Die Mendelschen Regeln

Gregor Mendel kreuzte ab 1856 im Klostergarten Erbsenpflanzen, die sich in jeweils einem Merkmal unterschieden, und zählte über Jahre die Nachkommen. Dass er zählte, war der entscheidende Schritt. Vor ihm glaubte man, Merkmale der Eltern würden sich in den Kindern einfach vermischen. Aus roten und weißen Blüten hätten dann rosa werden müssen. Mendel fand stattdessen klare Zahlenverhältnisse, die sich über die Generationen wiederholten.

Die Erklärung: Für jedes Merkmal besitzt ein Lebewesen zwei Anlagen, eine von der Mutter und eine vom Vater. Solche Varianten eines Gens nennt man Allele. Bei der Bildung der Geschlechtszellen werden die beiden Allele getrennt, jede Eizelle und jedes Spermium bekommt nur eines. Bei der Befruchtung kommen wieder zwei zusammen. Die Allele vermischen sich dabei nicht, sie bleiben als Einheiten erhalten – deshalb kann ein Merkmal eine Generation überspringen und später wieder auftauchen.

Zwei Begriffspaare musst du sauber trennen. Der Genotyp ist die Kombination der Allele, also was im Erbgut steht, zum Beispiel Aa. Der Phänotyp ist das, was du siehst, zum Beispiel „braune Augen“. Und: Homozygot bedeutet, dass beide Allele gleich sind (AA oder aa), heterozygot, dass sie verschieden sind (Aa). Aus dem Phänotyp allein kannst du den Genotyp oft nicht ablesen – AA und Aa sehen gleich aus.

Mendel kreuzte auch Erbsen, die sich in zwei Merkmalen gleichzeitig unterschieden, zum Beispiel Samenform (rund/runzelig) und Samenfarbe (gelb/grün). Dabei fand er heraus: Liegen die Gene für beide Merkmale auf unterschiedlichen Chromosomen, werden sie unabhängig voneinander vererbt. Das eine Merkmal beeinflusst also nicht, welche Ausprägung des anderen Merkmals weitergegeben wird.

Kreuzt man zwei Pflanzen, die in beiden Merkmalen heterozygot sind (AaBb × AaBb), entstehen in der F2 vier verschiedene Phänotypen im festen Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1. Neun Sechzehntel zeigen beide dominanten Merkmale, je drei Sechzehntel zeigen ein dominantes und ein rezessives Merkmal in den beiden möglichen Kombinationen, und ein Sechzehntel zeigt beide rezessiven Merkmale. Diese Regel nennt man die 3. Mendelsche Regel oder Unabhängigkeitsregel.

Wichtig ist die Einschränkung: Die Regel gilt nur, wenn die beiden Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen oder auf demselben Chromosom weit genug voneinander entfernt sind. Liegen sie eng benachbart, werden sie meist gemeinsam vererbt – man spricht von gekoppelten Genen. Das lernst du in höheren Klassen genauer, für den Einstieg reicht: unabhängige Vererbung ist der Normalfall bei Genen auf unterschiedlichen Chromosomen.

Der häufigste Fehler ist die Verwechslung von Genotyp- und Phänotypverhältnis in der F2. Viele Schüler schreiben bei Aa × Aa automatisch „1 : 2 : 1“ hin, obwohl nach dem sichtbaren Merkmal gefragt war – dann ist die richtige Antwort 3 : 1. Lies die Aufgabe deshalb genau: Steht dort „Genotyp“ oder „Phänotyp“? Nur bei „Genotyp“ ist 1 : 2 : 1 richtig.

Ein zweiter Fehler ist die Annahme, ein Merkmal könne nur von einem Elternteil kommen, wenn es beim Kind auftaucht. Tatsächlich können auch zwei Eltern mit demselben, unauffälligen Phänotyp ein Kind mit dem gegenteiligen Merkmal bekommen, wenn beide heterozygote Träger sind. Das ist genau der Fall bei den blauäugigen Kindern brauner Eltern aus der Einleitung.

Ein dritter Fehler betrifft die Groß- und Kleinschreibung der Allele. In Kreuzungsschemata musst du dasselbe Merkmal immer mit demselben Buchstaben bezeichnen, groß für dominant und klein für rezessiv – niemals zwei unterschiedliche Buchstaben für ein Merkmalspaar verwenden. Wer hier schludert, kann das eigene Schema am Ende nicht mehr richtig auswerten.

Vererbungsregeln begegnen dir nicht nur bei Erbsen. Blutgruppen, manche Erbkrankheiten wie Mukoviszidose oder Albinismus und viele Merkmale bei Haustieren folgen denselben Grundregeln. Bei Mukoviszidose zum Beispiel ist das Allel rezessiv: Nur wer von beiden Elternteilen das veränderte Allel erbt, also homozygot ist, erkrankt. Träger mit nur einem veränderten Allel sind gesund, können die Anlage aber weitergeben.

Für die Klassenarbeit lohnt es sich, eine feste Reihenfolge beim Bearbeiten von Kreuzungsaufgaben einzuhalten: Erst die Genotypen der Eltern notieren, dann die möglichen Keimzellen bestimmen, dann das Kombinationsquadrat ausfüllen und erst zum Schluss Genotyp- und Phänotypverhältnis getrennt angeben. Wer diese Reihenfolge immer gleich abarbeitet, übersieht seltener eine Kombination.

Achte außerdem auf die Formulierung der Aufgabe: „Reinerbig“ und „homozygot“ bedeuten dasselbe, ebenso „mischerbig“ und „heterozygot“. Manche Aufgaben verwenden die deutschen, andere die lateinischen Begriffe abwechselnd – du solltest beide sicher beherrschen, damit dich die Wortwahl nicht verunsichert.