Die Mendelschen Regeln

Die drei Mendelschen Regeln erklärt anhand der Genetik der Leopardgeckos.

Was besagen diese Regeln?

Die Mendelschen Regeln sind grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Vererbung, die der österreichische Biologe Gregor Mendel im 19. Jahrhundert entdeckte. Sie beschreiben die Vererbung von Merkmalen von Eltern auf ihre Nachkommen. Es gibt drei Regeln:

Uniformitätsregel

Die Merkmale der Eltern werden in der ersten Nachkommen-Generation (F1) gleichmäßig verteilt. D.h. wenn zwei Individuen gekreuzt werden, die sich in einem Merkmal unterscheiden und beide sind für das jeweilige Merkmal reinerbig (homozygot), so sind alle Nachkommen in der F1-Generation homogen mischerbig (heterozygot).

Spaltungsregel

Kreuzt man nun wieder die F1-Generation miteinander, so spalten sich in der zweiten Nachkommen-Generation (F2) die Merkmale auf, und es treten drei Genotypen auf:

• homozygot: reinerbig (zwei mal grünes Allel)
• heterozygot: mischerbig (je ein grünes und ein lila Allel)
• homozygot: reinerbig (zwei mal lila Allel)

Unabhängigkeitsregel

Merkmale werden unabhängig voneinander vererbt - es sei denn, sie sind auf demselben Chromosom nahe beieinander angeordnet.

Hier wusste Mendel also noch nicht alles - Stichwort: Genkopplung. Mehr Info hierzu folgen!

Was heißt das nun genau?

Hierzu muss man wissen, dass es drei Arten von Vererbungsmustern gibt:

• dominant-rezessiv
• intermediär (unvollständig dominant)
• kodominant

Diese Vererbungsmuster kann man auch als Erbgänge bezeichnen. Sie beschreiben die Eigenschaft eines Allels wie es in der Nachkommen-Generation sichtbar wird.

Im Folgenden werden die Mendelschen Regeln für jede dieser Arten von Vererbung erläutert. Die Unabhängigkeitsregel wird bei den einzelnen Vererbungen nicht weiter beschrieben, da sie immer gleich ist.

Der dominant-rezessiven Erbgang

Erklärt am Beispiel: Wildtyp x Albino (gilt für alle drei Albino Gene, da Tremper, Bell und Rainwater rezessiv sind)

Beispiel: Uniformitätsregel

Ein Beispiel für das Gesetz der Uniformität im dominant-rezessiven Erbgang ist die Kreuzung eines homozygot dominanten Elternteils z.b. Wildtyp (AA) mit einem homozygot rezessiven Elternteil z.B. Albino (aa). Die F1-Nachkommen sind heterozygot (Aa) und zeigen alle das Merkmal des Wildtyps, da das dominante Allel das rezessive unterdrückt.

Das Gesetz der Uniformität tritt in diesem Fall ein, da alle Nachkommen heterozygot und phänotypisch Wildtyp sind.

Beispiel: Spaltungsregel

Kreuzt man nun wieder die F1-Generation miteinander, so spaltet sich in der F2-Generation das Merkmal auf, und es treten drei Genotypen mit folgenden Wahrscheinlichkeiten auf:

• 1/4: homozygot dominant (AA)
• 2/4: heterozygot (Aa)
• 1/4: homozygot rezessiv (aa)

Das dominante Merkmal wird in der heterozygoten Form sichtbar, während das rezessive Merkmal nur bei homozygoten Individuen auftritt. Somit ergeben sich folgende Phänotypen:

• 3/4: Wildtyp
• 1/4: Albino

Da man optisch den Wildtypen nicht ansieht ob sie nun homozygot dominant (AA) oder heterozygot (Aa) sind, gibt man oft die Wahrscheinlichkeit mit an, zu wie viel Prozent das Individuum das Albino Allel trägt:

• 3/4: Wildtyp het. 66,7% Albino
• 1/4: Albino

Die 66,7% werden bestimmt, indem man die phänotypisch bestimmten 1/4 Albino ignoriert und nur die 3/3 Wildtypen betrachtet:

• 1/3 der Wildtypen sind homozygot (33,3%)
• 2/3 der Wildtypen sind heterozygot (66,7%)

Wer das nicht im Kopf rechnen möchte, kann gerne meinen online Genetikrechner hierfür verwenden 😉

Genetikrechner

Der intermediäre Erbgang

Erklärt am Beispiel: Wildtyp x Mack Super Snow

Jetzt werden sich sicher einige fragen: Mack Snow vererbt sich doch kodominant! Nein, Mack Snow ist nach definition der Erbgänge als unvollständig dominant - also intermediär - zu bezeichnen. Bedauerlicherweise ist dieser Irrtum in der Leopardgecko-Community bereits tief verwurzelt.

