Mit Erbsen zur Genetik

ln einem Klostergarten begann nach der Mitte des 19. Jahrhunderts ein wichtiges Kapitel der Wissenschaft. Gregor Mendel kreuzte vor 150 Jahren Erbsensorten – und leitete aus den Ergebnissen Grundregeln der Genetik ab.

Martin Leuch
Drucken
Teilen
Die sieben unterschiedlichen Merkmale, deren Vererbung Gregor Mendel untersuchte. (Bild: pd)

Die sieben unterschiedlichen Merkmale, deren Vererbung Gregor Mendel untersuchte. (Bild: pd)

Man schreibt den 8. Februar 1865: Der Augustinerpater Gregor Mendel hält an jenem Abend einen Vortrag vor den Mitgliedern der Naturforschenden Gesellschaft im österreichischen Brünn. Es geht um Gartenerbsen. Diese besitzen gut unterscheidbare Merkmale. Gregor Mendel hat sie gekreuzt und Tausende von Tochterpflanzen gezogen. Er hat beobachtet, dass sich Merkmale, wie beispielsweise die Blütenfarbe, nach bestimmten Regeln vererben.

Aber Mendels Ausführungen stossen bei seinen Zuhörern auf wenig Interesse. Am Schluss des Vortrags stellen sie keine Fragen. Auch die schriftliche Fassung seiner Arbeit, die er ein Jahr später publiziert, wird kaum beachtet. Erst im Jahr 1900, sechzehn Jahre nach Mendels Tod, entdecken der Holländer Hugo de Vries, der Deutsche Carl Correns und der Österreicher Armin von Tschermak-Seysenegg seine Arbeit wieder. Sie bestätigen Mendels Resultate und läuten das Jahrhundert der Genetik in Biologie und Medizin ein.

Aus Geldsorgen ins Kloster

Mendel kam am 22. Juli 1822 im österreichischen Heinzendorf zur Welt, dem heutigen tschechischen Dorf Vrazné. Sein Vater bewirtschaftete einen kleinen Bauernhof. Schon als Kind begeisterte sich Mendel für die Natur. Da er in der Volksschule mit guten Noten glänzte, setzte sich sein Lehrer dafür ein, dass er ans Gymnasium konnte. Doch seine Eltern waren arm und so plagten den Studenten Geldsorgen. Erst der Eintritt als Novize in die Augustinerabtei des Klosters St. Thomas in Alt Brünn, dem heutigen tschechischen Brno, befreite Mendel von ihnen.

Das Kloster war ein kulturelles Zentrum mit einer grossen Bibliothek. Die Patres widmeten sich der Wissenschaft und unterrichteten an Schulen. Im Jahr 1843 begann Mendel ein Theologiestudium, 1847 wurde er zum Priester geweiht. Der Abt des Klosters schickte ihn an die Universität in Wien. Dass er die Lehramtsprüfung fürs Gymnasium zweimal nicht bestand, tat seiner Beliebtheit als Lehrer keinen Abbruch. Zwischen 1854 und 1868 unterrichtete er als Hilfslehrer an der Oberrealschule in Brünn.

Erbsen als Versuchsobjekte

Im Jahr 1856 begann Mendel, der den Klostergarten betreute, unterschiedliche Erbsensorten miteinander zu kreuzen und seine Ergebnisse zu protokollieren. Zuerst bestäubte er die Elterngeneration mit dem Pollen der von ihm gezogenen reinrassigen Sorten. Bei der ersten Nachkommengeneration stellte Mendel fest, dass die von ihm untersuchten Merkmale jeweils einheitlich waren: Also beispielsweise alle Blüten rot waren, obwohl nur ein Elternteil rot, der andere aber weiss blühte.

Dieser Befund wurde später «Uniformitätsregel» genannt. Sie galt nur in der ersten Nachkommengeneration: In der zweiten Generation tauchte die weisse Farbe wieder auf. Im Durchschnitt fand Mendel jeweils eine weisse auf drei rote Blüten. Dies wurde als zweite Mendelsche Regel, als «Spaltungsregel» bekannt.

Mendel schloss aus diesen Befunden, dass in den Pollen und Eizellen der Blüten jeweils eine Erbinformation für jedes Merkmal vorhanden sein musste. Diese wurde unverändert als Einheit über die Generationen weitergegeben, obwohl sie nicht immer sichtbar wurde. Heute kennen wir diese Einheiten als Gene.

In einem weiteren Experiment verfolgte Mendel zwei Merkmale gleichzeitig: etwa die Farbe und Form der Samen (rund oder runzlig). Wie in der Elterngeneration waren in der ersten Nachkommengeneration alle Samen gelb und rund. In der zweiten spalteten sich die Merkmale dann im Verhältnis 9:3:3:1 auf: Neun Samen waren gelb und rund, drei grün und rund, drei gelb und runzlig und einer war grün und runzlig. Hieraus schloss Mendel, dass die einzelnen Merkmale unabhängig voneinander weitergegeben werden.

Erst um 1900 wiederentdeckt

Dass es so lange dauerte, bis Mendels Arbeit anerkannt wurde, dürfte viele Gründe haben. Neben seiner ungewöhnlichen Methodik auch, dass sein Ergebnis der damaligen Auffassung von Vererbung widersprach. Laut dem Evolutionsbiologen Paul Schmid-Hempel von der ETH Zürich stand damals Darwins Theorie von der Entstehung der Arten im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses.

Die richtigen Schlüsse gezogen

Auch habe Mendel möglicherweise zu viel Respekt vor den damals führenden Wissenschaftern gehabt, um sich zu exponieren. «Aber die simple Vorstellung, Mendel sei anderen Forschern um Jahrzehnte voraus gewesen, ist falsch», sagt Schmid-Hempel. Mendel habe bei seiner Arbeit auf Studien und Ideen anderer Forscher zurückgreifen können. «Seine Leistung bestand vor allem darin, dass er aus unzähligen Einzelbeobachtungen die Bedeutung der Zahlenverhältnisse erkannt und die richtigen Schlüsse gezogen hat.»

Heute gilt Gregor Mendel als einer der bedeutendsten Forscher des 19. Jahrhunderts, seine Regeln bilden die Grundlage der Vererbungsgesetze – auch wenn es zu diesen, wie man heute weiss, einige Ausnahmen gibt.

Gregor Mendel, 1822–1884. (Bild: ky)

Gregor Mendel, 1822–1884. (Bild: ky)

Aktuelle Nachrichten