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Erlebnisse von Überdominanz

Archiv: Schöne Biologie

Ralf Neumann


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Schöne Biologie

Hypothesen können viel erleben. Sie werden formuliert und entwickelt, sie werden modifiziert, angepasst, erweitert und optimiert – sowie am Ende vielleicht derart eindrucksvoll bestätigt, dass man sie irgendwann als etabliert ansieht. Oder sie werden kritisiert, herausgefordert, attackiert und geschmäht – bis sie womöglich falsifiziert und fallen gelassen werden. Falls sie nicht gleich mit lautem Knall platzen.

Gar nicht selten werden Hypothesen auch für lange Zeit in schwärzestes ­Dunkel­ verbannt – wo sie tief schlafend darauf warten, dass neue Erkenntnisse und schlaue Köpfe sie plötzlich wieder ans Licht holen und zu frischem Leben erwecken. Wenn auch vielleicht wieder etwas modifiziert...

Nehmen Sie irgendeine Hypothese – sie wird nicht alles, aber sicher einiges davon erlebt haben. Zum Beispiel die sogenannte Überdominanz-Hypothese. Diese kam vor etwas über hundert Jahren auf und sollte den sogenannten Heterosis-Effekt in der Pflanzenzucht erklären, wonach die hybriden Nachkommen aus der Kreuzung zweier Inzuchtlinien oftmals kräftiger, vitaler und ertragreicher sind als die jeweiligen reinen Nachkommen der beiden Elternlinien.

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Mit der Überdominanz-Hypothese postulierte man damals, dass für einen genetischen Locus die heterozygote Situation mit zwei verschiedenen Allelen stets vorteilhafter ist als jedwede homozygote. Und da bei Hybridsorten naturgemäß viel mehr Loci hete­rozygot auftreten als in den Inzuchtlinien, würden erstere eben kräftiger wachsen. Letztlich konnte die Überdominanz-Hypothese jedoch nicht alle Facetten des Heterosis-Effekts erklären. Und so verblasste sie.

Mitte der 1950er Jahre geriet sie jedoch wieder ins Rampenlicht einer Kontroverse zwischen dem Drosophila-Genetiker Hermann Muller und Theodosius Dobzhansky (ja genau, der mit dem Spruch „Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution“). Dobzhansky verkündete plötzlich, dass Überdominanz der Schlüsselmechanismus überhaupt für die genetische Variabilität von Populationen sei – und zwar, indem er das Auftreten und den Erhalt von Polymorphismen stabilisiere. Muller hingegen hielt die „heterozygote Überlegenheit lediglich für eine triviale Tatsache dieser Welt“.

Doch mangels Belegen schlief die neu formulierte Überdominanz-Hypothese bald nach dem Streit zum zweiten Male ein.

Jetzt, fast siebzig Jahre später, könnte ihr nochmals neues Leben eingehaucht werden. Grundlage ist die Beobachtung deutscher und österreichischer Pflanzenforscher, dass in einer Südtiroler Population der Orchideenart Schwarzes Kohlröschen (Gymnadenia rhellicani) nur 62 Prozent der Pflanzen schwarze Wildtyp-Blüten hatten – 28 Prozent dagegen rote und 10 Prozent weiße. Den verursachenden Polymorphismus fanden sie allerdings nicht im Locus des Anthocyanidin-Synthase-(ANS)-Gens, dessen Produkt die Blüten-Farbpigmente bereitstellt – sondern vielmehr beim Transkriptionsfaktor R2R3-MYB, der die ANS-Expression ankurbelt (Nat. Commun. 10: 63). Letzterer lag in einer funktionierenden Form und in einer defekten Form vor. Entsprechend hatte der schwarze Wildtyp zwei funktionierende Varianten des R2R3-MYB-Gens, weiße Pflanzen hatten zwei nicht-funktionierende Varianten – und die roten waren mischerbig.

Nach der Überdominanz-Hypothese sollten „die Roten“ nun fitter sein. Und tatsächlich produzieren sie klar die meisten Samen. Zudem wird die rote Farbvariante von Bienen und Fliegen bestäubt, während „Schwarze“ nur von Bienen und „Weiße“ nur von Fliegen angeflogen werden. Dadurch vermehrt sich der „rote Heterozygot“ am stärksten – und sorgt zugleich für den Erhalt des Transkriptionsfaktor-Polymorphismus.

Ganz im Sinne von Dobzhanskys Version der Überdominanz-Hypothese also, die somit nach hundert Jahren schon wieder Neues erlebt.



Letzte Änderungen: 06.02.2019


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