Mendels Erbsenpflanzen

1865 berichtete ein Mönch in Brünn über Kreuzungen von fast 30 000 Erbsenpflanzen, und immer wieder tauchte dasselbe Verhältnis von 3 zu 1 auf.

Warum Erbsen

Zu Mendels Zeit glaubten die meisten Fachleute an die Mischvererbung: Man stellte sich Nachkommen als gleichmäßige Mischung ihrer Eltern vor, so wie rote und weiße Farbe Rosa ergeben. Wäre das richtig, könnte ein Merkmal nie verschwinden und dann wieder auftauchen. Mendel wählte einen Organismus, mit dem er diese Idee sauber prüfen konnte. Gartenerbsen bestäuben sich normalerweise selbst in einer geschlossenen Blüte. Deshalb lässt sich leicht eine Linie halten, die immer dieselbe Blütenfarbe oder Samenform hervorbringt, eine sogenannte reinerbige Linie. Erbsen werden in einer Saison reif, und er konnte Tausende gleichzeitig ziehen, sodass Zufall seine Ergebnisse nicht erklären konnte.

Er wählte außerdem Merkmale mit klaren Entweder-oder-Formen: violette oder weiße Blüten, runde oder runzelige Samen, gelbe oder grüne Samen, hohe oder zwergwüchsige Pflanzen. Insgesamt sieben Merkmale. Um zwei Pflanzen zu kreuzen, entfernte er die pollenbildenden Teile einer Blüte, bevor sie reif waren, und trug dann mit der Hand Pollen der anderen Sorte auf. Die Elternpflanzen heißen P-Generation, ihre Nachkommen F1-Generation und die Nachkommen der F1-Pflanzen nach Selbstbestäubung F2-Generation.

Ein Merkmal, das sich versteckt und wiederkommt

Als Mendel reinerbige violette Pflanzen mit reinerbigen weißen kreuzte, hatte jede F1-Pflanze violette Blüten. Nach der Mischvererbung wären blassviolette zu erwarten gewesen. Dann ließ er die F1-Pflanzen sich selbst bestäuben, und die weißen Blüten kehrten zurück: 705 violette und 224 weiße in der F2, ein Verhältnis von 705 ÷ 224 ≈ 3.15 zu 1. Die anderen sechs Merkmale verhielten sich genauso. Eine Form verschwand in der F1 und kehrte in etwa einem Viertel der F2 zurück. Die Form, die sich in der F1 zeigte, nannte er dominant, die versteckte rezessiv.

Die Tabelle aus OpenStax Biology zeigt Mendels F2-Zählungen; zusammen sind es 19 959 Beobachtungen. Keines der Verhältnisse ist genau 3:1, und genau so sehen echte Daten aus. Je größer die Zahl, desto näher liegt das Verhältnis meist bei 3. Die Samenmerkmale mit Tausenden von Samen landen bei 2.96 und 3.01, die Hülsenfarbe mit 580 Pflanzen dagegen bei 2.82.

Mendels Erklärung

Mendel schlug vor, dass jede Pflanze für jedes Merkmal zwei Exemplare eines „Erbfaktors“ trägt, dass jeder Elternteil zufällig eines seiner beiden Exemplare weitergibt und dass die Exemplare getrennt bleiben, statt sich zu vermischen. Eine F1-Pflanze aus violett × weiß hat einen Faktor für Violett und einen für Weiß; der violette Faktor überdeckt den weißen. Kreuzt man zwei solche Pflanzen, gibt jede mit gleicher Wahrscheinlichkeit Violett oder Weiß weiter, sodass ein Viertel der Nachkommen zwei weiße Faktoren bekommt und weiß blüht. Heute heißen die Erbfaktoren Gene, und die verschiedenen Varianten eines Gens heißen Allele. Prüf das 3:1 im Quadrat unten selbst nach, drück dann auf „Erzeugen“ und vergleiche eine Zufallszählung mit Mendels Zahlen.