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Genetik



Die Genetik

Gleich zu Beginn mal ein paar Worte zur Beruhigung: viel komplizierter als das, was die meisten in der Schule zum Thema gehört haben, wird es nicht. Versprochen!

Einer der Gründe, weshalb die Vererbung der Fellfarben beim Eurasier so lange eine ziemlich undurchsichtige Geschichte war, ist die Tatsache, dass das Merkmal "Fellfarbe" polygen vererbt wird. Es sind also viele Gene an der Bildung des Merkmals beteiligt. Wieviele es nun genau sind, ist auch heute noch unklar. Bei der Labormaus, einem der Lieblingstiere der Genetiker, kennt man heute so um die 200 verschiedene Gene, die einen mehr oder weniger großen Anteil an der Bildung der Fellfarbe haben. Beim Hund dürften es nicht viel weniger sein, aber keine Panik! Für unsere Zwecke reicht es völlig aus, sich auf die wichtigsten Gene zu beschränken, womit sich die ganze Sache sehr viel überschaubarer gestaltet. Im Prinzip kämen wir mit vier Stück locker aus, Fehlfarben mitgerechnet sind es dann acht verschiedene Gene. Das klingt schon nicht mehr ganz so furchteinflößend, oder?

Also, los geht's!
Träger der genetischen Information ist die DNA, die in der Zelle auf mehrere Struktureinheiten verteilt ist, diese Struktureinheiten nennt man Chromosomen. Ihre Anzahl ist jeweils artspezifisch, Hunde besitzen 78 Chromosomen (zum Vergleich: Menschen besitzen 46 Chromosomen). Chromosomen liegen jeweils in Paaren vor, deren Partner sich gleichen, nur bei den Geschlechtschromosomen liegen Unterschiede im Aussehnen und der enthaltenen Information vor. Dies sind die berühmt-berüchtigten X- und Y-Chromosomen, die, wie ihr Name schon sagt, das Geschlecht eines Säugetieres bestimmen. Die Geschlechtszellen, also Ei- und Samenzellen, enthalten lediglich einen einfachen Chromosomensatz, d. h. nur 39 Chromosomen. Mit der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle bei der Befruchtung wird wieder die komplette Chromosomenzahl erreicht. Daraus folgt, dass Mutter und Vater eines Tiers jeweils die Hälfte des Chromosomensatzes beisteuern, jedes Gen liegt also in zwei Kopien vor. Nun sind diese Kopien aber nicht immer identisch, sie können sich leicht voneinander unterscheiden, sind also verschiedene Ausführungen eines Gens. Diese unterschiedlichen Ausführungen eines Gens nennt man Allel, wie viele Allele vorliegen können, ist von Gen zu Gen unterschiedlich. Die Anzahl und Verteilung dieser verschiedenen Allele in einer Population machen die sogenannte genetische Vielfalt aus. Wenn auf beiden Chromosomen das jeweils gleiche Allel an einem Genort, einem Locus, vorliegt, dann ist der Hund für dieses Merkmal reinerbig, homozygot. Liegen zwei verschiedene Allele vor, dann ist er mischerbig oder heterozygot.

Der Augustinermönch Gregor Mendel entdeckte bei seinen Kreuzungsexperimenten mit Pflanzen das grundlegende Gesetz der Vererbung: Die Faktoren, die für die Ausprägung bestimmter, individueller Merkmale verantwortlich sind, werden unverändert von Generation zu Generation weitergegeben. Beobachtete Variationen beruhen auf der Kombination dieser unveränderlichen Faktoren. Daraus ergeben sich für Züchter zwei Konsequenzen. Zum Ersten können sie keine bestimmte Fellfarbe durch gezielte Selektion "herauszüchten". Mit grauen Hunden anzufangen, die dunkelsten zur Zucht auswählen und so lange auf möglichst schwarze Tiere zu züchten, bis erst schwarz-markene und endlich mal rein schwarze Exemplare dabei sind, funktioniert also nicht. Was nicht bereits als genetische Anlage vorhanden ist, kann auch nicht durch Zucht zum Vorschein gebracht werden! Zum Zweiten ist es einfach so, dass genetische Anlagen nicht "verwässern". Ein Allel ist entweder im Genom eines Tieres vorhanden oder nicht. Eins oder Null, dazwischen gibt es nichts. Das bedeutet, dass es völlig unerheblich ist, ob der letzte weiße Hund in der Ahnenreihe eines Tieres in der ersten oder zehnten Vorfahrengeneration steht, solange alle dazwischenstehenden Generationen das entsprechende Allel geerbt haben. Kein Allel "überspringt Generationen", auch wenn gerne das Gegenteil behauptet wird - wenn weder Vater noch Mutter ein bestimmtes Allel tragen, kann es auch keiner ihrer Nachkommen erben, auch dann nicht, wenn der Großvater das Allel definitiv noch besaß! Was weg ist, ist weg! Das Verschwinden eines Allels aus dem Genpool einer gesamten Population kann durchaus gewollt sein, vor allem, wenn es sich um ein unerwünschtes Merkmal handelt. Manchmal gehen so aber auch eigentlich gewünschte Merkmale "aus Versehen" verloren.
Wie kann nun ein Allel "verschwinden"? Die Erklärung hierfür liefern die bekannten Mendelschen Regeln.

