09 Mendel

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Der Mann, dessen Entdeckung unbemerkt blieb: Gregor Mendel

Dazu gibt es einen originellen englisch-sprachigen Musikfilm. Der kam jetzt hier und kommt nicht mehr. Urheberstress zerlegt uns.

Was wir bei der Meiose gelernt haben, hat Mendel nicht gewusst. Er kannte nicht die DNA, nicht die Chromosomen, nicht den diploiden Chromosomensatz und die haploiden Keimzellen. Mendel hat aber die ganze Vererbung schlüssig formuliert - aufgrund von Zuschauen, durch Aufbau eines sauberen jahrelangen Experimentes und durch Zählen. Der Begriff „Erbsenzähler" bezieht sich auf Mendels 13.000 nach Merkmalen sortierte und gezählte Erbsen.

Mendel konnte bei der Art, wie er mit seinen Erbsen verfuhr, auf das Wissen der damaligen Gärtner aufbauen, die schon hervorragend zu züchten vermochten, nur nicht klar darüber reden konnten.

1. Bei der ausgewählten Pflanze „Erbse" konnte Mendel auf sichere Art Fremdbestäubung vermeiden. Er spielte zu hundert Prozent selbst „Biene" und übertrug mit der Pinzette die Pollen (männliche Keimzellen) auf die Griffel (Empfangsort, der zur wartenden weiblichen Keimzelle führt) recherchieren

Die von Mendel zum Experiment ausgewählten Merkmale seiner Erbsen hatten weiterhin zwei gar nicht so häufige Eigenschaften:

2. Gelb und grün, glatt und rau sind jeweils von nur EINEM Gen beeinflusste Merkmale (unsere Haarfarbe z.B. wird von fünf Genen beeinflusst, da kommt kein Mendel mehr durch)

3. Die „Farbe" gelb oder grün, und die „Schalenbeschaffenheit" glatt und rau liegen auf zwei verschiedenen Chromosomen. Diese Merkmale werden also nicht gekoppelt, sondern unabhängig voneinander vererbt. (bei gekoppelter Vererbung wäre z.B. grün ausdauernd mit rau, und gelb ausdauernd mit glatt vererbt worden. Das führt zu Sonderregeln und nicht zu Grundregeln der Vererbung)

Mendel sagte: Wir haben bei Geburt bestimmte Anlagen von den Eltern geerbt. Diese Anlagen beeinflussen bestimmte Merkmale bei uns. Offenbar wird jedes Merkmal paarweise vererbt. Oft ist ein bestimmtes Merkmal gar nicht zu sehen, weil es rezessiv vererbt wird. Dann hat es einen dominanten Partner. Das Merkmal, das man sieht, ist der "Phänotyp" bei Mendel. Rezessive Merkmale sieht man nur im Phänotyp, wenn sie paarweise vorliegen, also kein dominanter Partner vorhanden ist.

Bezüglich eines bestimmten Merkmals gibt es nach Mendel reinerbige Eltern oder mischerbige Eltern. Eltern bezeichnet Mendel als P-Generation (Parental-Generation). Bei jeder Kreuzung werden die Merkmale einzeln neu nach dem Zufallsprinzip gemischt. Mendel sah als Ursache die "Gameten", das waren zum Beispiel die Pollen, die er zwischen seinen Erbsen hin und her trug. In einem Gameten sei jeweils vom Vater und von der Mutter ein Merkmal einzeln enthalten. Die Gameten - wir sagen heute "Keimzellen" - würden sich dann befruchten, und heraus käme eine Tochtergeneration. Die nennt Mendel F1-Generation (Filial-Generation). Enkel sind dann die F2-Generation.

Bis zur F2-Generation züchtete und notierte Mendel nun anhand eines Merkmals (monohybrider Erbgang) oder zweier Merkmale (dihybrider Erbgang) das, was er im Phänotyp sah. Was im Einzelnen nach zufälligem Erben aussah, belegte dann seine These der paarweisen Vererbung von Merkmalen.

Mendel stellte seine berühmten drei Regeln auf:

1. Mendelsche Regel, die Uniformitätsregel, sie bezieht sich auf die F1-Generation: Wenn die Eltern reinerbig sind, dann sehen die Nachkommen gleich aus. Beim dominant-rezessiven Erbgang also wäre bei reinerbiger P-Generation, bei der sich Vater und Mutter in einem Merkmal unterschieden, bei der F1-Generation nur das dominante Merkmal zu sehen.

