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Wie viel wussten wir über die Vererbung vor Mendel?

Wie viel wussten wir über die Vererbung vor Mendel?

Der Begründer (mehr oder weniger) der modernen Genetik war bekanntlich Gregor Mendel, der als erster die Gesetze der mendelschen Vererbung festlegte. Insbesondere entdeckte er die Existenz von dominanten und rezessiven Merkmalen bei Erbsenpflanzen und die betreffend-Entdeckung seiner Entdeckung setzte das moderne Feld in Bewegung.

Meine Frage lautet: Wie viel war über die menschliche Vererbung bekannt, bevor das mendelsche Erbe entdeckt wurde? Ich kann mir vorstellen, dass die Menschen immer bemerkt haben, dass Kinder am Ende wie ihre Eltern aussehen. Aber hätten sie zum Beispiel das Wesentliche gewusst, dass schwarze Haare eher an Kinder weitergegeben werden (a la Game of Thrones) oder dass zwei Menschen mit Kinnspalte immer noch ein Kind ohne Spalt haben können? Hat sich einer der alten oder späteren Wissenschaftler jemals auf bedeutende Weise mit dem Thema befasst?


Natürlich war nichts spezifisch über Gene bekannt, oder irgendetwas, das kleiner war als das, was die Leute sehen konnten (außer einigen philosophischen Theorien… Anatomen usw.).

Aber die Menschheit hat die Vererbung sehr bewusst genutzt, insbesondere in der selektiven Pflanzenzüchtung und Tierhaltung. Beachten Sie, dass die meisten Körner (Weizen, Reis… aber ursprünglich nicht viel mehr als Gras) schwer verdaulich waren, bevor sie dazu gezüchtet wurden. Viele Früchte, wie all die verschiedenen Rosengewächse (Äpfel, Birnen… ) waren nicht sehr schmackhaft, nahrhaft, groß oder widerstandsfähig, bevor die Menschheit ihr Potenzial erkannte; im letzteren Fall sprechen wir sogar über die Zeit nach der letzten Eiszeit, also vor kurzem (aber es gibt Theorien, dass Neandertaler einige frühe Formen der Landwirtschaft hatten).

Die Vererbung bei Tieren und Menschen ist jedoch seit „ewig“ intuitiv bekannt. Dass die Paarung mit gesunden Individuen eher gesunde Nachkommen hervorbringt, steht im Zentrum der Evolution – und das Wissen um genetische Krankheiten oder zumindest deren Konzept folgt unmittelbar. Ein guter Indikator dafür ist die Bedeutung, die vormoderne Gesellschaften dem Begriff „Blut“ beigemessen haben. Blut war nur ihre Art, Genetik zu sagen. Sie wussten, dass Eigenschaften von den Nachkommen geerbt wurden, sie kannten nur die Mechanik nicht. Sie wussten auch nicht genau, welche Eigenschaften vererbt wurden und welche nicht - aber Mendel wusste es auch nicht. Aber Bauern und Hirten hatten dafür gute Augen.

Mir ist bewusst, dass ich keine Quellen zitiere, und ich sage nicht, dass es keine gibt, aber manchmal ist es schwierig zu sagen, wie viel Menschen einmal wissen, besonders in Zeiten, in denen die einzige Möglichkeit der Wissensvererbung die mündliche Überlieferung war. Man könnte spekulieren, dass sie in bestimmten Bereichen der Botanik sogar Dinge wussten, die wir nicht wissen, insbesondere über heilende Eigenschaften von Pflanzen und dergleichen.


Frage:
Meine Frage ist diese: Wie viel war über die menschliche Vererbung bekannt, bevor das mendelsche Erbe entdeckt wurde? Ich kann mir vorstellen, dass die Menschen immer bemerkt haben, dass Kinder am Ende wie ihre Eltern aussehen.

Vererbung war in der wissenschaftlichen Gemeinschaft ein bekannter Begriff, als Mendel seine Arbeit veröffentlichte, wurde jedoch nicht verstanden. Darwin präsentierte in Origin of the Species ein hypothetisches Modell der Vererbung Theorie der Pangenese er benutzte es, um die Evolution zu erklären, aber er demonstrierte es nicht. Er schlug eine Hypothese vor, weil seine Evolutionstheorie ein solches Modellland erforderte, sein Fossilienbestand deutete darauf hin. Mendel war der erste, der die wissenschaftliche Methode verwendet und modelliert hat, obwohl dies zu dieser Zeit niemand bemerkte.

Wann Gregor Mendel veröffentlichte seine Arbeit"Experimente zur Pflanzenhybridisierung" 1866 war es sieben Jahre danach Charles Darwin veröffentlicht "Herkunft der Art“, die die Vererbung von Merkmalen bei Tieren vorhersagte und davon abhing.

Darwins Hypothese über die Existenz eines Vererbungsmechanismus. Darwin stützte seine Theorie / Schlussfolgerungen auf einen umfassenden Katalog von Skelett- und Fossilienaufzeichnungen; aber er hatte keine lebenden Experimente oder ein gutes biologisches Modell für das, was er nannte gemmules.

Pangenese
Pangenese war Charles Darwins hypothetischer Mechanismus für Vererbung, in dem er vorschlug, dass jeder Teil des Körpers ständig seine eigene Art kleiner organischer Partikel namens . emittiert gemmules die sich in den Gonaden ansammelten und den Gameten vererbbare Informationen beisteuerten.

Zu der Zeit erkannte niemand, dass Mendels Studie zur Pflanzenhybridisierung zur Unterstützung von Darwins Arbeit über die Vererbung von Merkmalen bei Tieren verwendet werden könnte. Mendels Arbeit wurde für die nächsten 30 Jahre nach der Veröffentlichung von Mendel weitgehend ignoriert. Charles Darwin, der gerufen wurde, um seine zu verteidigen Evolutionstheorie fast sofort war sich Mendels unterstützender Arbeit überhaupt nicht bewusst.

