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.