Uniformitätsregel oder erste Mendelsche Regel: "
Kreuzt man zwei reinerbige Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind die Nachkommen der F1-Generation bezüglich dieses Merkmals alle gleich."

Diese Uniformität entsteht, wenn sich ein Allel gegenüber einem andersartigen durchsetzt (dominant-rezessiver Erbgang), oder aber die beiden verschiedenen Allele zusammen eine neue Erscheinungsform bilden, welche in ihrem Aussehen zwischen den beiden Ausgangsformen liegt (intermediärer Erbgang). Dabei muss man nun zwischen Genotyp und Phänotyp unterscheiden. Der Genotyp beschreibt die Gesamtheit aller Erbanlagen eines Organismus, der Phänotyp dagegen die nach außen sicht- und messbare Erscheinungsform, in unserem Falle also die Fellfarbe. Man kann vom Genotyp auf den Phänotyp schließen, nicht immer aber vom Phänotyp auf den Genotyp! Nicht selten können sich Phänotypen sehr ähneln oder sogar völlig identisch aussehen, aber auf völlig unterschiedlichen Genotypen beruhen, wie z. B. die zwei unterschiedlichen Formen von Schwarz bei den Fellfarben!

Zurück zu unseren Mendelschen Regeln. Sie werden durch ein so genanntes „Kreuzungsschema“ verdeutlicht, dabei werden die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten der elterlichen Gameten (Ei- und Samenzellen) und die daraus resultierenden Geno- und Phänotypen der Nachkommen aufgezeichnet. Im Falle der Uniformitätsregel sieht das Ganze so aus: Die beiden Elterntiere unterscheiden sich in einem Merkmal, d. h., ein Elternteil ist homozygot für den dominanten, der andere für den rezessiven Genotyp. Und weil es hier um Eurasier geht, betrachten wir direkt ein Beispiel aus Praxis. Der Samojede Cito vom Pol war reinerbig für das rezessive Merkmal "Weiß", seine Partnerinnen dagegen waren alle reinerbig für das dominante Merkmal "Nicht-Weiß". Und weil es sehr unpraktisch ist, "Weiß" und "Nicht-Weiß" immer auszuschreiben, wird es künftig abgekürzt. Dabei steht e für das rezessive Allel, also Weiß und E für das dominante Allel, Nicht-Weiß. Wo ein Gen nur in zwei verschiedenen Varianten vorliegt, steht immer der große Buchstabe für das dominante, der kleine für das rezessive Allel. Den Buchstaben "E" in unserem Beispiel habe ich mir übrigens nicht selber ausgedacht, das Gen, um das es hier geht, wird tatsächlich so abgekürzt. Cito besaß also an diesem Genort zwei identische Kopien, Genotyp e/e. Seine Partnerinnen dagegen hatten alle den Genotyp E/E. Die Geschlechtszellen enthalten nur den halben Chromosomensatz, die Samenzellen enthalten also nur e, die Eizellen dagegen nur E. Nun also endlich zum versprochenen Kreuzungsschema.