Gregor Mendel: Erste Rezeption von Mendels Werk
Bemerkenswert ist, dass Charles Darwin von Mendels Arbeit nichts wusste, und es wird angenommen, dass die Genetik, wie sie jetzt existiert, viel früher hätte Einzug halten können, wenn er sich dessen bewusst gewesen wäre. Mendels wissenschaftliche Biographie ist somit ein Beispiel dafür, dass obskure, höchst originelle Erneuerer nicht die Aufmerksamkeit erhalten, die sie verdienen.

Mendels Papier hat zwei Schlussfolgerungen gezogen:

  • Das Gesetz des unabhängigen Sortiments gibt an, dass die Bausteine ​​(Allele) für einzelne Merkmale unabhängig von anderen Merkmalen vererbt werden.

  • Das Gesetz der Segregation stellt fest, dass zwei heterozygote Eltern (Yy) Nachkommen ein bestimmtes Merkmal in einem Muster erben, das durch den dominant-rezessiven Ausdruck 1:2:1 unterstützt wird. wobei 1 Teil homozygot dominant (YY) exprimiert, 2 Teile heterozygot (Yy) und der letzte Teil homozygot rezessiv (yy) ist.

    Y y <- Elternteil Nr. 1 |------------- Y | YY Yy j | Yy yy ^ | Elternteil #2

Zwei genetische Gesetze, die beim Beobachten von Pflanzen entdeckt wurden, beziehen sich auch auf Tiere. Gregor Mendel ist bekannt als der Vater der modernen Genetik für seine Arbeit.

Darwins Arbeit in Origin of the Species basierte auf der Vererbung von Merkmalen über Generationen hinweg, aber es fehlte ein von Mendel bereitgestelltes biologisches Modell für diese Vererbung. Somit unterstützt und ergänzt Mendels Modell der Vererbung bei Pflanzen Darwins Arbeit. So wie ... getan hat Thomas Morgan die Mendels genetische Studien erweiterten, aber an Tieren (Drosophila melanogaster) Fruchtfliegen. Ebenfalls James Watson und Francis Crick's, die in den 1950er Jahren die DNA entdeckten. Der physikalische Mechanismus, den Darwin vermutete und den Mendel fast 100 Jahre zuvor zum ersten Mal untersuchte.

Quellen:

  • Gregor Mendel
  • Mendelsche Vererbung
  • Herkunft der Art

Im Grunde dachten die Leute, dass alle Eigenschaften Ihrer Mutter und Ihres Vaters in einem genetischen Mixer vermischt würden (um es einfach auszudrücken). ZB, wenn ein schwarzes Eichhörnchen und ein weißes Eichhörnchen ein Baby-Eichhörnchen hätten, wäre dieses Baby ein graues Eichhörnchen.


Sie dachten, dass Eigenschaften wie Farbe würde zusammenmischen, als würde jemand 2 Farben in einem neuen Eimer mischen


Beim Menschen ist die Augenfarbe ein Beispiel für ein ererbtes Merkmal: Ein Individuum könnte das "Braun-Augen-Merkmal" von einem der Elternteile erben. [1] Vererbte Merkmale werden durch Gene gesteuert, und der komplette Satz von Genen im Genom eines Organismus wird als Genotyp bezeichnet. [2]

Der vollständige Satz beobachtbarer Merkmale der Struktur und des Verhaltens eines Organismus wird als Phänotyp bezeichnet. Diese Merkmale ergeben sich aus der Interaktion seines Genotyps mit der Umwelt. [3] Als Ergebnis werden viele Aspekte des Phänotyps eines Organismus nicht vererbt. Zum Beispiel entsteht sonnengebräunte Haut durch die Wechselwirkung zwischen dem Genotyp einer Person und dem Sonnenlicht [4], daher werden Sonnenbräune nicht an die Kinder weitergegeben. Einige Menschen werden jedoch aufgrund von Unterschieden in ihrem Genotyp leichter braun als andere: [5] Ein auffälliges Beispiel sind Menschen mit dem ererbten Merkmal des Albinismus, die überhaupt nicht bräunen und sehr empfindlich auf Sonnenbrand reagieren. [6]

Es ist bekannt, dass vererbbare Merkmale über die DNA, ein Molekül, das genetische Informationen kodiert, von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. [2] DNA ist ein langes Polymer, das vier Arten von Basen enthält, die austauschbar sind. Die Nukleinsäuresequenz (die Abfolge von Basen entlang eines bestimmten DNA-Moleküls) spezifiziert die genetische Information: Dies ist vergleichbar mit einer Buchstabenfolge, die eine Textpassage buchstabiert. [7] Bevor sich eine Zelle durch Mitose teilt, wird die DNA kopiert, sodass jede der beiden resultierenden Zellen die DNA-Sequenz erbt. Ein Teil eines DNA-Moleküls, der eine einzelne funktionelle Einheit spezifiziert, wird als Gen bezeichnet. Verschiedene Gene haben unterschiedliche Basensequenzen. Innerhalb von Zellen bilden die langen DNA-Stränge kondensierte Strukturen, die Chromosomen genannt werden. Organismen erben genetisches Material von ihren Eltern in Form von homologen Chromosomen, die eine einzigartige Kombination von DNA-Sequenzen enthalten, die für Gene kodieren. Die spezifische Position einer DNA-Sequenz innerhalb eines Chromosoms wird als Locus bezeichnet. Wenn die DNA-Sequenz an einem bestimmten Locus zwischen den Individuen variiert, werden die verschiedenen Formen dieser Sequenz als Allele bezeichnet. DNA-Sequenzen können sich durch Mutationen verändern und neue Allele produzieren. Wenn eine Mutation innerhalb eines Gens auftritt, kann das neue Allel das Merkmal, das das Gen kontrolliert, beeinflussen und den Phänotyp des Organismus verändern. [8]

Obwohl diese einfache Übereinstimmung zwischen einem Allel und einem Merkmal in einigen Fällen funktioniert, sind die meisten Merkmale jedoch komplexer und werden von mehreren interagierenden Genen innerhalb und zwischen Organismen gesteuert. [9] [10] Entwicklungsbiologen schlagen vor, dass komplexe Interaktionen in genetischen Netzwerken und die Kommunikation zwischen Zellen zu vererbbaren Variationen führen können, die einigen der Mechanismen der Entwicklungsplastizität und Kanalisierung zugrunde liegen können. [11]

