Was ist Vererbung in der Biologie, und wie werden Merkmale weitergegeben?

Warum hast du das Lächeln deiner Mutter oder die Locken deines Opas? Weil in fast jeder deiner Zellen eine Bauanleitung steckt, und die Hälfte davon stammt von jedem Elternteil.

Diese Anleitung steht in der DNA (auch DNS), einem langen Molekül, das wie eine verdrehte Strickleiter aussieht: die Doppelhelix. Die DNA ist im Zellkern zu Chromosomen verpackt. Die meisten Körperzellen des Menschen haben 46 Chromosomen in 23 Paaren. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA mit der Information für ein Merkmal, meist als Bauanleitung für ein bestimmtes Protein.

Gene gibt es in verschiedenen Varianten, den Allelen. Das Gen für die Wuchshöhe der Erbse hat ein Allel „hoch“ und ein Allel „niedrig“; das Gen für die Blutgruppe hat die Allele A, B und 0. Weil Chromosomen paarweise vorkommen, hast du von jedem Gen zwei Allele: eins von deiner Mutter, eins von deinem Vater.

Wie geht das? Eizellen und Spermien (Keimzellen) entstehen durch eine besondere Zellteilung, die Meiose. Darum enthält jede nur 23 Chromosomen, eines aus jedem Paar. Bei der Befruchtung verschmelzen Eizelle und Spermium, und das Kind hat wieder 46. Welches Chromosom eines Paares in eine Keimzelle gelangt, ist Zufall. Deshalb haben Geschwister (außer eineiige Zwillinge) unterschiedliche Mischungen der elterlichen Gene. Diese Neukombination ist eine wichtige Quelle der Vielfalt, und an dieser Vielfalt setzt die Evolution an.

Dominant und rezessiv. Manche Allele überdecken andere. Ein dominantes Allel (Großbuchstabe, T) zeigt sich schon, wenn es nur einmal vorhanden ist. Ein rezessives Allel (Kleinbuchstabe, t) zeigt sich nur, wenn es doppelt vorhanden ist. Eine Erbse mit TT oder Tt ist also hoch; nur tt ist niedrig.

Wichtige Begriffe:

• Genotyp: die Allele, die ein Lebewesen besitzt (TT, Tt oder tt).
• Phänotyp: das Merkmal, das man sieht oder misst (hoch oder niedrig).
• Reinerbig (homozygot): zwei gleiche Allele (TT oder tt). Mischerbig (heterozygot): zwei verschiedene Allele (Tt).

Entdeckt hat diese Gesetzmäßigkeiten Gregor Mendel, ein Mönch, der Tausende Erbsenpflanzen kreuzte und seine Ergebnisse 1866 veröffentlichte, lange bevor man die DNA kannte. Heute fasst man sie in den Mendelschen Regeln zusammen: Die Uniformitätsregel besagt, dass bei der Kreuzung zweier reinerbiger Eltern alle Nachkommen der ersten Generation gleich aussehen. Nach der Spaltungsregel spaltet sich das Merkmal in der zweiten Generation wieder auf, beim dominant-rezessiven Erbgang im Verhältnis 3 : 1. Die Unabhängigkeitsregel besagt, dass verschiedene Merkmale unabhängig voneinander vererbt werden. 1953 beschrieben James Watson und Francis Crick die Doppelhelix der DNA, mithilfe von Röntgenbildern von Rosalind Franklin und Daten von Maurice Wilkins.

Geschlechtschromosomen. Eines der 23 Paare bestimmt das biologische Geschlecht: XX bei Frauen, XY bei Männern. Jede Eizelle trägt ein X; jedes Spermium trägt ein X oder ein Y. Die Chance steht also 1 zu 1. Die übrigen 22 Paare heißen Autosomen; Merkmale, deren Gene dort liegen, werden autosomal vererbt.

Nicht alles ist so einfach. Viele Merkmale, etwa Körpergröße, Hautfarbe und Augenfarbe, hängen von mehreren Genen ab (polygene Vererbung) und zusätzlich von der Umwelt: Ernährung, Bewegung, Sonne, Krankheiten. Eineiige Zwillinge haben dieselbe DNA und können trotzdem etwas unterschiedlich groß werden. Und was man im Leben erwirbt, etwa eine Narbe, Muskeln oder das Klavierspielen, wird nicht vererbt, weil es die DNA nicht verändert.

Was ist Vererbung, einfach erklärt?#

Vererbung ist die Weitergabe von Merkmalen von Eltern an Kinder. Jedes Elternteil gibt die Hälfte seiner Chromosomen weiter, also von jedem Gen ein Allel.

Wie funktioniert Vererbung beim Menschen?#

Jede Keimzelle bekommt zufällig ein Chromosom aus jedem Paar. Bei der Befruchtung kommen die Chromosomen beider Eltern zusammen. Dominante und rezessive Allele bestimmen, welches Merkmal sich zeigt.

Wie wird die Blutgruppe vererbt?#

Über ein Gen mit drei Allelen: A, B und 0. A und B sind dominant über 0, also ergibt A0 Blutgruppe A, B0 Blutgruppe B, AB Blutgruppe AB, und nur 00 ergibt Blutgruppe 0.

Wie wird der Rhesusfaktor vererbt?#

Rh-positiv (D) ist dominant über Rh-negativ (d). Zwei Rh-negative Eltern (dd × dd) bekommen nur Rh-negative Kinder; zwei mischerbige Rh-positive Eltern (Dd × Dd) können mit 25 % Wahrscheinlichkeit ein Rh-negatives Kind bekommen.

Wie funktioniert die Vererbung der Augenfarbe?#

Im Schulmodell ist Braun dominant über Blau. In Wirklichkeit sind mehrere Gene beteiligt, deshalb lässt sich die Augenfarbe eines Kindes nicht sicher vorhersagen.

Was ist rezessive und was ist polygene Vererbung?#

Rezessiv heißt: Das Merkmal zeigt sich nur, wenn zwei gleiche rezessive Allele vorliegen. Polygen heißt: Mehrere Gene bestimmen gemeinsam ein Merkmal, etwa die Körpergröße, sodass es viele Abstufungen gibt.