Mendelsche Regeln leicht erklärt
Gregor Mendel hat im Klostergarten von Brünn jahrelang Erbsen gekreuzt und dabei etwas entdeckt, das zu seiner Zeit niemand für möglich hielt: Vererbung folgt festen Zahlenverhältnissen. Seine drei Regeln erklären bis heute, warum ein Kind blaue Augen haben kann, obwohl beide Eltern braune haben.
Gen — der Abschnitt der DNA, der ein Merkmal festlegt.
Allel — eine Variante eines Gens, zum Beispiel „rote Blüte" oder „weiße Blüte".
Dominant — setzt sich durch, auch wenn es nur einmal vorhanden ist. Wird groß geschrieben.
Rezessiv — zeigt sich nur, wenn es doppelt vorliegt. Wird klein geschrieben.
Homozygot (reinerbig) — beide Allele gleich, also AA oder aa.
Heterozygot (mischerbig) — beide Allele verschieden, also Aa.
Genotyp — die Allelkombination, die in der Zelle steht.
Phänotyp — das, was man von außen sieht.
P, F1, F2 — Elterngeneration, erste und zweite Tochtergeneration.
Die erste Regel: Uniformität
Kreuzt man zwei reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sehen alle Nachkommen der F1-Generation gleich aus. Mendel kreuzte rotblühende Erbsen (AA) mit weißblühenden (aa). Jedes Kind bekam ein A und ein a, war also Aa — und blühte rot, weil Rot dominant ist. Das Weiß war nicht verschwunden, nur überdeckt.
Die zweite Regel: Spaltung
Kreuzt man diese F1-Pflanzen untereinander, taucht das versteckte Merkmal wieder auf, und zwar in einem festen Verhältnis. Aus Aa × Aa entstehen vier gleich wahrscheinliche Kombinationen: AA, Aa, aA und aa. Drei davon blühen rot, eine weiß — das berühmte Verhältnis 3 : 1 im Phänotyp. Im Genotyp lautet es 1 : 2 : 1.
| A | a | |
|---|---|---|
| A | AA rot | Aa rot |
| a | aA rot | aa weiß |
Dieses Kästchenschema heißt Punnett-Quadrat. Links und oben stehen die möglichen Keimzellen der Eltern, in den Feldern die Kombinationen. Es ist das nützlichste Werkzeug des ganzen Themas, weil es Rechenfehler fast unmöglich macht.
Die dritte Regel: Unabhängigkeit
Betrachtet man zwei Merkmale gleichzeitig — etwa Blütenfarbe und Samenform —, werden sie unabhängig voneinander vererbt. Aus einer Kreuzung AaBb × AaBb entsteht im Phänotyp das Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1. Neun Pflanzen zeigen beide dominanten Merkmale, je drei eines von beiden, eine einzige beide rezessiven.
16 gleich wahrscheinliche Felder im Punnett-Quadrat
9 × A_B_ | 3 × A_bb | 3 × aaB_ | 1 × aabb
= 9 : 3 : 3 : 1
Wichtig: Die dritte Regel gilt nur, wenn die beiden Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen. Liegen sie dicht beieinander auf demselben Chromosom, werden sie meist gemeinsam vererbt. Diese Genkopplung kannte Mendel noch nicht — er hatte schlicht Glück mit seinen sieben Erbsenmerkmalen.
💬 Mia fragt Opa Theo
Wenn drei von vier rot blühen — heißt das, bei vier Pflanzen ist garantiert eine weiße dabei?
Nein, und das ist der wichtigste Punkt. 3 : 1 ist eine Wahrscheinlichkeit, keine Garantie. Bei vier Pflanzen können zufällig vier rote herauskommen. Erst bei Hunderten nähert sich das Ergebnis dem Verhältnis an. Mendel hat deshalb Zehntausende Pflanzen ausgezählt.
Und warum haben meine Eltern beide braune Augen, meine Schwester aber blaue?
Weil beide mischerbig sind. Jeder trägt ein verstecktes Allel für blau mit sich herum. Treffen die beiden versteckten aufeinander, wird es sichtbar. Beim Menschen sind allerdings mehrere Gene beteiligt, das ist komplizierter als bei Erbsen.
Genotyp und Phänotyp verwechselt. AA und Aa sehen gleich aus, sind aber verschieden.
Verhältnis als Garantie gelesen. 3 : 1 gilt statistisch, nicht für jede einzelne Vierergruppe.
„Dominant heißt häufig." Dominanz sagt nichts über die Verbreitung eines Allels aus. Sechs Finger sind dominant und trotzdem selten.
Bei der dritten Regel die Genkopplung übersehen. Auf demselben Chromosom gilt 9 : 3 : 3 : 1 nicht.
Unvollständige Dominanz übersehen. Bei manchen Arten ergibt rot × weiß rosa — dann lautet das Verhältnis 1 : 2 : 1 auch im Phänotyp.
Braune Augen (B) sind gegenüber blauen (b) dominant. Ein Elternteil hat blaue Augen, der andere braune und ist mischerbig. Welche Augenfarben sind bei den Kindern möglich, und mit welcher Wahrscheinlichkeit?
Lösung anzeigen
Genotypen der Eltern: bb (blau) und Bb (braun, mischerbig).
Keimzellen: bb liefert nur b. Bb liefert zur Hälfte B und zur Hälfte b.
Punnett-Quadrat:
b × B = Bb → braun
b × b = bb → blau
Ergebnis: 50 % braun (Bb), 50 % blau (bb).
Solch eine Kreuzung heißt Rückkreuzung: Man kreuzt mit dem reinerbig
rezessiven Partner, um herauszufinden, ob das dominante Gegenüber AA oder Aa ist. Bei
AA wären alle Kinder braun, bei Aa etwa die Hälfte blau. Dieses Verfahren war Mendels
eigentlicher Kunstgriff und wird in der Tierzucht bis heute genauso angewendet.
Mendel veröffentlichte seine Ergebnisse 1866 — und wurde fast 35 Jahre lang übersehen. Erst 1900 entdeckten drei Forscher unabhängig voneinander dieselben Regeln noch einmal und fanden dabei seine Arbeit wieder.