Jüngste Erkenntnisse haben wichtige Beispiele für vererbbare Veränderungen bestätigt, die nicht direkt durch das DNA-Molekül erklärt werden können. Diese Phänomene werden als epigenetische Vererbungssysteme klassifiziert, die sich kausal oder unabhängig über Gene entwickeln. Die Erforschung von Modi und Mechanismen der epigenetischen Vererbung steckt noch in den Kinderschuhen, jedoch hat dieser Forschungsbereich in letzter Zeit viel Aktivität auf sich gezogen, da er den Umfang der Erblichkeit und der Evolutionsbiologie im Allgemeinen erweitert. [12] DNA-Methylierung, die Chromatin markiert, selbsterhaltende Stoffwechselschleifen, Gen-Silencing durch RNA-Interferenz und die dreidimensionale Konformation von Proteinen (wie Prionen) sind Bereiche, in denen epigenetische Vererbungssysteme auf organismischer Ebene entdeckt wurden. [13] [14] Heritabilität kann auch in noch größeren Maßstäben auftreten. Zum Beispiel wird ökologische Vererbung durch den Prozess der Nischenkonstruktion durch die regelmäßigen und wiederholten Aktivitäten von Organismen in ihrer Umgebung definiert. Dies erzeugt ein Wirkungserbe, das sich verändert und in das Selektionsregime nachfolgender Generationen einfließt. Nachkommen erben Gene sowie Umweltmerkmale, die durch die ökologischen Handlungen ihrer Vorfahren erzeugt wurden. [15] Andere Beispiele für die Erblichkeit in der Evolution, die nicht unter der direkten Kontrolle von Genen stehen, sind die Vererbung kultureller Merkmale, die Gruppenerbbarkeit und die Symbiogenese. [16] [17] [18] Diese Beispiele für Vererbung, die oberhalb des Gens operieren, werden allgemein unter dem Titel der mehrstufigen oder hierarchischen Selektion behandelt, die in der Geschichte der Evolutionswissenschaft intensiv diskutiert wurde. [17] [19]

Als Charles Darwin 1859 seine Evolutionstheorie vorschlug, war eines der Hauptprobleme das Fehlen eines zugrunde liegenden Mechanismus für die Vererbung. [20] Darwin glaubte an eine Mischung aus Vererbung und Vererbung erworbener Merkmale (Pangenese). Die Vermischung der Vererbung würde in nur wenigen Generationen zu einer Einheitlichkeit zwischen den Populationen führen und dann die Variation aus einer Population entfernen, auf die die natürliche Selektion wirken könnte. [21] Dies führte dazu, dass Darwin einige Lamarcksche Ideen in späteren Ausgaben von übernahm Zur Entstehung der Arten und seine späteren biologischen Werke. [22] Darwins primärer Ansatz zur Vererbung bestand darin, zu skizzieren, wie sie zu funktionieren schien (beachten Sie, dass Merkmale, die zum Zeitpunkt der Reproduktion nicht explizit im Elternteil ausgedrückt waren, vererbt werden könnten, dass bestimmte Merkmale geschlechtsgebunden sein könnten usw.) als Mechanismen vorzuschlagen.

Darwins ursprüngliches Modell der Vererbung wurde von seinem Cousin Francis Galton, der den Rahmen für die biometrische Schule der Vererbung legte, übernommen und dann stark modifiziert. [23] Galton fand keine Beweise für die Aspekte von Darwins Pangenese-Modell, das sich auf erworbene Merkmale stützte. [24]

Die Vererbung erworbener Merkmale erwies sich in den 1880er Jahren als wenig begründet, als August Weismann vielen Generationen von Mäusen die Schwänze abschnitt und feststellte, dass ihre Nachkommen weiterhin Schwänze entwickelten. [25]

Wissenschaftler in der Antike hatten eine Vielzahl von Vorstellungen über die Vererbung: Theophrastus schlug vor, dass männliche Blüten die Reifung weiblicher Blüten bewirken [26] Hippokrates spekulierte, dass "Samen" von verschiedenen Körperteilen produziert und zum Zeitpunkt der Empfängnis auf die Nachkommen übertragen wurden [27] und Aristoteles dachte, dass sich männliche und weibliche Flüssigkeiten bei der Empfängnis vermischten. [28] Aischylos schlug 458 v. [29]

Das alte Verständnis von Vererbung ging im 18. Jahrhundert zu zwei umstrittenen Doktrinen über. Die Doktrin der Epigenese und die Doktrin der Präformation waren zwei verschiedene Ansichten des Verständnisses der Vererbung. Die Epigeneselehre von Aristoteles behauptete, dass sich ein Embryo ständig entwickelt. Die Veränderungen der Eigenschaften der Eltern werden während seines Lebens an einen Embryo weitergegeben. Die Grundlage dieser Lehre basierte auf der Theorie der Vererbung erworbener Merkmale. In direkter Opposition behauptete die Präformationslehre, dass "Gleiches Gleiches erzeugt", wobei sich der Keim entwickeln würde, um Nachkommen zu erzeugen, die den Eltern ähnlich sind. Die präformationistische Sichtweise glaubte, dass die Fortpflanzung ein Akt der Enthüllung dessen sei, was lange zuvor erschaffen worden war. Dies wurde jedoch durch die Entstehung der Zelltheorie im 19. Jahrhundert bestritten, bei der die grundlegende Einheit des Lebens die Zelle ist und nicht einige vorgeformte Teile eines Organismus. Verschiedene erbliche Mechanismen, einschließlich der Mischvererbung, wurden ebenfalls ins Auge gefasst, ohne ordnungsgemäß getestet oder quantifiziert zu werden, und wurden später umstritten. Dennoch gelang es den Menschen, durch künstliche Selektion sowohl heimische Tierrassen als auch Nutzpflanzen zu entwickeln. Die Vererbung erworbener Merkmale war auch Teil der frühen Lamarckschen Evolutionsvorstellungen.

