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Genetik

Viele schrecken vor dem Begriff Genetik zurück. Das ist schade, denn wenn man erst einmal hinter die Geheimnisse der Genetik gekommen ist, eröffnen sich einem spannende Möglichkeiten für die gezielte Zucht von Reptilien, deren Farbformen und natürlich lassen sich die hier gewonnenen Erkenntnisse auch auf die Zucht anderer Lebewesen übertragen.

Ich möchte hier versuchen, dem Leser einen Einblick in die Genetik zu bieten und dies auf möglichst verständliche Weise tun. Hierzu habe ich einige erklärende Grafiken erstellt, die die jeweilige Textpassage bildlich erläutern sollen.

 

Geschichte der Genetik:

Jede Tierart bringt stets ihresgleichen hervor. Die Nachkommen zeigen neben Merkmalen ihrer Eltern auch individuelle Eigenschaften. Schon im Altertum beschäftigte man sich auf philosophischer Ebene mit der Klärung von Familienähnlichkeiten beim Menschen.

Platon (427 bis 347 v. Chr.) ging von einer von Vater und Mutter erebten, natürlichen Ungleichheit der Menschen aus. Sie seien deshalb für unterschiedliche Aufgaben geschaffen. Er forderte die Auslese der Besten, um eine Elite zu gewinnen, die den Staat vor wirtschaftlichem und politischem Zerfall bewahren konnte.

Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) stellte nicht nur fest, dass die Kinder ihren Eltern im ganzen Körper und in einzelnen Merkmalen ähneln, sondern bemerkte auch: "Ferner gleichen die Nachkommen den Vorfahren, von denen doch nichts in den Samen kam. Denn es pflanzen sich durch mehrere Generationen die Ähnlichkeiten fort..."

Erst im 18. und 19. Jahrhundert erbrachten systematische Vererbungsversuche und Züchtungsergebnisse viele Erkenntnisse über das Wesen der Vererbung. Trotz solcher Versuche und einiger Gesetzmäßigkeiten, die man aus ihnen gewonnen hatte, stellt Mendel in seiner Schrift "Versuche über Pflanzenhybriden" 1866 fest "dass unter zahlreichen Versuchen keiner in dem Umfang und in der Weise durchgeführt ist, dass es möglich wäre, die Anzahl der verschiedenen Formen zu bestimmen, unter welchen die Nachkommen der Hybriden auftreten, dass man diese Formen mit Sicherheit in den einzelnen Generationen ordnen und die gegenseitigen numerischen Verhältnisse feststellen könnte."

Mendel ermittelte aus seinen Kreuzungsversuchen Zahlenergebnisse, die ihm die Formulierung der Vererbungsgesetze erlaubten. Die Ergebnisse seiner Forschungen wurden zur Grundlage der Klassischen Genetik. Sie bedient sich vieler Begriffe, die man zu ihrem Verständnis benötigt.

 

Grundlagen der Genetik / Begrifflichkeiten:

Alle höher entwickelten Lebewesen pflanzen sich geschlechtlich fort. Dabei verschmelzen bei der Befruchtung Spermium und Eizelle zur Zygote, aus der sich dann das neue Tochterindividuum entwickelt. Jede Zelle enthält einen doppelten Chromosomensatz, in dem die Erbinformationen gespeichert sind. In den Keimzellen (Spermium, Eizelle) hingegen, befindet sich nur ein einfacher Satz! Der Zellkern des Spermiums enthält nur die Erbinformationen des Vaters, der Zellkern der Eizelle nur die Erbinformationen der Mutter. Im Zygotenkern liegen dann die Erbinformationen paarig in Form von Chromosomen vor. Einmal vom Spermium und einmal von der Eizelle. Paarige Chromosomen nennt man auch homologe. Sind die Erbinformationen von Spermium und Eizelle identisch für ein Merkmal (z. B. für Amelanismus), ist das Individuum homozygot für dieses eine Merkmal. Sind sie jedoch unterschiedlich, ist es heterozygot. Das letztendliche Erscheinungsbild, das alle sichtbaren Merkmale aufweist, bezeichnet man als Phänotyp.

Um die Mendelschen Kreuzungssätze zu verstehen, muss man wissen, dass es dominante und rezessive Gene gibt. Dominante Gene bilden ihre Erbinformation immer im Phänotyp aus. Rezessive Gene werden vom homologen dominanten Gen an der Ausbildung ihrer phänotypischen Wirkung gehindert. Nur wenn beide homologen Gene rezessiv sind kommt ihre Wirkung auch im Phänotyp zur Geltung. Diese Erbgänge nennt man dominant-rezessive Erbgänge.

Bei den meisten Erbgängen für Farbformen bei Thamnophis handelt es sich um dominant-rezessive Erbgänge. Auf die wenigen Ausnahmen möchte ich aufgrund der Übersichtlichkeit an dieser Stelle nicht weiter eingehen.

