Genetik und Tierpopulationen: Interessante Fakten

Geschrieben und geprüft von dem Biologen Samuel Sanchez

Letzte Aktualisierung: 21. Dezember 2022

Die Genetik ist normalerweise ein Zweig der Biologie, der Verblüffung und Verwirrung hervorruft. DNA, Vererbbarkeit, Gendrift, Stochastizität… Die spannende Welt der Gene ist voll von Begriffen, die selbst den Neugierigsten abschrecken.

Deshalb möchten wir die Gelegenheit nutzen, dich auf eine einfache und didaktische Weise ein wenig näher an die Beziehung zwischen Genetik und Tierpopulationen heranzuführen.

Wir hoffen, dass auch du dieses Thema so spannend finden wirst wie wir! Im folgenden Artikel stützen wir uns auf Informationen der Populationsstudien von Amphibien in der Region von Madrid.

Der Autor dieses Artikel war selber zwei Jahre lang Teil eines Teams des Nationalmuseums für Naturwissenschaften in Madrid. Daher wirst du hier ein wenig mehr über das dort erworbene Wissen erfahren.

Grundprinzipien der Genetik

Die Genetik ist das Forschungsgebiet der Biologie, das zu verstehen und zu erklären versucht, wie die biologische Information von Generation zu Generation weitergegeben wird.

Gene sind Speichereinheiten von Informationen: Abschnitte der DNA, die die Anweisungen enthalten, wie die Zellen des Organismus funktionieren müssen. Vereinfacht könnte man sagen, dass wir alle zwei Kopien jedes Gens haben, das die menschliche Information enthält. Eines wird vom Vater und eines von der Mutter vererbt.

• Der Genotyp jedes Individuums ist die spezifische genetische Information in Form der DNA. Das Genom jeder Tierart weist in vielen seiner Gene unterschiedliche Variationen auf, wodurch sich die Tierarten voneinander unterscheiden.
• Dagegen wird die Ausprägung von Genen in einer bestimmten Umgebung als Phänotyp bezeichnet. Dabei handelt es sich um körperliche und verhaltensbezogene Merkmale. Zum Beispiel kann ein Gen die Augenfarbe kodieren und der daraus resultierende Phänotyp wären braune Augen.

Wie wendet man diese Begriffe auf die Populationen an?

Der Schlüssel der Populationsgenetik liegt im Verständnis der Vererbungsmuster von den Eltern zu den Kindern. Nehmen wir das zuvor erwähnte Beispiel mit den Amphibien:

• In einem beliebigen Teich gibt es schätzungsweise 300 Frösche der gleichen Art, die eine Population bilden. 100 davon sind Weibchen, 200 Männchen. Solche Schätzungen können mittels Techniken wie der Rückfangmethode vorgenommen werden.
• Zu Beginn des Regens im Frühjahr kann man viele Eierstränge im Teich schwimmen sehen. Natürlich hat jeder Strang voller Nachkommen einen Vater und eine Mutter.
• Also: Wie viele der Männchen und Weibchen der Population haben an dieser Fortpflanzungsepisode teilgenommen? Welches Weibchen hat die meisten Eier gelegt? Hat sich irgendein Männchen mit mehr als einem Weibchen fortgepflanzt?

Genetische Studien versuchen, diese Fragen zu beantworten.

Genetik: Entschlüsselung der Nachkommen

Mit Proben der erwachsenen Tiere einer Population und einer repräsentativen Gruppe von Jungtieren ist es möglich, Verwandtschaftsbeziehungen zu bestimmen.

Schließlich werden die Gene der Nachkommen von den Eltern vererbt, richtig? Wenn man im Labor sieht, dass eine DNA-Probe von einem Nachwuchs das Ergebnis der Kombination der DNA von zwei erwachsenen Tieren der Population ist, kann man davon ausgehen, dass es sich um deren Nachkommen handelt.

Das kann die zuvor gestellten Fragen bis zu einem gewissen Grad klären. Außerdem bietet dies auch Einblick in einen wichtigen Parameter:

• Die Anzahl der in einer Population lebenden Tiere ist nicht gleich der Anzahl der Tiere, die sich in ihr fortpflanzt.
• Die effektive Populationszahl bezieht sich auf die erwachsenen Tiere, bei denen mit der zuvor beschriebenen Technik bestätigt wurde, dass sie sich fortpflanzen.
• Bleiben wir bei dem Beispiel der obigen Froschpopulation: Es sind 300 Frösche im Teich. Trotzdem belegen genetische Studien, dass sich nur 60 in dem untersuchten Jahr fortgepflanzt haben. Das ändert das Bild, nicht wahr?

Ein Hilfsmittel, das sich auf die Erhaltung konzentriert

Diese genetischen Untersuchungen sind von großer Bedeutung für die Erhaltung der Arten.

Wenn man in einer Population von 300 Individuen feststellt, dass sich nur 60 von ihnen fortpflanzen, könnte dies Anlass zur Besorgnis sein. Eine geringere Anzahl der sich fortpflanzenden Tiere führt zu einer Verringerung der genetischen Vielfalt in einer Population.

Diese fehlende Vielfalt kann zu einer größeren Anfälligkeit gegenüber Umweltveränderungen führen und im Extremfall das Aussterben der Art begünstigen.

Deshalb ist es unerlässlich, solche zoologischen Grundlagenstudien durchzuführen, da sie Auskunft darüber geben, wie es wilden Tierpopulationen “genetisch gesehen” geht.