Im 18. Jahrhundert entdeckte die niederländische Mikroskopikerin Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) "Animalcules" im Sperma von Menschen und anderen Tieren. [30] Einige Wissenschaftler spekulierten, dass sie in jedem Sperma einen "kleinen Mann" (Homunculus) sahen. Diese Wissenschaftler bildeten eine Denkschule, die als "Spermisten" bekannt ist. Sie behaupteten, die einzigen Beiträge des Weibchens für die nächste Generation seien der Mutterleib, in dem der Homunkulus wuchs, und pränatale Einflüsse des Mutterleibs. [31] Eine entgegengesetzte Denkrichtung, die Ovisten, glaubten, dass der zukünftige Mensch in der Eizelle steckt und dass Sperma lediglich das Wachstum der Eizelle stimuliert. Ovisten dachten, dass Frauen Eier mit Jungen und Mädchen trugen und dass das Geschlecht der Nachkommen lange vor der Empfängnis bestimmt wurde. [32]

Eine frühe Forschungsinitiative entstand 1878, als Alpheus Hyatt eine Untersuchung leitete, um die Gesetze der Vererbung zu untersuchen, indem Daten über Familienphänotypen (Nasengröße, Ohrform usw.) des Aussehens. Eines der Projektziele bestand darin, Daten zu tabellieren, um besser zu verstehen, warum bestimmte Merkmale konsistent ausgedrückt werden, während andere stark unregelmäßig sind. [33]

Gregor Mendel: Vater der Genetik Bearbeiten

Die Idee der partikulären Vererbung von Genen geht auf den mährischen [34] Mönch Gregor Mendel zurück, der 1865 seine Arbeit über Erbsenpflanzen veröffentlichte. Seine Arbeit war jedoch wenig bekannt und wurde 1901 wiederentdeckt. Zunächst wurde angenommen, dass mendelsche Vererbung nur große (qualitative) Unterschiede aus, wie sie Mendel bei seinen Erbsenpflanzen sieht – und die Idee der additiven Wirkung von (quantitativen) Genen wurde erst bei RA . verwirklicht Fishers (1918) Aufsatz "The Correlation Between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance" Mendels Gesamtbeitrag gab Wissenschaftlern einen nützlichen Überblick über die Vererbbarkeit von Merkmalen. Seine Vorführung von Erbsenpflanzen wurde zur Grundlage für das Studium der Mendelschen Merkmale. Diese Merkmale können auf einem einzigen Locus verfolgt werden. [35]

Moderne Entwicklung von Genetik und Vererbung Bearbeiten

In den 1930er Jahren führte die Arbeit von Fisher und anderen zu einer Kombination von Mendelschen und biometrischen Schulen zur modernen evolutionären Synthese. Die moderne Synthese überbrückte die Kluft zwischen experimentellen Genetikern und Naturforschern und zwischen beiden und Paläontologen und stellte fest, dass: [36] [37]

  1. Alle evolutionären Phänomene können in Übereinstimmung mit bekannten genetischen Mechanismen und den Beobachtungen von Naturforschern erklärt werden.
  2. Die Evolution erfolgt schrittweise: kleine genetische Veränderungen, Rekombination durch natürliche Selektion geordnet. Diskontinuitäten zwischen Arten (oder anderen Taxa) werden so erklärt, dass sie allmählich durch geografische Trennung und Aussterben (nicht Saltation) entstehen. ist überwältigend der Hauptmechanismus der Veränderung, selbst kleine Vorteile sind wichtig, wenn sie fortgesetzt werden. Das Objekt der Selektion ist der Phänotyp in seiner Umgebung. Die Rolle der genetischen Drift ist zweideutig, obwohl sie ursprünglich von Dobzhansky stark unterstützt wurde, sie wurde später jedoch herabgestuft, als Ergebnisse der ökologischen Genetik erhalten wurden.
  3. Das Primat des Bevölkerungsdenkens: Die genetische Vielfalt, die in natürlichen Populationen mit sich bringt, ist ein Schlüsselfaktor in der Evolution. Die Stärke der natürlichen Selektion in freier Wildbahn war größer als erwartet, der Einfluss ökologischer Faktoren wie Nischenbesetzung und die Bedeutung von Barrieren für den Genfluss sind alle wichtig.

Die Idee, dass Artbildung auftritt, nachdem Populationen reproduktiv isoliert wurden, wurde viel diskutiert. [38] Bei Pflanzen muss die Polyploidie in jede Betrachtung der Artbildung einbezogen werden. Formulierungen wie „Evolution besteht hauptsächlich aus Veränderungen der Häufigkeit von Allelen zwischen einer Generation und einer anderen“ wurden erst später vorgeschlagen. Die traditionelle Ansicht ist, dass die Entwicklungsbiologie ('evo-devo') bei der Synthese kaum eine Rolle gespielt hat, aber ein Bericht über Gavin de Beers Arbeit von Stephen Jay Gould lässt vermuten, dass er eine Ausnahme sein könnte. [39]

Fast alle Aspekte der Synthese wurden manchmal mit unterschiedlichem Erfolg in Frage gestellt. Es besteht jedoch kein Zweifel, dass die Synthese ein großer Meilenstein in der Evolutionsbiologie war. [40] Es räumte viele Verwirrungen auf und war direkt verantwortlich für die Anregung einer großen Menge Forschung in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg.

Trofim Lysenko verursachte jedoch eine Gegenreaktion des heutigen Lyssenkoismus in der Sowjetunion, als er Lamarcksche Ideen über die Vererbung erworbener Eigenschaften betonte. Diese Bewegung beeinflusste die Agrarforschung und führte in den 1960er Jahren zu Nahrungsmittelknappheit und beeinträchtigte die UdSSR ernsthaft. [41]

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass epigenetische Veränderungen beim Menschen und anderen Tieren transgenerational vererbt werden. [43]


Ausbildung und Berufseinstieg

Geboren in einer Familie mit begrenzten Mitteln im deutschsprachigen Schlesien, wuchs Mendel in einer ländlichen Umgebung auf. Seine akademischen Fähigkeiten wurden vom örtlichen Priester anerkannt, der seine Eltern überredete, ihn im Alter von 11 Jahren zur Schule zu schicken Gymnasium Nach seinem 1840 abgeschlossenen Gymnasium absolvierte Mendel ein zweijähriges Studium der Philosophie am Philosophischen Institut der Universität Olmütz (Olomouc, Tschechien), wo er sich in Physik und Mathematik auszeichnete und 1843 sein Studium abschloss Jahre weg von zu Hause waren hart, weil seine Familie ihn nicht ausreichend unterstützen konnte. Er gab anderen Schülern Nachhilfe, um über die Runden zu kommen, und zweimal litt er unter schweren Depressionen und musste nach Hause zurückkehren, um sich zu erholen. Als einziger Sohn seines Vaters sollte Mendel den kleinen Familienbetrieb übernehmen, zog jedoch eine andere Lösung seiner misslichen Lage vor und trat als Noviziat des Augustinerordens in das Kloster Altbrünn ein, wo er den Namen Gregor erhielt.