Beispiel: Uniformitätsregel

Ein Beispiel für das Gesetz der Uniformität im intermediären Erbgang ist die Kreuzung eines homozygot dominanten Elternteils z.b. Wildtyp (AA) mit einem homozygot intermediären Elternteil z.B. Mack Super Snow (MM). Die F1-Nachkommen sind heterozygot (AM) und zeigen alle das Merkmal, dass sich beide Ausprägungen phänotypisch miteinander vermischen.

Das Ergebnis ist eine einheitliche Phänotypen-Ausprägung in der F1-Generation, die sich in Farbe und Aussehen von beiden Elternteilen unterscheidet.

Wenn ein dominant und ein intermediäres Allel vorhanden sind, wird das Merkmal in der Regel phänotypisch durch das dominante Allel bestimmt. Das intermediäre Allel hat jedoch einen Einfluss auf den Phänotyp, der zwischen dem vollständig dominanten und dem rezessiven Phänotyp liegt.

Beispiel: Spaltungsregel

Kreuzt man nun wieder die F1-Generation miteinander, so spaltet sich in der F2-Generation das Merkmal auf, und es treten drei Genotypen mit folgenden Wahrscheinlichkeiten auf:

• 1/4: homozygot dominant (AA)
• 2/4: heterozygot (AM)
• 1/4: homozygot intermediär (MM)

Phänotypisch ergeben sich demnach:

• 1/4: Wildtyp
• 2/4: Mack Snow
• 1/4: Mack Super Snow

Der kodominante Erbgang

Es sind bis heute keine kodominaten Allele bei Leopardgeckos bekannt, die sich im Phänotyp ausprägen. Daher wird im folgenden der Erbgang am fiktiven Beispiel der Vererbung der Federfarben eines Huhnes erklärt.

Auch hier werden sich jetzt sicher einige fragen: Es gibt doch kodominante Erbgänge bei den Leopardgeckos!

• Mack Snow: wie bereits erwähnt - intermediärer Erbgang
• Giant bzw. Super Giant: wird gerne als kodominat bezeichnet - neuerdings auch als rezessiv. Genau genommen kann man hierbei den Erbgang nicht bestimmen da nur die Größe bzw. das Gewicht des Individuums variiert. Am Wahrscheinlichsten ist hier für diesen Morph eine polygenetische Vererbung.
• Lemon Frost: wurde auch als kodominant bezeichnet. Wahrscheinlicher war für die etwas unförmige Super Form jedoch eher der intermediäre Erbgang - oder die Tatsache, dass dieser Morph genetisch zu viele Defekte auslöste und daher nicht mehr gezüchtet wird (Qualzucht).

Beispiel: Uniformitätsregel

Ein Beispiel für das Gesetz der Uniformität im kodominanten Erbgang ist die Kreuzung eines schwarzen Huhns mit einem weißen Huhn, wobei das Ergebnis eine heterozygote Huhn-F1-Generation mit schwarz-weißen Federn ergibt. Hierbei sind beide Allele (schwarz und weiß) dominant und die Merkmale werden in der heterozygoten F1-Generation gleichzeitig und unabhängig voneinander ausgedrückt. Das Ergebnis ist eine einheitliche Phänotypen-Ausprägung in der F1-Generation, die sich in Farbe und Aussehen von beiden Elternteilen unterscheidet und die Merkmale beider Elternteile zeigt.

Das Gesetz der Uniformität ist somit auch im kodominanten Erbgang gültig, da die F1-Nachkommen heterozygot und phänotypisch einheitlich sind, obwohl sie Merkmale beider Elternteile in sich tragen und diese gleichzeitig ausdrücken.

Beispiel: Spaltungsregel

Kreuzt man nun wieder die F1-Generation miteinander, so spaltet sich in der F2-Generation das Merkmal auf, und es treten drei Genotypen mit folgenden Wahrscheinlichkeiten auf:

• 1/4: homozygot schwarz (SS)
• 2/4: heterozygot (SW)
• 1/4: homozygot weiß (WW)

Phänotypisch ergeben sich demnach:

• 1/4: Huhn mit schwarzen Federn
• 2/4: Huhn mit schwarz-weißen Federn
• 1/4: Huhn mit weißen Federn