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Gregor Mendel: Ein Mönch wird Erbsenzähler

Vor 200 Jahren, am 20. Juli 1822, wurde Gregor Mendel geboren, der „Vater der Genetik“. Der Mönch und Pflanzenforscher beschrieb anhand seiner berühmten Erbsenversuche als erster systematisch die Vererbung von Merkmalen. Seine drei daraus abgeleiteten Vererbungsregeln werden bis heute in der Schule gelernt. Doch wie kam der Mönch dazu, im Klostergarten Erbsen zu zählen? Was war das Besondere an seinen Experimenten? Und wie richtig waren seine Schlussfolgerungen?
NPO, 20.07.2022
Symbolbild 200. Geburtstag Gregor Mendels

Erbsenpflanzen: stockakia, GettyImages

Gregor Mendel gehört heute zu den bekanntesten Pionieren der Biologie.  Doch als dieser künftige Star der Genetik am 20. Juli 1822 im kleinen Dorf Heinzendorf bei Brünn geboren wurde, war davon noch nichts zu ahnen – im Gegenteil. Als Kind von Kleinbauern im ländlichen Schlesien hatte Mendel zunächst wenig Aussichten auf eine wissenschaftliche Karriere.

Vom Bauernsohn zum gelehrten Mönch

Schon in der Dorfschule fielen seinem Lehrer und dem örtlichen Priester auf, wie begabt und intelligent der junge Mendel vor allem in den Naturwissenschaften war und sie förderten ihn. Dadurch konnte Mendel ein Gymnasium und später sogar die Universität besuchen. Allerdings musste er sich als Privatlehrer Geld dazu verdienen, durch Überarbeitung und Hunger durchlitt er zudem immer wieder Phasen der Krankheit. 1843 war Mendel gezwungen, aus Geldmangel sein Studium abzubrechen – seine Karriere schien beendet, bevor sie richtig begonnen hatte. Doch dann bekam der junge Mann das Angebot, in das Augustinerkloster St. Thomas bei Brünn einzutreten.

Obwohl der junge Mendel keine besondere religiöse Berufung verspürte, verschaffte ihm dieses stark landwirtschaftlich ausgerichtete Kloster die Chance, neben seinen klösterlichen Pflichten auch seinen naturwissenschaftlichen Interessen nachzugehen. Angeregt durch mehrere damals noch ungeklärt Fragen zur Pflanzenzüchtung und Befruchtung der Pflanzen beschloss Mendel schon bald, den Klostergarten und die dort reichlich vorhandenen Nutzpflanzen für Züchtungsexperimente zu nutzen.

Was war das Besondere an Mendels Erbsenversuchen?

Damit begann Gregor Mendel mit der Tätigkeit, die ihn bis heute berühmt machen sollte. Seine Kreuzungsversuche mit Erbsen sind aber nicht nur wegen ihrer Ergebnisse und Mendels daraus abgeleiteten Vererbungsregeln von historischer Bedeutung. Auch die Art, wie er die Experimente vorbereitete und durchführte, war für damalige Zeit ein Novum.

Die erste Besonderheit betrifft die Auswahl seiner Erbsen: Statt die ganze Erbsenpflanze mit allen ihren Merkmalen als Einheit zu sehen, konzentrierte sich Mendel auf einzelne Merkmale, die er losgelöst von der Einzelpflanze untersuchte. Dies ermöglichte es ihm, gezielt nachzuvollziehen, was die Kreuzung mit diesen einzelnen Merkmalen machte – losgelöst vom sonstigen Aussehen der Pflanze. Mendel wählte sieben Merkmale aus, die jeweils in zwei Varianten vorkamen und die gut unterscheidbar waren, darunter die Blütenfarbe, die Farbe und Form der Erbsen sowie die Form und Farbe der Erbsenschoten. Zwei Jahre verbrachte der gelehrte Mönch damit, zunächst geeignete Erbsensorten auszuwählen und in möglichst reinen Linien vorzuzüchten, bevor er mit seinen eigentlichen Kreuzungsexperimenten begann.

Die zweite große Besonderheit von Mendels Forschungen ist die Art, wie er seine Versuche plante und auswertete. Insgesamt kultivierte Mendel für seine Versuchsreihen mehr als 28.000 Erbsenpflanzen und erzeugte aus 355 Kreuzungen insgesamt 12.980 hybride Nachkommen. Im Unterschied zur damals in der Pflanzenzüchtung gängigen Herangehensweise analysierte Mendel seine Ergebnisse auf mathematisch-statistische Weise. Fast schon abstrakt beschrieb er die Vererbungsprozesse über Buchstaben und mathematische Formeln.

