Biologie für ein neues Jahrhundert (2004). Es ist eine Aussage über die Notwendigkeit einer Änderung der biologischen Ansätze angesichts der neuen Erkenntnisse der lebenden Welt.

- Kollektive Evolution und der genetische Code (2006). Präsentiert eine dynamische Theorie für die Evolution des genetischen Codes.

Verweise

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