Im dihybriden Erbgang gab es also bei Mendel einen gelbe glatte Erbsen-Mutter und einen grünen rauen Erbsen-Vater. Die F1-Generation sah dann komplett gelb und glatt aus - die waren die dominanten Ausprägungen der beiden Merkmale "Farbe" und "Oberflächenbeschaffenheit".

2. Mendelsche Regel, die Spaltungsregel, sie bezieht sich auf die F2-Generation: Waren die Eltern reinerbig, so zeigen die Enkel in charakteristischen Zahlenverhältnissen den dominanten und den rezessiven Phänotyp. Beim monohybriden Erbgang, Merkmal Farbe, gibt es zum Beispiel 3 Anteile gelbe Erbsen (dominante Farbe) und 1 Anteil grüne Erbsen (rezessive Farbe).
Beim dihybriden Erbgang gibt es dann bei den Enkeln in der F2-Generation richtig viel zu zählen und zusammenzufassen. Heraus kommt das Zahlenverhältnis 9 : 3 : 3 : 1 . Zu neun Anteilen ist der Phänotyp ganz dominant - also gelb und glatt. Je dreimal zeigt der Phänotyp sich halb dominant, halb rezessiv: Also 3 Anteile gelb-rau, 3 Anteile grün-glatt. 1 Anteil, das ist ein Sechzehntel, findet sich ein rein rezessiver Phänotyp: grün-rau.

Die 3. Mendelsche Regel, die Regel der möglichen Neukombination, steckt in diesem dihybriden dominant-rezessiven Erbgang bis hinab zu den Enkeln: Da entstehen nämlich Erbsen, die anders aussehen als irgend ein Elter. Die Eltern waren gelb-glatt oder grün-rau. Nun haben wir aber immerhin 6 von 16 Anteilen gelb-rau bzw. grün-glatt. Die Dritte Mendelsche Regel besagt, dass Merkmale sich unabhängig voneinander vererben und neu kombiniert werden können.

Das Zeichnen eines Erbdiagramms nach Mendel sollte zumindest für den monohybriden Erbgang bis zur F2-Generation gelernt werden.

Bleibt eine Frage übrig: Wie konnte Mendel erkennen, ob ein Elter reinerbig war? Das brauchte er ja, um seinen Kreuzungsversuche sauber zu starten. Er schaffte das durch eine Vorarbeit, die Rückkreuzung: Er nahm ein komplett rezessives Elter - nur da sieht man ja die rezessiven Merkmale - und kreuzte es mit einem Elter, das durchgehend den dominanten Phänotyp trug. Nur wenn die F1-Generation uniform war, also die erste Mendelsche Regel zu sehen war, trug das Elter mit dem dominanten Phänotyp in sich reinerbig die zugehörigen Merkmale.

Welches Zahlenverhältnis in den Phänotpyen bei einer mischerbigen Mutter mit dominantem Phänotyp, rück-gekreuzt mit einem reinerbig rezessiven Vater, bei der F1-Generation zu sehen ist - das zeichnerisch darzustellen ist nun die "Meisterprüfung": Der Schüler darf nach erfolgreicher Rückkreuzung auf dem Papier behaupten, er habe Mendel auf Schulebene verstanden.

Nochmals der Hinweis: Die Mendelschen Zahlenverhältnisse 3 : 1 bzw. 9 : 3 : 3 : 1 sind statistische Ergebnisse, die sich einstellen, wenn man eine große Zahl von Individuen kreuzt. Im Film unten haben wir z. B. 316 - 101 - 108 -32 Erbsen - das ist schon ein für den Schulfilm geschöntes statistisches Ergebnis. Im Einzelnen schlägt der Zufall heftig zu. In jedem Kreißsaal gibt es ja schon enorme Schwankungen - mal braucht man alle rosa Wäsche (Mädels), mal alle blaue (Jungs). Insgesamt herrscht dann erst Ausgleich: Die halbe Menschheit ist Frau, die andere Hälfte Mann. Und so geht es bei jedem Merkmal zu in der Vererbung. Zum Beispiel spuken im Schwabenland noch heute rezessive Gene aus der Zeit der Mongolenüberfalle herum. Da kann in seltenen Fällen mal ein chinesisch aussehender Schwabe geboren werden.

 

Im Film nochmal langsam und sachlich das Mendel-Wissen für Gymnasiasten, Abbruch nach 10 Minuten.