Merksatz:
Hierbei bleibt zu beachten, dass es sich bei den Genen für Farbmutationen meist um rezessive Gene handelt. Das bedeutet, dass es nur zu einem phänotypischen Erscheinen einer Farbmutation kommt, wenn sowohl das mütterliche, als auch das väterliche Gen die merkmalsändernde Mutation aufweist!

Die Erbinformationen für den Wildtyp sind in den hier behandelten Fällen immer dominant!

 

Symbolik

Zur Erläuterung der Kreuzungsgenetik werden Groß- und Kleinbuchstaben zur Hilfe genommen. Die Großbuchstaben stehen für dominante Gene, die Kleinbuchstaben für rezessive Gene. Da die Erbinformationen immer paarig vorliegen (Ausnahme: Keimzellen! s.o.) sind auch von den Farbgenen jeweils zwei vorhanden. Dies wird folgendermaßen schriftlich fixiert:

Wildtyp ( WW ), da Wildtyp immer dominant zwei Großbuchstaben für zwei Gene aus der paarig vorliegenden Erbinformation!
Amelanistisch ( aa ), da Farbmutation immer rezessiv zwei Kleinbuchstaben für zwei Gene aus der paarig vorliegenden Erbinformation!

Die Keimzellen dieser Individuen sehen wie folgt aus:

Wildtyp ( W ) Da Keimzellen nur einen einfachen Chromosomensatz aufweisen muss man hier zwei Zellen aufführen, um keine kreuzungsrelevanten Informationen zu verlieren, die das Ergebnis verfälschen würden.
Das wird beim späteren Beispiel noch deutlich werden. Z. B. schon in der F2 Generation beim 2. Mendelschen Gesetz.
( W )
Amelanistisch ( a )
( a )

 

Die Mendelschen Gesetze:

Das erste Mendelsche Gesetz (Das Gesetz der Uniformität):
Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, für dass sie reinerbig (homozygot) sind, so sind ihre Nachkommen, die F1 ( 1. Filialgeneration ), untereinander gleich.

Beispiel:
Kreuzt man ein wildfarbenes Männchen ( WW ) mit einem amelanistischen Weibchen ( aa ) so unterscheiden sie sich in dem Merkmal für die Färbung, sind für sich betrachtet in diesem Merkmal aber reinerbig, sprich homozygot. Um einen Kreuzungsvorgang übersichtlich aufzuschreiben und die zu erwartenden Ergebnisse fehlerfrei bestimmen zu können, bietet es sich an ein Kreuzungsdiagramm anzufertigen:

Hierzu erstellt man sich eine Tabelle mit drei mal drei Feldern ( siehe Grafik 1 ):

Das Ergebnis dieses Kreuzungsvorgangs ist, dass alle Nachkommen phänotypisch identisch sind mit dem Wildtyp!

Das zweite Mendelsche Gesetz (Das Spaltungsgesetz):
Kreuzt man die Individuen der 1. Filialgeneration untereinander, so ist die F2-Generation nicht uniform, sondern spaltet in bestimmten Zahlenverhältnissen auf. Beim dominant-rezessiven Erbgang im Verhältnis 3:1 phänotypisch. Genotypisch ist das Verhältnis 1:2:1.

Die Grafik 2 erläutert weiterführend am vorhergehenden Beispiel:


Das dritte Mendelsche Gesetz (Das Gesetz der Neukombination):
Kreuzt man Individuen einer Art, die sich in mehreren Merkmalen reinerbig unterscheiden, so gelten für jedes Merkmal Uniformitäts- und Spaltungsgesetz, wie vorausgehend beschrieben. Neben den Merkmalskombinationen der P-Generation, treten in der F2-Generation neue Merkmalskombinationen auf. Die Grafik 3 erläutert dies.

Bei dieser Grafik ist zu beachten, dass nur die kreuzungsrelevanten Merkmale gezeigt werden. Hier also die Farben Gelb und Schwarz! Normalerweise gehört auch noch ein Rotanteil dazu, aber der Übersichtlichkeit halber lasse ich diesen aus der Grafik heraus. Dieser Rotanteil ist allerdings bei den Nachkommen ganz normal vorhanden, so wie bei den Wildtypen auch.
Die Farben in den Kreisen sollen wiedergeben, welche Farben in diesem Individuum zur phänotypischen Wirkung kommen. Hierbei werden immer nur Gelb und Schwarz betrachtet.

Aufgrund dieser drei Kreuzungsgesetze sollte es jedem Züchter möglich sein Voraussagen über die Nachkommen seiner Zuchttiere zu treffen und auch Hinweise zu erlangen, ob diese Nachzuchten eventuell Genträger für ein rezessives Gen sind!


 
© gartersnake.de // Reptile-Manager by C. Birk