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Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Gregor Mendel und die klassische Genetik

Erbsen zählen kann sich lohnen. Zumindest wissenschaftlich. Als der Augustinerabt Johann Gregor Mendel (1822-1884) reihenweise Hülsenfrüchte kreuzte, stellte er fest, dass sich deren Merkmale nach bestimmten Zahlenverhältnissen vererbten. Mit diesen Forschungen begründete er die klassische Genetik.

Von: Ein Film von Manfred Baur & Monika Graf

Stand: 01.03.2012

Porträt von Gregor Mendel | Bild: BR

Schon seit Jahrtausenden machten sich die Menschen, die Ackerbau und Viehzucht betrieben, die Tatsache zunutze, dass Pflanzen und Tiere einer Generation unterschiedliche Merkmale aufweisen können. Exemplare mit bestimmten Merkmalen, wie Größe, körperliche Robustheit, bestimmte Farben bei Tieren oder hoher Ertrag und Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge bei Pflanzen waren besonders erwünscht. Wenn man männliche und weibliche Lebewesen mit solchen Merkmalen kreuzte, so vererbten sich bei der nächsten Generation vorzugsweise diese erwünschten Merkmale. So erwuchs auf empirische Weise – ohne Kenntnisse der zugrunde liegenden Regeln – praktisches Wissen über die Tier- und Pflanzenzucht.

Der erste, der damit begann, diese Gesetze der Vererbung wissenschaftlich zu untersuchen, war der Augustinermönch Johann Gregor Mendel (1822 – 1884). Mendel absolvierte in Wien ein Studium der Mathematik, Physik und Botanik. Ins Kloster zurückgekehrt, begann Mendel mit Kreuzungsversuchen an Erbsen- und Bohnenpflanzen. Jahrzehnte lang untersuchte er an insgesamt rund 13.000 Pflanzen, wie bestimmte Merkmale von Generation zu Generation weitergegeben werden. Solche Merkmale konnten Form und Farbe der Samen, die Blütenfarbe oder die Wachstumshöhe sein. So erkannte er z. B., dass bestimmte Merkmale bei allen Nachkommen auftreten, er nannte sie dominant. Andere, nicht dominante Merkmale dagegen sorgten in der nächsten Generation für Mischformen. Lebewesen mit diesen Mischformen konnten aber in der Folgegeneration neben den Mischformen auch wieder die Reinformen der Elterngeneration aufweisen – und das in ganz bestimmten Zahlenverhältnissen. 1865 veröffentlichte Mendel seine Forschungsergebnisse, die Fachwelt nahm davon aber kaum Notiz.

Zwei Jahrzehnte früher war der englische Naturforscher Charles Darwin zu einer großen Schiffsreise aufgebrochen. Die Ergebnisse dieser vierjährigen Forschungsreise fasste er zu seiner Evolutionstheorie zusammen. 1850 wurde sein wichtigstes Werk über die Entstehung der Arten veröffentlicht. Seine Ergebnisse fanden eine Beachtung, die Mendels Werk damals nicht erhielt.

Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte der Biologe Walter Flemming bei Arbeiten mit Ei und Samenzelle die besondere Rolle des Zellkerns für die Vererbung. Im Kern mussten Substanzen enthalten sein, die für die Vererbung bestimmter Merkmale verantwortlich sind. Bei Färbeversuchen an Zellen entdeckte er, dass sich kurz vor der Teilung von Zellen aus den Kernen winzige Körperchen lösten, er nannte sie Chromosomen. Diese Chromosomen verdoppelten sich und verteilten sich anschließend auf die Tochterzellen. Diese Chromosomen erwiesen sich als Träger der Erbinformationen. An der Vererbung der Blutgruppen bestätigte sich die Gültigkeit der Mendelschen Regeln auch für den Menschen.

Später fand man heraus, dass sich die Erbinformationen in den Chromosomen spontan ändern können, so dass bei den Nachkommen eines Elternpaars Variationen auftreten können, die vorher nicht vorhanden waren. So sehen Geschwister – abgesehen von eineiigen Zwillingen – niemals genau gleich aus.

Der nächste große Schritt bei der Erforschung der Erbinformation gelang 1953 den Biologen Francis Crick und James Watson- die Aufklärung der Struktur der DNS, der Desoxiribonukleinsäure, des Riesenmoleküls, in dem die Erbinformationen gespeichert sind. Mit dieser Kenntnis hoffen Mediziner und Biologen, Erbkrankheiten frühzeitig erkennen und bekämpfen zu können.

Der Beitrag beschreibt mit Hilfe von Spielhandlungen, Dokumentarteilen und Filmtrick den Beitrag Gregor Mendels zur Vererbungslehre und die naturwissenschaftliche Begründung der von Mendel empirisch gefundenen Gesetze der Vererbung.


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