Die drei Regeln

Mendels Schlussfolgerungen aus seinen Erbsenversuchen sind bis heute Lehrstoff im Biologieunterricht und seine Vererbungsregen gelten – wenn auch mit Einschränkungen – bis heute.

Uniformität und eine widerlegte Theorie

Basierend auf den Ergebnissen seiner Erbsenversuche kam Mendel zu drei entscheidenden Schlussfolgerungen – den drei Mendelschen Regeln. Die Uniformitätsregel besagt, dass alle Individuen der F1-Tochtergeneration zweier reinerbiger Vorfahren gleich aussehen. Das elterliche Merkmal, das sich dabei durchsetzt, ist dominant. Mendel charakterisierte diese Dominanz mit einem Großbuchstaben, das rezessive, „unterdrückte“ Merkmal hingegen mit einem Kleinbuchstaben.

Mendels Beobachtung zur Weitergabe der Merkmale klärte auch die lange strittige Frage zur Befruchtung der Pflanzen: Wäre der weibliche Embryosack eine reine Hülle ohne genetischen Anteil an den Nachkommen, müssten Merkmale von weiblichen Pflanzen sich anders vererben als die von männlichen. Doch das war nicht der Fall, wie Mendel feststellte. In seinen Augen widerlegte dies die Theorien des Botanikers Schleidel – und rehabilitierte auch seinen eigenen Standpunkt bei seiner gescheiterten Lehramtsprüfung.

„Bei Pisum ist wohl außer Zweifel gestellt, dass zur Bildung des neuen Embryo eine vollständige Vereinigung der Elemente beider Befruchtungszellen stattfinden müsse“, schreibt Mendel in einer Fußnote seines Fachartikels. „Wie wollte man es sonst erklären, dass unter den Nachkommen der Hybriden beide Stammformen in gleicher Anzahl und mit allen ihren Eigentümlichkeiten wieder hervortreten?“

Die Spaltungsregel und neue Sorten

Die Spaltungsregel beschreibt, was nun bei Kreuzungen dieser hybriden Nachkommen untereinander passiert: Einige von deren Nachkommen, der F2-Generation, zeigen nun wieder das zuvor unterdrückte Merkmal des Ausgangspaares. Dies geschieht in einem festen Zahlenverhältnis: Im Phänotyp stehen dominantes und rezessives Merkmal im Verhältnis 3:1. Genotypisch jedoch gilt das Verhältnis 1:2:1: Das dominante und rezessive Merkmal treten jeweils einmal als reinerbige Variante auf. Doppelt so viele Nachkommen der Enkelgeneration sind jedoch wieder genauso mischerbig wie die F1-Tochtergeneration.

Für die Pflanzenzüchtung der damaligen Zeit war genau dies eine entscheidende Erkenntnis, erklärte sie doch erstmals, warum bei Kreuzungsversuchen manchmal stabile neue Sorten entstanden, manchmal hingegen nicht. „Die Experimente können konstante Nachkommen erzielen, die sich ebenso wie die reinen Arten fortpflanzen. Für die Entwicklungsgeschichte ist dieser Umstand von besonderer Wichtigkeit, weil konstante Hybriden die Bedeutung neuer Arten erlangen“, schrieb Mendel 1866 in seiner Veröffentlichung.

Unabhängigkeit – dank glücklicher Auswahl

Die Unabhängigkeitsregel schließlich besagt, dass sich einzelne Merkmale unabhängig voneinander vererben. Mendel sah jede Pflanze eine Art Mosaik aus vielen unabhängigen Merkmalen – einige dominant, andere rezessiv oder intermediär. Die Vererbung der Blütenfarbe beeinflusst bei den Erbsen demnach nicht die Form oder Farbe ihrer Schoten und Früchte. Jedes Merkmal folgt stattdessen seinem eigenen Erbgang – so die Ansicht des Forschers.

Allerdings: Heute weiß man, dass diese Unabhängigkeit eher die Ausnahme als die Regel ist. Denn wenn Gene auf den Chromosomen relativ nahe beieinander liegen, werden sie meist auch gemeinsam vererbt. Die von Mendel postulierte Unabhängigkeit gilt nur dann, wenn die Gene auf verschiedenen Chromosomen liegen oder aber so weit auseinander, dass der während der Meiose häufige Austausch von Chromosomenstücken sie trennt.

Ohne es zu ahnen, hatte Gregor Mendel bei der Auswahl seine Erbenmerkmale jedoch eine glückliche Hand: Vier der Merkmale liegen tatsächlich auf verschiedenen Chromosomen, die Gene der restlichen drei sind weit genug von den Genen der anderen entfernt. Nur deshalb ergaben die Zahlen und Verhältnisse seiner Kreuzungsversuche ein aussagekräftiges Bild.