Diese sieben Merkmale der Erbsen wählte Mendel für seine Kreuzungsversuche aus.

Mariana Ruiz LadyofHats / CC0

Die drei Vererbungsregeln

Mendels Schlussfolgerungen aus seinen Erbsenversuchen sind bis heute Lehrstoff im Biologieunterricht und seine drei Vererbungsregeln gelten – wenn auch mit Einschränkungen – bis heute. Die Uniformitätsregel besagt, dass alle Individuen der F1-Tochtergeneration zweier reinerbiger Vorfahren gleich aussehen. Das elterliche Merkmal, das sich dabei durchsetzt, ist dominant.

Die Spaltungsregel beschreibt, was nun bei Kreuzungen dieser hybriden Tochtergeneration untereinander passiert: Einige von deren Nachkommen zeigen nun wieder das zuvor unterdrückte Merkmal des Ausgangspaares. Dies geschieht in einem festen Zahlenverhältnis: Im Phänotyp stehen dominantes und rezessives Merkmal im Verhältnis 3:1. Genotypisch jedoch gilt das Verhältnis 1:2:1: Das dominante und rezessive Merkmal treten jeweils einmal als reinerbige Variante auf, zweimal als mischerbige. Für die Pflanzenzüchtung der damaligen Zeit war genau dies eine entscheidende Erkenntnis. Denn sie erklärte, warum bei Kreuzungsversuchen manchmal stabile neue Sorten entstanden, manchmal hingegen nicht.

Die Unabhängigkeitsregel schließlich besagt, dass sich einzelne Merkmale unabhängig voneinander vererben. Mendel sah jede Pflanze eine Art Mosaik aus vielen unabhängigen Merkmalen – einige dominant, andere rezessiv oder intermediär. Die Vererbung der Blütenfarbe beeinflusst bei den Erbsen demnach nicht die Form oder Farbe ihrer Schoten und Früchte. Jedes Merkmal folgt stattdessen seinem eigenen Erbgang – so die Ansicht des Forschers.

Allerdings: Heute weiß man, dass diese Unabhängigkeit eher die Ausnahme als die Regel ist. Denn wenn Gene auf den Chromosomen relativ nahe beieinander liegen, werden sie meist auch gemeinsam vererbt. Ohne es zu ahnen, hatte Mendel bei der Auswahl seine Erbenmerkmale jedoch eine glückliche Hand: Vier der Merkmale liegen auf verschiedenen Chromosomen, die Gene der restlichen drei sind weit genug von den Genen der anderen entfernt. Nur deshalb ergaben die Zahlen und Verhältnisse seiner Kreuzungsversuche ein aussagekräftiges Bild.

Obwohl Mendel Augustinermönch war und die Kirche die Evolutionstheorie zu dieser Zeit strikt ablehnte, kannte er Darwins Evolutionslehre und stimmte ihr in den Grundzügen zu.

duncan1890, GettyImages

Jahrzehntelang verkannt und vergessen

Während Mendels Zeitgenosse Charles Darwin – der "Vater der Evolutionstheorie" – schon zu Lebzeiten berühmt war und seine Theorie weltweit diskutiert wurde, war dies bei Gregor Mendel anders: Dem "Vater der Vererbungslehre" blieb ein solcher Ruhm zunächst versagt. Zwar veröffentlichte er seine Erkenntnisse, aber diese Artikel wurden nur von wenigen Fachkollegen gelesen – und diese erkannten deren Bedeutung nicht.

Erst Jahrzehnte nach seinem Tod wurden Mendels Schriften und seine Schlussfolgerungen wiederentdeckt und gewürdigt. Dass dies so lange dauern würde, war Mendel nicht klar: Im Jahr 1883, kurze Zeit vor seinem Tod, sagte er: „Mir haben meine wissenschaftlichen Arbeiten viel Befriedigung gebracht und ich bin überzeugt, dass es nicht lange dauern wird, bis die ganze Welt die Ergebnisse dieser Arbeit anerkennen wird.“ Aber immerhin: Heute ist der erbsenzählende Mönch tatsächlich ähnlich bekannt wie Darwin – seinen Namen lernt jedes Kind in der Schule.

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