 
e
 
e
 
E/e
 
E/e
E
E/e
 
E/e
 Oben und links außen stehen die möglichen Gameten der Elterntiere, Cito oben, die Partnerin links, darunter die möglichen Kombinationen der Genotypen bei den Nachkommen, hier also alle E/e. Phänotypisch sind alle Nachkommen Nicht-Weiß, also völlig gleich - uniform - im Aussehen, aber ausnahmslos alle sind Anlagenträger für Weiß, können also im Gegensatz zu ihren Eltern jeweils zwei unterschiedliche Gameten bilden und an ihre Nachkommen vererben. Dieser Fall wird in der zweiten Mendelschen Regel behandelt, der Spaltungsregel. Um die kümmern wir uns gleich, vorher möchte ich noch einen kurzen Exkurs starten. Das Kreuzungsschema erklärt, weshalb es bei Citos direkten Nachkommen keine weißen Hunde gab, diese tauchten erst in späteren Generation wieder auf, da sie erst mit anderen Wolf-Chows verpaart wurden, die alle den Genotpy E/E aufwiesen. Im Kreuzungsschema sah das dann so aus:

 
E
 

e
 

E  
 
E/E E/e

E
 
E/E E/e
Hier sind wieder alle Nachkommen phänotypisch identisch, jedoch besitzen nicht mehr alle Nachkommen den heterozygoten Genotyp, sondern nur noch 50%. Die anderen 50% sind reinerbig Nicht-Weiß, können also auch kein Weiß weitervererben, obwohl ihr Großvater reinerbig für Weiß war! Wenn es damals eine Möglichkeit gegeben hätte, die beiden Genotypen rein optisch voneinander zu unterscheiden, hätte man das unerwünschte Merkmal "Weiß" innerhalb zweier Generationen loswerden können. Diese Möglichkeit gab es aber noch nicht und so machten die Eurasierzüchter sehr bald Bekanntschaft mit der Spaltungsregel.




Spaltungsregel:
"Kreuzt man die Individuen der F1-Generation untereinander, so treten in der F2-Generation die Merkmale der Elterngeneration im Verhältnis 3:1 wieder auf."

In der Praxis macht es keinen Unterschied, ob es die F1, F2 oder F10-Generation trifft, die Spaltungsregel trifft auf alle Verpaarungen zu, in denen beide Partner für ein Merkmal heterozygot sind, hier also beide Elternteile Weißträger sind.

 
E
 
e

E  
 
E/E E/e

e
 
E/e e/e
Hier sind also 75% der Nachkommen phänotypisch Nicht-Weiß, 25% dagegen Weiß, so entsteht das in der Spaltungsregel beschriebene Verhältnis 3:1. Bei genauerem Hinsehen entdeckt man aber, dass das Verhältnis der Genotypen anders aussieht, nämlich 1:2:1 - ein Tier ist homozygot Nicht-Weiß, eines homozygot für Weiß und zwei sind heterozygot, also phänotypisch nicht-weiß, gleichzeitig jedoch Weißträger.
Diese Verhältnisse treten auf, wenn man genügend Nachkommen aus einer Verpaarung hat, dies trifft in der Praxis in der Regel nicht zu. Die tatsächliche Verteilung in einem Wurf ist völlig zufallsgesteuert, der Anteil der verschiedenen Genotypen kann jeweils irgendeinen Wert zwischen 0 und 100% annehmen! Aus einer solchen Verpaarung könnten also auch nur weiße oder nicht-weiße Welpen fallen!


Bisher haben wir nur ein einziges Gen betrachtet, aber die Fellfarbe wird ja von vielen Genen gesteuert. Wie sieht es also aus, wenn man mehr als ein Gen betrachtet? Auch hier liefert die Einkreuzung des Samojeden Cito das perfekte Beispiel, denn es gibt ja nicht nur weiße, sondern auch weißgescheckte Eurasier. Wie ich bereits im Kapitel "Grundfarben" erklärt habe, hat das eine mit dem anderen nichts zu tun bis auf die Tatsache, dass beide Merkmale erstmalig von Cito in den Genpool des Eurasiers eingebracht wurden. Jedoch handelt es sich um zwei verschiedene Gene, die völlig unabhängig voneinander vererbt werden, womit wir
auch schon bei der dritten Mendelschen Regel wären, der Unabhängigkeits- oder Neukombinationsregel.

