Mendel‘sche Artbildung: sein Gesetz der Populationsentwicklung und die Rolle der Gendrift
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(26 Seiten, 3282 KB, Stand: 22.07.2025)
Zusammenfassung
In Mendels berühmter Studie über Pflanzenhybriden bestätigte er, was andere vor ihm bereits beobachtet hatten, nämlich dass die Phänotypen der Hybriden zu denen der Eltern zurückkehren. Diese rasche Umwandlung eines Phänotyps in einen anderen wird durch einen wichtigen Mechanismus verursacht, der den Ursprung der Arten erklärt. Mendel nannte diesen Prozess das Gesetz der Populationsentwicklung. Er wies nach, dass er auf den Verlust von Heterozygotie zurückzuführen ist, und beschrieb diesen Prozess mathematisch an Erbsenpflanzen. Der Verlust der Heterozygotie ist jedoch kein intuitiver Prozess. Er tritt zum einen bei selbstbefruchtenden Pflanzen wie Erbsen auf, zum anderen bei Organismen, die sich innerhalb von Populationen frei vermehren können. Bei letzteren ist davon auszugehen, dass die Häufigkeit, mit der ihre Phänotypen beobachtet werden, stabil bleibt. Auf der Grundlage der Hardy-Weinberg-Regeln sagt die Populationsgenetik dies als das zu erwartende Ergebnis voraus. Der zufällige Verlust von Heterozygotie während der Meiose untergräbt jedoch diese erwartete Stabilität und ermöglicht nicht nur die Rückkehr von Hybriden zu den Eltern, sondern auch ein enormes Artenbildungspotenzial. Mendel (1866) bestätigte, dass dieser Prozess bei einer Vielzahl von Pflanzenarten auftritt. Buri (1956) wies nach, dass er bei Fruchtfliegen stattfindet. Im vorliegenden Manuskript wird die Rolle der Meiose und des Verlusts der Heterozygotie bei der Artbildung untersucht und es werden Monte-Carlo-Simulationen beschrieben. Diese bestätigen, dass die Prozesse in Populationen unter natürlichen Bedingungen ablaufen, und sie enthüllen Details des Prozesses, die für die beobachtete Entwicklungsgeschichte von Populationen, die Evolution von Arten, verantwortlich sind.
Inhalt
1. Einführung
2. Mendels Entdeckungen mit Hülsenfrüchte
2.1 Das Mendel‘sche Gesetz der exponentiellen Merkmalskombinationen
2.2 Das Mendel‘sche Gesetz der Populationsentwicklung
2.3 Das Mendel‘sche Gesetz der Populationsentwicklung: Polygene Merkmale
2.4 Mendel‘sches Gesetz der Populationsentwicklung: Verlust der Heterozygotie und Fortpflanzungsisolation
2.5 Mendels Gesetz der Populationsentwicklung: mathematische Überlegungen
3. Die Rolle der Gendrift
3.1 Panmiktische Populationen und Gendrift
3.2 Hardy-Weinberg-Gleichgewicht in natürlichen Populationen
3.3 Das Monte-Carlo-Simulationsmodell und die Fixierung eines einzelnen Gens
3.4 Stichprobenfehler, Standardabweichung der Verhältnisse und zufällige Gendrift
3.5 Fixierung mehrerer Gene und Artbildung
3.6 Artbildung mit mehreren Merkmalen durch Verlust der Heterozygotie
4. Diskussion
4.1 Populationsentwicklung im Laufe der Zeit: Artbildung und Hybridisierung
4.2 Mendel und die Entstehung der Arten
Literatur