Wie viele Generationen Gene erbt man eigentlich?
Man erbt ja Teile der Gene von den Eltern, den Großeltern und der Verwandtschaft. Aber wie weit zurück veerben sich Gene?
3 Antworten
Du erbst die Gene direkt nur von deinen Eltern. Und zwar jeweils zur Hälfte die deiner Mutter und zur anderen Hälfte die deines Vaters. Deine Eltern wiederum haben ihre Gene ebenfalls zu jeweils hälftigen Anteilen von ihren Eltern (deinen Großeltern) erhalten. Bleiben wir mal bei deiner Mutter: wenn das Erbgut deiner Mutter sich zur Hälfte aus den Genen deiner Großmutter mütterlicherseits und zur Hälfte aus den Genen des Großvaters mütterlicherseits zusammensetzt und sie selbst nun die Hälfte ihrer Gene an dich weitergibt, sind von diesen weitergegebenen Genen (also der Hälfte der Gesamtgene deiner Mutter) die Hälfte von deiner Großmutter und die andere Hälfte von deinem Großvater mütterlicherseits, was bei deinem Gesamterbgut somit einem Anteil von im Schnitt noch je 25 % entspricht. Dasselbe gilt analog für deinen Vater: die Hälfte der von ihm an dich vererbten Gene hat er von seinem Vater (deinem Großvater väterlicherseits) und die andere von deiner Großmutter väterlicherseits. Heißt also: mit einem Elter teilst du je 50 % deiner Gene, mit einem Großelter sind es 25 %, mit einem Urgroßelter sind es noch 12,5 %, mit einem Ur-Urgroßelter 6,25 % usw.
Ausrechnen lässt sich der durchschnittliche Anteil geteilter Gene mit jedem beliebigen Verwandten durch den Verwandtschaftskoeffizienten, oft als r abgekürzt. Er gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein bestimmtes Allel von zwei Individuen aufgrund ihrer gemeinsamen Abstammung (Verwandtschaft) geteilt wird. Berechnet wird er nach der Formel:
r = Σ(0.5)^g.
Die 0.5 in den Klammern entspricht hierbei der Tatsache, dass ein bestimmtes Allel durch die Meiose mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % weitergegeben wird. Jedes Gen ist in einem diploiden Chromosomensatz ja doppelt vorhanden, weil ja aber der Chromosomensatz bei der Bildung der Geschlechtszellen (Eier und Spermien) auf einen einfachen (haploiden) Chromosomensatz reduziert wird, wird nur eines der Gene weitergegeben, das andere nicht; welches vererbt wird, entscheidet aber der Zufall, sodass es für jedes eine 50:50-Chance der Weitergabe gibt.
Die Variable g entspricht der Anzahl der Generationen, die zwischen den beiden betrachteten Individuen liegt. Und das Summenzeichen (Σ) symbolisiert, dass man jeweils die einzelnen Wahrscheinlichkeiten (also (0.5)^g) für alle verschiedenen Verbindungslinien, über welche die beiden Individuen miteinander verwandt sind und das Gen erhalten haben könnten, addieren muss. Als Ergebnis erhält man dann einen relativen Wert, der zwischen 0 (gar keine Verwandtschaft) und 1 (alle Gene stimmen überein) liegen kann. Einen Verwandtschaftskoeffizient von 1 kann man nur mit sich selbst haben (oder im Fall eineiiger Zwillinge, die ja genetisch identisch sind, mit seinem Zwilling).
Ein paar Beispiele: Wir berechnen den Verwandtschaftskoeffizienten zwischen dir und deiner Mutter. Zwischen dir und deiner Mutter liegt eine Generation und es gibt zwischen euch nur einen möglichen Weg, wie ein Allel von ihr auf dich übergehen kann. Somit gilt:
r = (0.5)^1 = 0.5.
Das entspricht in absoluten Zahlen ausgedrückt dem, was wir erwarten, nämlich dass ihr die Hälfte euer Gene teilt.
Nun berechnen wir mal, wie der Verwandtschaftskoeffizient zwischen dir und deiner Großmutter mütterlicherseits ausfällt. Es gibt wieder nur einen Weg (von der Großmutter zur Mutter und von der Mutter zu dir) und diesmal liegen zwei Generationen zwischen euch:
r = (0.5)^2 = 0.25.
Das entspricht als absolute Zahl ausgedrückt einem Viertel (25 %), was wir aufgrund unserer Überlegungen oben ebenfalls erwarten.
Nun nehmen wir mal an, du hättest eine Schwester. Auch hier lässt sich der Verwandtschaftskoeffizient berechnen. Zwischen dir und deiner Schwester gibt es nun zwei mögliche Wege, auf die ihr beide ein Allel geerbt haben könntet, nämlich einmal über euren Vater und einmal über eure Mutter. Betrachten wir zunächst den Weg über euren Vater: wie viele Generationen liegen zwischen dir und deiner Schwester? Es sind zwei, du musst nämlich von dir eine Generation zu deinem Vater zurück und von ihm wieder eine Generation vor zu deiner Schwester springen. Für den Weg über den Vater gilt also:
(0.5)^2.
Dasselbe gilt analog für den Weg über eure Mutter, denn auch hier musst du eine Generation zurück und dann wieder eine vor zu deiner Schwester springen:
(0.5)^2.
Diese beiden Wege müssen jetzt noch addiert werden, sodass für den Verwandtschaftskoeffizient gilt:
r = (0.5)^2 + (0.5)^2. = 0.5.
Im Schnitt haben du und deine Schwester somit ebenfalls die Hälfte eurer Gene gemeinsam.
Und zwischen Cousin und Cousine? Lässt sich der Verwandtschaftskoeffizient natürlich auch berechnen.
Cousin und Cousine sind über die beiden gemeinsamen Großeltern jeweils miteinander verwandt. Nehmen wir mal an, dein Vater hätte noch einen Bruder und dieser hätte ein Kind (deinen Cousin bzw. deine Cousine), ihr teilt euch somit eure Großeltern väterlicherseits. Hier gibt es wieder zwei Wege, nämlich einmal über den Opa und einmal über die Oma. Und wenn wir jetzt die Generationen zählen, dann liegen jeweils 4 Generationen zwischen euch (von dir aus eine Generation zum Vater zurück, dann eine zur Großmuter/dem Großvater zurück, dann eine zum Onkel vor und dann noch eine zum Cousin/zur Cousine vor). Somit gilt:
r = (0.5)^4 + (0.5)^4 = 0.125.
Cousin und Cousinen 1. Grades teilen also im Schnitt 12.5 % ihrer Gene miteinander.
Bis zur Entstehung des Lebens vor 3 Mrd. Jahren oder so. Die Replikationsmechanismen sind immer noch diesselben.
Beliebig weit zurück!
Selbst mit Affen stimmen wir zu >96% überein, selbst mit Bananen teilen wir noch >55% der Gene.