Unabhängigkeitsregel: "Kreuzt man zwei Individuen der gleichen Art, die sich in mehreren Merkmalen reinerbig Unterscheiden, so treffen sowohl die Uniformitätsregel (F1) als auch die Spaltungsregel (F2) zu. Neben den Merkmalskombinationen der Elterngenerationen treten neue Merkmalskombinationen auf. Die Allele für die Merkmale werden bei der Keimzellbildung getrennt und bei der Befruchtung unabhängig voneinander neu kombiniert."


Zuerst basteln wir uns nocheinmal eine F1-Generation mit Cito und einer Wolf-Chow-Hündin, dieses Mal betrachtet wir aber zwei Gene gleichzeitig. Citos Genotyp ist dann, wie gehabt, e/e und zusätzlich s/s für reinerbig gescheckt. Phänotpypisch wäre er also ein weißer Hund, der zusätzlich gescheckt ist. Unseres hübschen Beispiels zuliebe habe ich ihn zum reinerbigen Schecken deklariert, ob er es tatsächlich war ist nicht so sicher. An den kleinen Buchstaben erkennt man, dass das Merkmal "Gescheckt" rezessiv gegenüber "Nicht-Gescheckt" ist. Auch das ist ein klein wenig gepfuscht, ganz so einfach ist es nicht, aber für unsere Zwecke ist es akkurat genug. Cito also wird verpaart mit einer Wolf-Chow-Hündin mit dem Genotyp E/E und S/S. Für die F1-Generation ergibt sich dann folgendes Kreuzungsschema:

 
e, s
 
e, s

E, S   
 
E/e, S/s E/e, S/s

E, S
 
E/e, S/s E/e, S/s
In der F1-Generation sind also alle Welpen phänotypisch Nicht-Weiß und Nicht-Gescheckt, aber ausnahmslos alle sind Anlagenträger für Weiß und Gescheckt!










In der F2-Generation kommt es dann zu den versprochenen neuen Merkmalskombinationen, da hier vier  unterschiedliche Gameten gebildet werden können.

 
E, S
 
E, s e, S e, s

E, S
 
E/E, S/S E/E, S/s E/e, S/s E/e, s/s

E, s
 
E/E, S/s E/E, s/s E/e, S/s E/e, s/s

e, S
 
E/e, S/S E/e, S/s e/e, S/S e/e, S/s

e, s
 
E/e, S/s E/e, S/s e/e, S/s e/e, s/s
Wird schon etwas unübersichtlicher, oder? Keine Angst, es ist nicht so schlimm, wie es aussieht.
Neben den beiden Phänotypen der ursprünglichen Elterngeneration, also Cito (Weiß und Gescheckt) und der Wolf-Chow-Hündin (Nicht-Weiß und Nicht-Gescheckt) gibt es nun Tiere, die Weiß und Nicht-Gescheckt sind sowie Tiere, die Nicht-Weiß und Gescheckt sind. Summa summarum vier verschiedene Phänotypen.










Deutlich vielfältiger sieht die Sache aus, wenn wir uns die Genotypen ansehen. Es gibt davon nämlich acht verschiedene:
E/E, S/S: reinerbig Nicht-Weiß und Nicht-Gescheckt
E/E, S/s: Nicht-Weiß  und Nicht-Gescheckt, aber Scheckungsträger
E/E, s/s: Nicht-Weiß und Gescheckt
E/e, S/S: Nicht-Weiß und Nicht-Gescheckt, aber Weißträger
E/e, S/s: Nicht-Weiß und Nicht-Gescheckt, aber Weiß- und Scheckungsträger
e/e, S/S: reinerbig Weiß und Nicht-Gescheckt
e/e, S/s: Weiß und Nicht-Gescheckt, aber Scheckungsträger
e/e, s/s: Weiß und Gescheckt

Da die Selektion beim Eurasier rein nach Phänotypen erfolgt, gab und gibt es bis heute Tiere mit den Genotypen (E/E, S/S), (E/E, S/s), (E/e, S/S) und (E/e, S/s), womit die immer noch auftretenden weißen und gescheckten Eurasier einfach erklärt werden.

So, jetzt haben wir weiße und nicht-weiße, gescheckte und nicht-gescheckte Eurasier. War hier nicht irgendwo mal die Rede von den Grundfarben? Was ist denn jetzt mit den roten, grauen und anderen Hunden?
Um die kümmern wir uns im nächsten Kapitel.















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18.03.2017 Neue Seite: Fusselmonstereien
 
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