Mendels Vererbungslehre: Experimente mit Erbsen

Mendels Experimente und die Entdeckung der Genetik

Dann kreuzte ich die F1-Pflanzen untereinander, um zu erforschen, wie die Merkmale (Charaktere) in der zweiten Generation (F2 oder Filialgeneration) erscheinen.

Was ist eine reine Rasse für ein Merkmal?

Erbsenblüten können weiß oder violett sein. Bei der Kreuzung zweier Pflanzen mit violetten Blüten wurden Pflanzen gewonnen, von denen einige violette und andere weiße Blüten hatten. Nachdem derselbe Vorgang über mehrere Generationen hinweg wiederholt wurde (man bedenke, dass es nur eine Erbsenernte pro Jahr gibt), wurden schließlich nur noch Nachkommen von Pflanzen mit violetten Blüten erzielt. In den folgenden Generationen geschah dasselbe. Diese Pflanzen mit violetten Blüten stellen eine reine Rasse für dieses Merkmal dar.

Kreuzung von Sorten und reinen Rassen

Merkmalsstudie: Samenfarbe, Samenform (Aspekt), Blütenfarbe und Stängellänge.

• Dominante Alternativen: Gelb (Amarilla), Glatt (Liso), Violett (Purple), Hochwüchsig (High).
• Rezessive Alternativen: Grün, Runzelig, Weiß (Blanco), Zwergwüchsig (Dwarf).

Selbstbestäubung von Hybriden

Mendel ließ die F1-Hybriden sich selbst bestäuben (selfed), wartete ein Jahr und stellte bei der Untersuchung der Nachkommen (F2) fest, dass diese nicht einheitlich waren. Das dominante Merkmal erschien in 3 von 4 der gewonnenen Samen. Er wiederholte das Experiment mit anderen Merkmalen und erhielt ähnliche Ergebnisse, immer nahe dem Verhältnis 3:1. Um seine Ergebnisse zu erklären, schlug Mendel die Existenz interner Faktoren vor, die für die von den Pflanzen ausgeprägten Merkmale verantwortlich sind.

Künstliche Hybridisierung

Ein Tier oder eine Pflanze, die aus der Befruchtung zweier Rassen oder Varietäten einer Art (oder zwischen zwei eng verwandten Arten) hervorgeht, wird als Hybrid bezeichnet. Der Prozess zur Gewinnung wird Hybridisierung genannt. Die Blüten der Erbse (Pisum sativum) oder Arbeyu sind Zwitter und bestäuben sich in der Regel selbst, aber es kann auch eine Fremdbestäubung induziert werden, das heißt zwischen Blüten verschiedener Pflanzen.

Technik der Hybridisierung

1. Man nimmt Pollen von einer anderen fruchtbaren Blüte.
2. Man öffnet die Flügel.
3. Man schneidet die Staubgefäße ab, um reine Hybridpflanzen zu erhalten.

Forschungshintergrund

1. Warum wählte Mendel Erbsenpflanzen für seine Forschung?
Weil bestimmte Merkmale gut sichtbar waren und sich in nur zwei Alternativen (heute Phänotypen) manifestierten. Zudem war die Anlage in Brünn (Brno) im Garten des Klosters (Tschechische Republik) gut geeignet und die Mönche mochten Erbsen.

2. Mendels wissenschaftlicher Hintergrund
Sein Hintergrund ermöglichte ihm eine geeignete Wahl der Merkmale von Pisum sativum für jene Vererbungsstudien, die seine Spuren hinterlassen sollten. Er musste das schaffen, was er als reine Rassen für jedes dieser Merkmale bezeichnete. Er kreuzte reine Rassen, die sich in der Ausprägung eines Merkmals unterschieden (die Elterngeneration oder P-Generation), und beobachtete deren Vorhandensein bei den Nachkommen (die erste Filialgeneration oder F1).