Der Umzug ins Kloster führte ihn nach Brünn, der Hauptstadt Mährens, wo er zum ersten Mal von den harten Kämpfen früherer Jahre befreit wurde. Er wurde auch einer vielfältigen und intellektuellen Gemeinschaft vorgestellt. Als Pfarrer empfand Mendel seine pfarrliche Pflicht, Kranke und Sterbende zu besuchen, so quälend, dass er erneut erkrankte. Abt Cyril Napp vermittelte ihm eine Lehrstelle in Znaim (Znojmo, Tschechien), wo er sich als sehr erfolgreich erwies. 1850 scheiterte Mendel jedoch an einer Prüfung – die durch ein neues Gesetz zur Lehrerbefähigung eingeführt wurde – und wurde für zwei Jahre an die Universität Wien geschickt, um von einem neuen wissenschaftlichen Lehrprogramm zu profitieren. Wie in Olmütz widmete Mendel seine Zeit in Wien der Physik und Mathematik und arbeitete unter dem österreichischen Physiker Christian Doppler und dem mathematischen Physiker Andreas von Ettinghausen. Er studierte auch die Anatomie und Physiologie von Pflanzen und den Gebrauch des Mikroskops bei dem Botaniker Franz Unger, einem Enthusiasten für die Zelltheorie und Anhänger der entwicklungsgeschichtlichen (prädarwinistischen) Sicht der Evolution des Lebens. Ungers Schriften zu letzterem machten ihn kurz vor und während Mendels Zeit dort zum Angriffsziel der römisch-katholischen Presse Wiens.

Im Sommer 1853 kehrte Mendel ins Kloster Brünn zurück und erhielt im folgenden Jahr erneut eine Lehrstelle, diesmal an der Brünner Realschule (Gymnasium), wo er bis zur Wahl zum Abt 14 Jahre später blieb. Er versuchte 1856 erneut die Lehrerprüfung, obwohl das Ereignis einen Nervenzusammenbruch und einen zweiten Misserfolg verursachte. Diese Jahre waren jedoch seine größten Erfolge sowohl als Lehrer als auch als vollendeter Experimentator. Einst Abt, nahmen seine Verwaltungsaufgaben den größten Teil seiner Zeit ein. Darüber hinaus führte Mendels Weigerung, dem Kloster zu gestatten, die neuen Steuern des Staates für einen Religionsfonds zu zahlen, zu einem langen und erbitterten Streit mit den Behörden. Überzeugt, dass diese Steuer verfassungswidrig war, setzte er seinen Widerstand fort und weigerte sich, dem zu entsprechen, selbst als der Staat die Verwaltung einiger Güter des Klosters übernahm und die Gewinne dem religiösen Fonds zuführte.


Präformation und natürliche Selektion

In den zwei Jahrtausenden zwischen dem Leben von Aristoteles und Mendel wurden nur wenige neue Ideen über die Natur der Vererbung aufgezeichnet. Im 17. und 18. Jahrhundert wurde die Idee der Präformation eingeführt. Wissenschaftler, die die neu entwickelten Mikroskope verwendeten, stellten sich vor, dass sie Miniaturnachbildungen von Menschen in Spermienköpfen sehen könnten. Der französische Biologe Jean-Baptiste Lamarck berief sich auf die Idee der „Vererbung erworbener Charaktere“, nicht als Erklärung für Vererbung, sondern als Modell für die Evolution. Er lebte in einer Zeit, in der die Fixierung der Arten selbstverständlich war, behauptete jedoch, dass diese Fixierung nur in einer konstanten Umgebung zu finden sei. Er verkündete das Gesetz des Gebrauchs und des Nichtgebrauchs, das besagt, dass, wenn bestimmte Organe aufgrund eines Umweltbedürfnisses speziell entwickelt werden, dieser Entwicklungszustand erblich ist und an die Nachkommen weitergegeben werden kann. Er glaubte, dass auf diese Weise über viele Generationen Giraffen aus hirschähnlichen Tieren entstehen könnten, die ihren Hals immer wieder strecken mussten, um hohe Blätter an Bäumen zu erreichen.

Der britische Naturforscher Alfred Russel Wallace postulierte ursprünglich die Evolutionstheorie durch natürliche Auslese. Die Beobachtungen von Charles Darwin während seiner Weltumsegelung an Bord der HMS Beagle (1831–36) lieferten Beweise für die natürliche Selektion und seine Vermutung, dass Mensch und Tier eine gemeinsame Abstammung haben. Viele Wissenschaftler glaubten damals an einen Vererbungsmechanismus, der eine Version der altgriechischen Idee der Pangenese war, und Darwins Ideen schienen nicht mit der Vererbungstheorie zu passen, die aus den Experimenten von Mendel hervorging.


Biologische Kenntnisse der Ägypter, Chinesen und Inder

Papyri und Artefakte, die in Gräbern und Pyramiden gefunden wurden, weisen darauf hin, dass die Ägypter auch über beträchtliches medizinisches Wissen verfügten. Ihre gut erhaltenen Mumien beweisen, dass sie die konservierenden Eigenschaften von Kräutern, die zum Einbalsamieren von Pflanzenhalsketten erforderlich sind, gründlich verstanden haben und Basreliefs aus verschiedenen Quellen zeigen auch, dass die alten Ägypter den medizinischen Wert bestimmter Pflanzen sehr gut kannten. Eine ägyptische Zusammenstellung, bekannt als Ebers-Papyrus (C. 1550 v. Chr.) ist einer der ältesten bekannten medizinischen Texte.

