Die Mendelschen Gesetze

Als Vater der Genetik, der wissenschaftlichen Lehre von der Vererbung gilt Gregor Johann Mendel (1822-1884). Mendel veröffentlichte im Jahr 1865 die Ergebnisse seiner Forschungen unter dem Titel „Versuche über Pflanzenhybriden".

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden dann die Chromosomen als Träger der Erbsubstanz entdeckt und erforscht, und nach einen weiteren halben Jahrhundert wurde in den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts die Erbsubstanz, die DNA entdeckt. Nunmehr wird seit Entdeckung der DNA versucht, diese zu entschlüsseln.

Wie entdeckte Mendel seine Gesetze:

Die damals üblichen Methoden der Züchtung waren Mendel bekannt. Anlass für seine Kreuzungsversuche war die Frage, wie die große Bandbreite der Merkmale von Pflanzensorten zustande kommt und warum bei Weiterzüchtungen oftmals unerwartete Rückschläge in frühere Ausgangsformen erfolgten. Sein Ziel war es, die bis zu diesem Zeitpunkt unberechenbaren Vorgänge der Blumenzucht zu durchschauen, um somit gezielt Einfluss auf die Farbausbildung nehmen zu können.

Mendel stellte sich die Frage, ob die Vererbung bestimmten Gesetzen unterliege und ob die Erbmerkmale gleichbleibend weitergegeben würden oder sich vermischten und damit ihre Identität verlören. Er nahm verschiedene Kreuzungsversuche an Pflanzen vor und zeichnete sorgfältig auf, wie sich dabei bestimmte Merkmale von Generation zu Generation verhielten. Im Gegensatz zu anderen seiner Zeitgenossen hatte Mendel mit seinen Versuchen aufgrund seiner gut durchdachten Versuchstechnik und seinen scharfsinnigen Folgerungen Erfolg.

Um überschaubare Resultate zu erlangen, wählte Mendel Pflanzen, die sich nur in einem einzigen oder wenigen Merkmalen unterschieden und über die nachfolgenden Generationen gut beobachten ließen. Diese Pflanzen mussten reinerbig sein.

Bevor er sie verwendete, zog er sie daher zwei Jahre lang, um zu sehen, ob die gewählten Merkmale konstant blieben. Weiter sorgte er dafür, dass sich die Versuchspflanzen nur selbst bestäubten und nicht mit „fremden" Pollen in Berührung kamen.

In einer großen Zahl von Versuchen erhielt Mendel übereinstimmende Ergebnisse: Die von ihm zur Kreuzung verwendeten Stammpflanzen, die Elterngeneration (abgekürzt P Generation = Parental-Generation), brachten in der ersten Tochtergeneration ( = F1-Generation oder 1. Filial-Generation) Nachkommen mit durchgehend gleichen Merkmalen hervor. Wurden diese Nachkommen untereinander gekreuzt, so zeigten sich in der F2-Generation (Enkelgeneration) auch wieder die Merkmale der P-Generation, und zwar in typischen Zahlenverhältnissen.

Wie wir heute wissen, liegen die Verhältnisse bei der Vererbung oft verwickelter, doch hatte Mendel Glück mit der Wahl seiner Versuchspflanzen. Seine einfachen und klassischen Versuche und die sich daran anschließenden Überlegungen sind heute noch grundlegend wichtig zum Verständnis der Vererbungsvorgänge.

Das erste Mendelsche Gesetz

So formulierte Mendel das „Erste Mendelsche Gesetz", das auch als Uniformitätsgesetz bezeichnet wird:

Werden reinerbige Individuen, die in einem Merkmal unterschiedlich sind, miteinander gekreuzt, dann sind alle Nachkommen der ersten Generation (F1-Generation) in diesem Merkmal gleich.

Beispiele:

1) Es werden reinerbig rote mit reinerbig gelben Blumen gekreuzt. Die Nachkommen sind alle rot.

2) Es werden reinerbig rote mit reinerbig weißen Blumen gekreuzt. Die Nachkommen der ersten Generation sind alle rosa.

1.1.2. Das zweite Mendelsche Gesetz

Mendel kreuzte daraufhin die Pflanzen der 1. Filialgeneration miteinander und formulierte aufgrund seiner Ergebnisse daraufhin das „Zweite Mendelsche Gesetz", dass auch als Spaltungsgesetz bekannt wurde:

Kreuzt man die erste Filialgeneration unter sich, dann sind die Individuen der zweiten Filialgeneration nicht mehr gleich, sondern spalten sich nach bestimmten Zahlenverhältnissen auf.

Beispiele:

1) Die Nachkommen aus der Kreuzung der allesamt roten Blumen der ersten Generation sind zu 75% wieder rot und zu 25% gelb wie die Blumen der Parentalgeneration.

2) Die Nachkommen aus der Kreuzung der allesamt rosa Blumen der ersten Generation sind zu 50% ebenfalls rosa und zu jeweils 25% rot bzw. weiß wie die Blumen der Parentalgeneration.

1.1.3. Das dritte Mendelsche Gesetz

In der nächsten Versuchsreihe kreuzte Mendel in Erweiterung der Versuche zum ersten Mendelschen Gesetz zwei Pflanzenarten, die beide jeweils hinsichtlich zweier Merkmale reinerbig waren.

Anschließend kreuzte der wiederum in Erweiterung seiner Versuche zum zweiten Mendelschen Gesetz die erste Filialgeneration untereinander.

Aus seinen Beobachtungen folgerte Mendel daraufhin dann das „Dritte Mendelsche Gesetz", das auch als Unabhängigkeitsgesetz oder Neukombinationsgesetz bezeichnet wird:

Kreuzt man Individuen die sich in 2 Merkmalen reinerbig unterscheiden, so werden die Merkmale unabhängig voneinander vererbt. In der F2-Generation können reinerbige Neukombinationen auftreten.

Beispiel:

Es werden reinerbig rote Blumen mit großen Blüten mit reinerbig gelben Blumen mit kleinen Blüten gekreuzt. Die Nachkommen der ersten Filialgeneration sind alle rot und haben kleine Blüten.

In den Nachkommen der zweiten Filialgeneration sind rote und gelbe Blumen zu finden, die sowohl große wie auch kleine Blüten haben.

Mendel bewies damit, dass sich die Eigenschaften „Farbe" und „Blütengröße" unabhängig voneinander vererben.

1.1.4. Anwendung der Mendelschen Gesetze

Mit den Mendelschen Gesetzen lassen sich viele Erbgänge bei Pflanzen, Tieren und Menschen direkt erklären, wie z.B. auch die Erbgänge für die Haarart beim Teckel (Kurz-, Lang- oder Rauhhaar, siehe Abschnitt 1.12.).

Andere Erbgänge sind schwerer zu verstehen, da sie z.B. entweder geschlechtsgekoppelt sind oder weil es sich dabei um sogenannte polygene Vererbungen handelt.

Letztendlich lassen sich jedoch alle Erbgänge mehr oder weniger auf die Mendelschen Gesetze zurückführen.