Schlüsselbegriffe
Genetik
Vererbung
Familie
Physische Merkmale

Einführung
Hat Ihnen schon einmal jemand gesagt, dass Sie genau wie einer Ihrer Eltern oder Großeltern aussehen? Einige Merkmale, wie zum Beispiel die Form deines Haaransatzes oder ob deine Ohrläppchen angelegt oder abgetrennt sind, werden vererbt. In dieser Aktivität werden Sie sehen, wie Sie einige Merkmale in einen Stammbaum schreiben können, um herauszufinden, wie Sie sie geerbt haben. Wahrscheinlich wirst du einige Merkmale entdecken, die du von deinem Vater geerbt hast, und zum Vatertag kannst du ihm dafür danken, dass er sie dir vererbt hat!

Hintergrund
Wenn wir uns die Mitglieder einer Familie ansehen, ist es leicht zu erkennen, dass einige körperliche Merkmale oder Eigenschaften gemeinsam sind. In den 1860er Jahren entdeckte der Botaniker Gregor Mendel, dass bei Erbsenpflanzen einige körperliche Merkmale, wie z. B. die Blütenfarbe, in klaren und vorhersehbaren Mustern vererbt werden. Heute wissen wir, dass die Nachkommen ihre DNA von beiden Elternteilen erben, und zwar von jedem zur Hälfte. Das Ergebnis sind zwei Kopien jedes Gens, das sich aus einer Vielzahl von DNA-Paaren zusammensetzt. Viele Gene liegen in verschiedenen Versionen vor, die Allele genannt werden. Allele sind Unterschiede in der DNA-Sequenz eines Gens. Wenn man zwei identische Allele hat, ist man homozygot für dieses Gen, während man bei zwei verschiedenen Allelen heterozygot ist.

Einige Allele sind dominant, d. h., wenn man eine Kopie dieses Allels hat, wird man dieses Merkmal aufweisen. Andere Allele sind rezessiv, d.h. man braucht zwei Kopien des Allels, um das Merkmal zu zeigen. Mendel nahm zum Beispiel Erbsenpflanzen, die homozygot für verschiedene Merkmale waren, und kreuzte sie. Bei der Kreuzung homozygoter violett blühender Pflanzen mit homozygoten weiß blühenden Pflanzen hatten die Nachkommen (die heterozygot waren) violette Blüten. Das violette Allel war dominant und das weiße rezessiv. Wenn die heterozygoten violett blühenden Nachkommen miteinander gekreuzt wurden, hatten einige ihrer Nachkommen zwei Kopien des rezessiven Allels, was ihnen weiße Blüten bescherte.

Materialien
– Papier und ein Bleistift oder ein Kugelschreiber
– Vier Blätter Papier
– Mindestens drei Generationen von Personen aus derselben Familie. Je mehr Familienmitglieder zur Verfügung stehen, desto besser werden die Ergebnisse sein.

Vorbereitung
– Zeichnen Sie einen Stammbaum, der die verschiedenen Mitglieder Ihrer Familie zeigt. Fügen Sie alle Familienmitglieder ein, von denen Sie Daten erhalten werden. Sie können die männlichen Mitglieder durch ein Quadrat und die weiblichen Mitglieder durch einen Kreis kennzeichnen. Beispiele für Familienstammbäume finden Sie in dieser Ressource zu „Your Family Health History“ (pdf).
– Fertigen Sie drei Kopien Ihres Stammbaums an (also insgesamt vier).
– Beschriften Sie jeden Stammbaum mit einem der folgenden Begriffe: „Ohrläppchen“, „Witwenspitze“, „mittleres Haar“ und „Daumen des Anhalters“.