Im alten China sollen drei mythische Kaiser – Fu Xi, Shennong und Huangdi – deren angebliche Herrschaftszeit vom 29. bis zum 27. Jahrhundert v. Chr. reichte, über medizinisches Wissen verfügten. Der Legende nach beschrieb Shennong die therapeutischen Kräfte zahlreicher Heilpflanzen und enthielt Beschreibungen vieler wichtiger Nahrungspflanzen, wie der Sojabohne. Die früheste bekannte schriftliche Aufzeichnung der Medizin in China ist jedoch die Huangdi neijing (Der Klassiker der Inneren Medizin des Gelben Kaisers), die aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. stammt. Neben der Medizin verfügten die alten Chinesen über Kenntnisse in anderen Bereichen der Biologie. Sie haben zum Beispiel nicht nur die Seidenraupe verwendet Bombyx mori Seide für den Handel zu produzieren, verstand aber auch das Prinzip der biologischen Kontrolle, bei der eine Insektenart, eine entomophage (insektenfressende) Ameise, eingesetzt wurde, um Insekten zu vernichten, die sich in Bäume bohrten.

Bereits 2500 v. Chr. hatten die Menschen im Nordwesten Indiens eine gut entwickelte Wissenschaft der Landwirtschaft. Die Ruinen von Mohenjo-daro haben Samen von Weizen und Gerste hervorgebracht, die zu dieser Zeit angebaut wurden. Hirse, Datteln, Melonen und anderes Obst und Gemüse sowie Baumwolle waren der Zivilisation bekannt. Pflanzen waren jedoch nicht nur Nahrungsquelle. Ein Dokument, das vermutlich aus dem 6. Jahrhundert v. Chr. stammt, beschrieb die Verwendung von etwa 960 Heilpflanzen und enthielt Informationen zu Themen wie Anatomie, Physiologie, Pathologie und Geburtshilfe.


Grundzüge der Vererbung

Vererbung war lange Zeit eines der rätselhaftesten und mysteriösesten Phänomene der Natur. Dies lag daran, dass die Geschlechtszellen, die die Brücke bilden, über die die Vererbung zwischen den Generationen gehen muss, normalerweise mit bloßem Auge unsichtbar sind. Erst nach der Erfindung des Mikroskops Anfang des 17. Jahrhunderts und der anschließenden Entdeckung der Geschlechtszellen konnte das Wesen der Vererbung begriffen werden. Vor dieser Zeit spekulierte der antike griechische Philosoph und Wissenschaftler Aristoteles (4. ” Die Manu-Institute, in Indien zwischen 100 und 300 n. Chr. komponiert, betrachten die Rolle des Weiblichen wie die des Ackers und des Männlichen wie die des Samens. In Wirklichkeit vererben beide Elternteile das Vererbungsmuster gleichermaßen, und im Durchschnitt ähneln Kinder ihren Müttern genauso wie ihren Vätern. Dennoch können die weiblichen und männlichen Geschlechtszellen sehr unterschiedlich in Größe und Struktur sein, die Masse einer Eizelle ist manchmal millionenfach größer als die eines Spermatozoons.


Primaten-Stammbaum

Aufgrund von Milliarden von Jahren der Evolution teilen Menschen Gene mit allen lebenden Organismen. Der Prozentsatz an Genen oder DNA, die Organismen teilen, zeichnet ihre Ähnlichkeiten auf. Wir teilen mehr Gene mit Organismen, die näher mit uns verwandt sind.

Der Mensch gehört zur biologischen Gruppe der Primaten und wird zu den Menschenaffen, einer der Hauptgruppen des Evolutionsbaums der Primaten, klassifiziert. Neben Ähnlichkeiten in Anatomie und Verhalten wird unsere enge biologische Verwandtschaft mit anderen Primatenarten durch DNA-Beweise belegt. Es bestätigt, dass unsere nächsten lebenden biologischen Verwandten Schimpansen und Bonobos sind, mit denen wir viele Eigenschaften teilen. Aber wir haben uns nicht direkt aus den heute lebenden Primaten entwickelt.

Die DNA zeigt auch, dass unsere Art und Schimpansen von einer gemeinsamen Vorfahrenart abwichen, die vor 8 bis 6 Millionen Jahren lebte. Der letzte gemeinsame Vorfahre von Affen und Menschenaffen lebte vor etwa 25 Millionen Jahren.


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Inhalt

Mendel was born into a German-speaking Czech family in Hynčice (Heinzendorf bei Odrau in German), at the Moravian-Silesian border, Austrian Empire (now a part of the Czech Republic). [5] He was the son of Anton and Rosine (Schwirtlich) Mendel and had one older sister, Veronika, and one younger, Theresia. They lived and worked on a farm which had been owned by the Mendel family for at least 130 years [9] (the house where Mendel was born is now a museum devoted to Mendel [10] ). During his childhood, Mendel worked as a gardener and studied beekeeping. As a young man, he attended gymnasium in Opava (called Troppau in German). He had to take four months off during his gymnasium studies due to illness. From 1840 to 1843, he studied practical and theoretical philosophy and physics at the Philosophical Institute of the University of Olomouc, taking another year off because of illness. He also struggled financially to pay for his studies, and Theresia gave him her dowry. Later he helped support her three sons, two of whom became doctors. [11]

He became a monk in part because it enabled him to obtain an education without having to pay for it himself. [12] As the son of a struggling farmer, the monastic life, in his words, spared him the "perpetual anxiety about a means of livelihood." [13] Born Johann Mendel, he was given the name Gregor (Řehoř in Czech) [2] when he joined the Augustinian monks. [14]

When Mendel entered the Faculty of Philosophy, the Department of Natural History and Agriculture was headed by Johann Karl Nestler who conducted extensive research of hereditary traits of plants and animals, especially sheep. Upon recommendation of his physics teacher Friedrich Franz, [15] Mendel entered the Augustinian St Thomas's Abbey in Brno (called Brünn in German) and began his training as a priest. Mendel worked as a substitute high school teacher. In 1850, he failed the oral part, the last of three parts, of his exams to become a certified high school teacher. In 1851, he was sent to the University of Vienna to study under the sponsorship of Abbot Cyril František Napp so that he could get more formal education. [16] At Vienna, his professor of physics was Christian Doppler. [17] Mendel returned to his abbey in 1853 as a teacher, principally of physics. In 1856, he took the exam to become a certified teacher and again failed the oral part. [18] In 1867, he replaced Napp as abbot of the monastery. [19]

