Mendelsche Regeln der Vererbung

Leserin Breakpoint machte ein paar Themenvorschläge, was immer gut ist und ich gerne aufnehme. Hier also etwas zur mendelschen Vererbung:

Die mendelschen Regeln besagen im wesentlichen, wie bei geschlechtlicher Fortpflanzung die Gene kombiniert werden. Das war ein Rätsel, das beispielsweise Darwin stark verwirrte, welches aber durch die Entdeckungen Mendels aufgeklärt wurde.

Das Problem war, dass bei einer einfachen Vermischung der Eigenschaften eine „Zucht“ auf eine bestimmte Eigenschaft nur schwer möglich ist. Wenn eine besonders ausgeprägte Eigenschaft vorliegt (der Einfachheit halber mal einfach beschrieben als „Eigenschaft auf 130%“), dann würde sie im folgenden immer weiter verwässert werden. Wenn der Sexpartner eine Eigenschaft von 80% hat, dann hätten die Nachkommen 105%, was noch etwas besser wäre. Bereits in der nächsten Generation würde es aber noch weiter sinken, etwa bei einer Weiterung Paarung mit einem Partner mit 80% auf 92,5% und so weiter. Wenn aber keine Verbindung stattfindet, dann wäre wiederum die geschlechtliche Fortpflanzung relativ sinnlos. Es fehlte also der Mechanismus, der beides möglich machte, eine Vermischung der Anteile beides Sexualpartner und eine Nichtverwässerung.

Mendel fand nun durch seine sehr methodischen Versuche heraus, wie dieses Problem zu lösen ist, indem er Vererbungsregeln entdeckte, die deutlich machen, dass bestimmte Informationseinheiten (wir nennen sie heute Gene) nach bestimmten Regeln gemischt werden, so dass zum einen eine Mischung aus beiden Sexualpartnern besteht, gleichzeitig aber auch bestimmte Informationsblöcke intakt weitergeben werden können und so eine tatsächliche Selektion auf Eigenschaften stattfinden kann.

Gene und Chromosomen waren damals noch nicht als solche bekannt, aber die Vererbungsregeln an sich konnte Mendel dennoch ableiten.

Das Konzept ist, wenn man das Grundprinzip erst einmal erdacht hat, relativ einfach und sieht in seinen Grundzügen so aus:

Lebewesen erhalten von ihren Eltern jeweils einen Chromosomensatz. Wir haben also sowohl die Gene der Mutter als auch des Vaters.  Weitergegeben wird aber nur von jedem Elternteil eine Mischung dieser Gene, die dann mit den Genen des anderen Elternteils einen neuen doppelten Chromosomensatz ergeben.

(Exkurs: meines Erachtens ist noch nicht bekannt, wie genau dieser Mechanismus funktioniert, er scheint mir aber aus der Sicht egoistischer Gene eine verständliche Lösung, deren Zustandekommen aber interessant ist. Theoretisch böte sich hier bei einfacher Betrachtung ein Mechanismus an, der die eigenen Gene eher weitergibt als die Gene des Sexpartners. Denn ein Gen, welches dafür sorgt, würde zu einer Anreicherung der eigenen Gene im Genpool führen und damit würde erst einmal eine starke Selektion auf Gene dieser Art stattfinden. Es wäre also zu erwarten, dass einige Gene genau darauf abzielen und andere Gene darauf ausgerichtet sind, eine solche bevorzugte Wahl zu unterbinden. Es müsste also auf genetischer Ebene ein erbitterter „Krieg“ darum stattfinden, welche Gene in der zweiten Generation landen. Dies wird ausgebremst dadurch, dass auch für das egoistische Gen die sexuelle Fortpflanzung erhebliche Vorteile hat. Ansonsten wäre der Weg hin zu ungeschlechtlicher Fortflanzung der einfache, da diese nicht mit den doppelten Kosten des Sex belastet ist. Denn seine Gene mit anderen Genen zu kombinieren führt zwar kurzfristig dazu, dass diese in geringerer Zahl in die 1. Generation kommen, gleichzeitig sind sie bezüglich der weiteren Generation weniger anfällig gegen Parasiten und Viren mit schnelleren Fortpflanzungsraten, die sich daher schneller auf uns einstellen können als wir auf sie. Damit würden bei einer Kombination langfristig auf diesem Weg mehr Gene dauerhaft in nächste Generationen kommen. Zudem können ungünstige Gene eher aussortiert werden. Ein Vorteil dürfte dabei sein, dass die Vorteile für die Evolution eines Blockiermechanismus sprechen: Er muss einfach nur in Kombination mit dem anderen Mechanismus eine Blockade des entstehenden Lebens verursachen, also keinen neuen Entwicklungsschritt schaffen, sondern irgendwo in der Kette der Entwicklungen zu einer Unterbrechung führen. Exkurs Ende)

Für die Frage, welche Gene dann jeweils ausgeführt werden gibt es bestimmte Regeln: Es gibt Gene, bei denen es sozusagen schlichtes Glück ist, welches ausgeführt wird, und solche bei denen eine der Varianten immer vor der anderen ausgeführt werden. Wird ein Gen immer vor einem anderen ausgeführt, dann spricht man bei dem ausgeführten Gen von einem dominanten Gen, bei dem nicht ausgeführten von einem rezessiven Gen.

Eine gute Übersicht, wie diese funktionieren, gibt das folgende Bild:

Vererbung Mendel

Hier sieht man die Vererbung von zwei Merkmalen bei Katzen mit Unterschieden in der Schwanzlänge und in der Fellfarbe. Große Buchstaben zeigen ein dominantes Merkmal, kleine Buchstaben ein rezessives Merkmal. Beide Merkmale sind jeweils doppelt vorhanden, eines der Gene wird weitergeben. F1 ist die erste Generation, in der sich bei „reinen Eltern“, also solche, die jeweils gleiche Gene für das Merkmal haben, das dominante durchsetzt. Gleichzeitig bleiben aber die anderen Gene vorhanden, sie wirken sich nur nicht aus. In der zweiten Generation F2 können dann alle Mischungen zum tragen kommen, wobei sich, da der kurze Schwanz und das braune Fell dominant sind, Tiere mit diesen Eigenschaften am häufigsten zeigen.

Was würde dies auf der Ebene sexueller Selektion bedeuten?: Es wäre daraus abzuleiten, dass man an einer Person nicht unbedingt erkennen kann, welche genetische Informationen er an gemeinsame Kinder weitergeben wird, weil man bei ihm nur erkennen kann, welche Gene bei ihm aktiv sind (wenn überhaupt). Zusätzliche Informationen können hingegen erlangt werden, wenn man auch die Eltern eines potentiellen Partners kennt. Damit würde dem Kennenlernen der Eltern eine doppelte Bedeutung zukommen: Die Eltern bewerten, ob der potentielle Partner des Kindes aus ihrer Sicht geeignet ist, eine gute Hälfte der Gene für die Enkelkinder beizusteuern. Der neue Partner bewertet die Gene der Eltern, aus denen sich die Gene des Partners zusammensetzen.

Vielleicht der Grund, warum uns unsere Eltern oft peinlich sind und wir wollen, dass sie bei solchen Vorstellungen einen guten Eindruck hinterlassen. Wir wissen, dass es auch gewisse Aussagen über uns zulässt. Insofern wäre davon auszugehen, dass eine „gute Familie“ ein Attraktivitätsmerkmal sein könnte,welches einer sexuellen Selektion zugänglich ist. Insofern müsste man testen, ob die sexuelle Attraktivität einer Person steigt, wenn ihre Eltern einen hohen Status der andere „hochwertige Merkmale“ haben.