Vorgehensweise
– Versammle die Familienmitglieder, die du in deinen Stammbaum eingetragen hast. Alternativ kannst du diese Aktivität auch mit einigen Mitgliedern einzeln durchführen.
– Bestimme, ob jedes Familienmitglied angelegte oder abgenommene Ohrläppchen hat. (Anhängende Ohrläppchen sind deutlich an der Seite des Kopfes am unteren Ende des Ohrläppchens befestigt, während abhängige Ohrläppchen frei hängen.) Es kann eine Reihe von Anhaftungen geben – versuchen Sie einfach herauszufinden, wie stark die Ohrläppchen angelegt sind. Haben viele Verwandte die gleiche Art von Ohrläppchen oder gibt es Unterschiede? Kannst du erkennen, wie dieses Merkmal vererbt wurde? Notiere deine Ergebnisse in deinem Stammbaum „Ohrläppchen“.
– Bestimme, ob jedes Familienmitglied einen Witwenscheitel hat oder nicht. (Ein Witwenscheitel ist die Stelle, an der der Haaransatz in einem V-förmigen Punkt über der Stirn endet). Beachten Sie, dass Witwenscheitel sehr unterschiedlich sein können – wenn Sie feststellen, ob eine Person einen Witwenscheitel hat, zählen Sie jede Art von V-förmigem Haaransatz als Witwenscheitel. Haben viele Verwandte entweder einen Witwenscheitel oder keinen? Können Sie erkennen, wie dieses Merkmal vererbt wurde? Trage deine Ergebnisse in deinen Stammbaum „Witwenscheitel“ ein.
– Bestimme, ob jedes Familienmitglied Haare an den Mittelfingern (den mittleren Gelenken der Finger) hat oder nicht. Schauen Sie sich die Hände der einzelnen Personen genau an – wenn sie Haare am mittleren Finger haben, selbst eine winzige Strähne, dann haben sie Haare am mittleren Finger. Haben viele Verwandte Haare an den mittleren Fingern oder sind sie unbehaart? Kannst du erkennen, wie dieses Merkmal vererbt wurde? Trage deine Ergebnisse in deinen Stammbaum „Haare am mittleren Finger“ ein.
– Lass jedes Familienmitglied eine Faust machen, wobei der Daumen nach oben zeigt. Bestimme, ob der ausgestreckte Daumen gerade oder gekrümmt ist. (Ein gekrümmter Daumen wird auch als Anhalterdaumen bezeichnet.) Denken Sie daran, dass es eine große Bandbreite an gekrümmten Daumen gibt, von ganz gerade bis ganz gekrümmt – versuchen Sie zu entscheiden, ob der Daumen einer Person gekrümmt oder gerade aussieht. Haben viele Verwandte einen Anhalterdaumen oder sind ihre Daumen meist gerade? Kannst du erkennen, wie dieses Merkmal vererbt wurde? Schreibe deine Ergebnisse in deinen „Tramperdaumen“-Stammbaum.
– Kannst du insgesamt erkennen, wie verschiedene Merkmale in deiner Familie weitergegeben wurden? Gibt es Merkmale, die eine Generation übersprungen haben? Gibt es Merkmale, die in jeder Generation vorhanden waren? Kannst du herausfinden, welche Merkmale eher rezessiv und welche eher dominant sind?
– Extra: Es gibt mehrere andere genetische Merkmale, die du mit dieser Aktivität untersuchen könntest: Wie sieht es mit anderen Merkmalen aus, die vererbt werden, z. B. Sommersprossen, Kinnspalten, Zehenlängen (ob der große oder der zweite Zeh am längsten ist) und welcher Daumen oben ist, wenn man seine Finger verschränkt?
– Extra: In dieser Aktivität hast du dir bestehende Familienmitglieder angesehen, um zu untersuchen, wie verschiedene Merkmale vererbt werden. Kannst du dein Wissen aus dieser Aktivität nutzen, um vorherzusagen, welche Eigenschaften zukünftige Nachkommen verschiedener Familienmitglieder haben könnten, wenn du weißt, welche Eigenschaften ihr Partner hat?
– Extra: Seit langem wird darüber diskutiert, ob Händigkeit ein genetisches Merkmal ist. In einer wissenschaftlichen Studie wurde eine Korrelation zwischen Händigkeit und Haarwirbelrichtung festgestellt, insbesondere, dass ein größerer Prozentsatz von Linkshändern Haarwirbel gegen den Uhrzeigersinn hat als Rechtshänder. Kannst du einen Zusammenhang zwischen der Händigkeit und der Richtung der Haarwirbel in deiner Familie feststellen?
Beobachtungen und Ergebnisse
Konntest du sehen, wie einige Merkmale weitergegeben wurden? Sah es so aus, als wären abstehende Ohrläppchen, ein Witwenscheitel, Haare am mittleren Finger und ein gerader Daumen dominante Merkmale?

Obgleich man annimmt, dass das Vorhandensein oder Fehlen von abstehenden Ohrläppchen, einem Witwenscheitel, Haaren am mittleren Finger und einem Anhalterdaumen in erster Linie genetisch vererbte Merkmale sind, gibt es eine Kontroverse darüber, wie sie genau vererbt werden – mit anderen Worten, sie können von mehr als einem Gen, mehr als zwei Allelen oder anderen Faktoren als der Genetik beeinflusst werden. Abgetrennte Ohrläppchen, ein Witwenscheitel, mittellanges Haar und ein gerader Daumen werden im Allgemeinen als dominante Merkmale angesehen, obwohl ihre Vererbung eindeutig komplex ist. Ein dominantes Merkmal ist ein Merkmal, das nur eine Kopie des dominanten Allels benötigt, um ausgeprägt zu sein. Damit eine Person ein rezessives Merkmal aufweist, benötigt sie im Allgemeinen zwei Allele für das rezessive Merkmal. Da eine Person nur eine Kopie des dominanten Allels benötigt, um das Merkmal zu zeigen, kann sie homozygot oder heterozygot für das Allel sein. Das bedeutet, dass eine Person, die ein dominantes Merkmal aufweist, ein Kind mit einer Person haben kann, die das rezessive Merkmal aufweist (oder sogar mit einer anderen Person, die das dominante Merkmal aufweist), und das Kind kann beide Merkmale aufweisen (weil der Elternteil mit dem dominanten Merkmal heterozygot sein kann). Bei zwei Personen, die beide ein rezessives Merkmal aufweisen, ist die Wahrscheinlichkeit am größten, dass sie ein Kind bekommen, das ebenfalls das rezessive Merkmal aufweist, aber die Vererbung wird oft durch andere Faktoren beeinflusst.

Mehr zu erforschen
Die königliche Familie: Physical Traits , von The House of Windsor
Your Family Health History , vom National Human Genome Research Institute
Dominant versus Recessive , vom The Tech Museum of Innovation, Stanford at The Tech
Pedigree Analysis: A Family Tree of Traits , von Science Buddies
Diese Aktivität wird Ihnen in Zusammenarbeit mit Science Buddies angeboten