After he was elevated as abbot in 1868, his scientific work largely ended, as Mendel became overburdened with administrative responsibilities, especially a dispute with the civil government over its attempt to impose special taxes on religious institutions. [20] Mendel died on 6 January 1884, at the age of 61, in Brno, Moravia, Austria-Hungary (now Czech Republic), from chronic nephritis. Czech composer Leoš Janáček played the organ at his funeral. After his death, the succeeding abbot burned all papers in Mendel's collection, to mark an end to the disputes over taxation. [21]

Experiments on plant hybridization

Gregor Mendel, known as the "father of modern genetics", chose to study variation in plants in his monastery's 2 hectares (4.9 acres) experimental garden. [22]

After initial experiments with pea plants, Mendel settled on studying seven traits that seemed to be inherited independently of other traits: seed shape, flower color, seed coat tint, pod shape, unripe pod color, flower location, and plant height. He first focused on seed shape, which was either angular or round. [23] Between 1856 and 1863 Mendel cultivated and tested some 28,000 plants, the majority of which were pea plants (Pisum sativum). [24] [25] [26] This study showed that, when true-breeding different varieties were crossed to each other (e.g., tall plants fertilized by short plants), in the second generation, one in four pea plants had purebred recessive traits, two out of four were hybrids, and one out of four were purebred dominant. His experiments led him to make two generalizations, the Law of Segregation and the Law of Independent Assortment, which later came to be known as Mendel's Laws of Inheritance. [27]

Initial reception of Mendel's work

Mendel presented his paper, "Versuche über Pflanzenhybriden" ("Experiments on Plant Hybridization"), at two meetings of the Natural History Society of Brno in Moravia on 8 February and 8 March 1865. [28] It generated a few favorable reports in local newspapers, [26] but was ignored by the scientific community. When Mendel's paper was published in 1866 in Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, [29] it was seen as essentially about hybridization rather than inheritance, had little impact, and was only cited about three times over the next thirty-five years. His paper was criticized at the time, but is now considered a seminal work. [30] Notably, Charles Darwin was not aware of Mendel's paper, and it is envisaged that if he had been aware of it, genetics as it exists now might have taken hold much earlier. [31] [32] Mendel's scientific biography thus provides an example of the failure of obscure, highly original innovators to receive the attention they deserve. [33]

Rediscovery of Mendel's work

About forty scientists listened to Mendel's two groundbreaking lectures, but it would appear that they failed to understand his work. Later, he also carried on a correspondence with Carl Nägeli, one of the leading biologists of the time, but Nägeli too failed to appreciate Mendel's discoveries. At times, Mendel must have entertained doubts about his work, but not always: "My time will come," he reportedly told a friend, [13] Gustav von Niessl. [34]

During Mendel's lifetime, most biologists held the idea that all characteristics were passed to the next generation through blending inheritance, in which the traits from each parent are averaged. [35] [36] Instances of this phenomenon are now explained by the action of multiple genes with quantitative effects. Charles Darwin tried unsuccessfully to explain inheritance through a theory of pangenesis. It was not until the early 20th century that the importance of Mendel's ideas was realized. [26]

By 1900, research aimed at finding a successful theory of discontinuous inheritance rather than blending inheritance led to independent duplication of his work by Hugo de Vries and Carl Correns, and the rediscovery of Mendel's writings and laws. Both acknowledged Mendel's priority, and it is thought probable that de Vries did not understand the results he had found until after reading Mendel. [26] Though Erich von Tschermak was originally also credited with rediscovery, this is no longer accepted because he did not understand Mendel's laws. [37] Though de Vries later lost interest in Mendelism, other biologists started to establish modern genetics as a science. All three of these researchers, each from a different country, published their rediscovery of Mendel's work within a two-month span in the spring of 1900. [38]

Mendel's results were quickly replicated, and genetic linkage quickly worked out. Biologists flocked to the theory even though it was not yet applicable to many phenomena, it sought to give a genotypic understanding of heredity which they felt was lacking in previous studies of heredity, which had focused on phenotypic approaches. [39] Most prominent of these previous approaches was the biometric school of Karl Pearson and W. F. R. Weldon, which was based heavily on statistical studies of phenotype variation. The strongest opposition to this school came from William Bateson, who perhaps did the most in the early days of publicising the benefits of Mendel's theory (the word "genetics", and much of the discipline's other terminology, originated with Bateson). This debate between the biometricians and the Mendelians was extremely vigorous in the first two decades of the 20th century, with the biometricians claiming statistical and mathematical rigor, [40] whereas the Mendelians claimed a better understanding of biology. [41] [42] Modern genetics shows that Mendelian heredity is in fact an inherently biological process, though not all genes of Mendel's experiments are yet understood. [43] [44]

In the end, the two approaches were combined, especially by work conducted by R. A. Fisher as early as 1918. The combination, in the 1930s and 1940s, of Mendelian genetics with Darwin's theory of natural selection resulted in the modern synthesis of evolutionary biology. [45] [46]

Other experiments

Mendel began his studies on heredity using mice. He was at St. Thomas's Abbey but his bishop did not like one of his friars studying animal sex, so Mendel switched to plants. [47] Mendel also bred bees in a bee house that was built for him, using bee hives that he designed. [48] He also studied astronomy and meteorology, [19] founding the 'Austrian Meteorological Society' in 1865. [17] The majority of his published works were related to meteorology. [17]

Mendel also experimented with hawkweed (Hieracium) [49] and honeybees. He published a report on his work with hawkweed, [50] a group of plants of great interest to scientists at the time because of their diversity. However, the results of Mendel's inheritance study in hawkweeds was unlike his results for peas the first generation was very variable and many of their offspring were identical to the maternal parent. In his correspondence with Carl Nägeli he discussed his results but was unable to explain them. [49] It was not appreciated until the end of the nineteenth century that many hawkweed species were apomictic, producing most of their seeds through an asexual process. [34] [51]

None of his results on bees survived, except for a passing mention in the reports of Moravian Apiculture Society. [52] All that is known definitely is that he used Cyprian and Carniolan bees, [53] which were particularly aggressive to the annoyance of other monks and visitors of the monastery such that he was asked to get rid of them. [54] Mendel, on the other hand, was fond of his bees, and referred to them as "my dearest little animals". [55]

He also described novel plant species, and these are denoted with the botanical author abbreviation "Mendel". [56]

In 1936, Ronald Fisher, a prominent statistician and population geneticist, reconstructed Mendel's experiments, analyzed results from the F2 (second filial) generation and found the ratio of dominant to recessive phenotypes (e.g. yellow versus green peas round versus wrinkled peas) to be implausibly and consistently too close to the expected ratio of 3 to 1. [57] [58] [59] Fisher asserted that "the data of most, if not all, of the experiments have been falsified so as to agree closely with Mendel's expectations," [57] Mendel's alleged observations, according to Fisher, were "abominable", "shocking", [60] and "cooked". [61]

Other scholars agree with Fisher that Mendel's various observations come uncomfortably close to Mendel's expectations. A. W. F. Edwards, [62] for instance, remarks: "One can applaud the lucky gambler but when he is lucky again tomorrow, and the next day, and the following day, one is entitled to become a little suspicious". Three other lines of evidence likewise lend support to the assertion that Mendel's results are indeed too good to be true. [63]

Fisher's analysis gave rise to the Mendelian paradox: Mendel's reported data are, statistically speaking, too good to be true, yet "everything we know about Mendel suggests that he was unlikely to engage in either deliberate fraud or in unconscious adjustment of his observations." [63] A number of writers have attempted to resolve this paradox.

One attempted explanation invokes confirmation bias. [64] Fisher accused Mendel's experiments as "biased strongly in the direction of agreement with expectation . to give the theory the benefit of doubt". [57] In his 2004 article, J.W. Porteous concluded that Mendel's observations were indeed implausible. [65] However, reproduction of the experiments has demonstrated that there is no real bias towards Mendel's data. [66]

Another attempt [63] to resolve the Mendelian paradox notes that a conflict may sometimes arise between the moral imperative of a bias-free recounting of one's factual observations and the even more important imperative of advancing scientific knowledge. Mendel might have felt compelled “to simplify his data in order to meet real, or feared, editorial objections.” [62] Such an action could be justified on moral grounds (and hence provide a resolution to the Mendelian paradox), since the alternative—refusing to comply—might have retarded the growth of scientific knowledge. Similarly, like so many other obscure innovators of science, [33] Mendel, a little known innovator of working-class background, had to “break through the cognitive paradigms and social prejudices of his audience. [62] If such a breakthrough “could be best achieved by deliberately omitting some observations from his report and adjusting others to make them more palatable to his audience, such actions could be justified on moral grounds.” [63]

Daniel L. Hartl and Daniel J. Fairbanks reject outright Fisher's statistical argument, suggesting that Fisher incorrectly interpreted Mendel's experiments. They find it likely that Mendel scored more than 10 progeny, and that the results matched the expectation. They conclude: "Fisher's allegation of deliberate falsification can finally be put to rest, because on closer analysis it has proved to be unsupported by convincing evidence." [60] [67] In 2008 Hartl and Fairbanks (with Allan Franklin and AWF Edwards) wrote a comprehensive book in which they concluded that there were no reasons to assert Mendel fabricated his results, nor that Fisher deliberately tried to diminish Mendel's legacy. [68] Reassessment of Fisher's statistical analysis, according to these authors, also disproves the notion of confirmation bias in Mendel's results. [69] [70]


The Ramp

Mengele took his turn as the selector on the ramp, but unlike most of the other selectors, he arrived sober. With a small flick of his finger or riding crop, a person would either be sent to the left or to the right, to the gas chamber or to hard labor.

Mengele would get very excited when he found twins. The other SS officers who helped unload the transports had been given special instructions to find twins, dwarfs, giants, or anyone else with a unique hereditary trait like a club foot or heterochromia (each eye a different color). Mengele was on the ramp not only during his selection duty but also when it was not his turn as a selector, to ensure twins would not be missed.

As the unsuspecting people were herded off the train and ordered into separate lines, SS officers shouted "Zwillinge!" (Twins!) in German. Parents were forced to make a quick decision. Unsure of their situation, already being separated from family members when forced to form lines, seeing barbed wire, smelling an unfamiliar stench—was it good or bad to be a twin?

Sometimes, parents announced they had twins, and in other cases, relatives, friends, or neighbors made the statement. Some mothers tried to hide their twins, but the SS officers and Mengele searched through the surging ranks of people looking for twins and anyone with unusual traits. While many twins were either announced or discovered, some sets of twins were successfully hidden and walked with their mothers into the gas chamber.

About 3,000 twins were pulled from the masses on the ramp, most of them children. Only around 200 of these twins survived. When the twins were found, they were taken away from their parents. As the twins were led away to be processed, their parents and family stayed on the ramp and went through selection. Occasionally, if the twins were very young, Mengele would allow the mother to join her children to ensure their health.


How does heredity affect personality development?

Heredity can play a major role in personality and mental health. We all know that heredity determines the color of our eyes and our hair and influences other traits, such as height and susceptibility to certain diseases. Wenn sie tun, it suggests that heredity plays a role in the Entwicklung of that trait.

Furthermore, how do our genetics have an effect on our personalities? Alle the genes that we verfügen über been given by unsere Eltern sind expressed in our personalities. Specific genes can influence how much TV we watch or how much we like jazz. One's tendency zu watch a lot of TV or like jazz hat ein genetisch basis. Mehrere Gene interact with unsere Umgebung zu produzieren unsere dispositions.

Beside this, how does heredity and environment affect personality?

All traits depend both on genetic and Umwelt factors. Heredity and environment interact to produce their effects. This means that the way genes act depends on the Umgebung in which they act. So in PKU, a single gene can dramatically beeinflussen behavior: it is clearly a genetically influenced process.


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