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Heterosis-Effekt

Autor: Leandro Alegsa

01-11-2021

Unter Hybridvitalität (oder Hybridvitalität) versteht man die verbesserte Aktivität und das Überleben von Hybridnachkommen. Der Fachbegriff in der Genetik lautet Heterosis.

Inzucht in einer normalen Population führt dazu, dass die Nachkommen schlechter, weniger fit und weniger fruchtbar werden und in der Regel nicht so lange leben wie die Eltern. Das Gegenteil, nämlich Ausbrütung, führt zu fitten, gesunden, fruchtbaren Nachkommen. Dieser Effekt ist seit langem bekannt. Tierzüchter kennen ihn seit dem 18. Jahrhundert, und Darwin untersuchte ihn eingehend an Pflanzen.

Andererseits trifft dies in der Regel nicht zu, wenn zwei Elternteile aus sehr unterschiedlichen Populationen, z.B. unterschiedlichen Unterarten, stammen. In diesem Fall ist es eher üblich, dass die Hybriden eine geringere Fitness haben. Maultiere sind in der Regel nicht fruchtbar, und das macht sie automatisch weniger fit, wie dieser Begriff in der Biologie verwendet wird. Sie sind sehr widerstandsfähige Tiere, aber sie hinterlassen nur wenige Nachkommen. Für die Wissenschaftler bestand das Rätsel darin, diese Tatsachen zu erklären.

Genetische Theorien

Wenn eine Population klein oder ingezüchtet ist, neigt sie dazu, die genetische Vielfalt zu verlieren. Der Verlust der Fitness ist auf den Verlust der genetischen Vielfalt zurückzuführen. Inzuchtstämme neigen dazu, homozygot für rezessive Allele zu sein. Rezessive Allele neigen dazu, leicht schädlich zu sein. Heterosis oder hybride Vitalität hingegen ist die Tendenz von Inzuchtstämmen, beide Inzucht-Eltern in der Fitness zu übertreffen.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts, nachdem die Mendelschen Gesetze verstanden und akzeptiert worden waren, wurden zwei Erklärungen vorgeschlagen.

Dominanz-Hypothese. Unerwünschte rezessive Allele eines Elternteils werden durch dominante Allele des anderen Elternteils unterdrückt. Ingezüchtete Stämme verlieren genetische Vielfalt, weil sie an vielen Loci homozygot werden.
Überdominanz-Hypothese. Bestimmte Kombinationen von Allelen, die durch Kreuzung zweier Inzuchtstämme erhalten werden können, sind beim Heterozygoten vorteilhaft. Fälle wie die Sichelzellanämie zeigen dies an einem Genlocus, und die Überdominanz wird dadurch erklärt, dass dies an vielen Loci geschieht.

Genetische Grundlage der Heterosis . Dominanz-Hypothese. Szenario A. Weniger Gene sind beim homozygoten Individuum unterexprimiert. Die Genexpression in der Nachkommenschaft ist gleich der Expression des fittesten Elternteils. Überdominanz-Hypothese. Szenario B. Überexpression bestimmter Gene in der heterozygoten Nachkommenschaft. (Die Größe des Kreises stellt das Expressionsniveau des Gens A dar)

Gegenwärtiger Status

Gegenwärtig scheint die erste Idee den Tatsachen am besten zu entsprechen. "Die gegenwärtige Ansicht ... ist, dass die Dominanzhypothese die wichtigste Erklärung für den Rückgang der Inzucht und den hohen Ertrag von Hybriden ist".

Eine epigenetische Effekt-Heterosis wurde bei Pflanzen, aber auch bei Tieren gefunden. MikroRNAs (miRNAs) sind kleine nicht-kodierende RNAs, die die Translation von Boten-RNAs (mRNAs) unterdrücken oder mRNAs abbauen. Die miRNAs können auch einen Einfluss auf die Vitalität von Hybriden haben.

Fragen und Antworten

F: Was ist hybride Wuchsform?

A: Hybride Vitalität, auch bekannt als Heterosis, ist die verbesserte Aktivität und Überlebensfähigkeit der hybriden Nachkommen.

F: Was passiert, wenn Inzucht in einer normalen Population auftritt?

A: Inzucht in einer normalen Population führt dazu, dass die Nachkommen schlechter werden, weniger fit und weniger fruchtbar sind und normalerweise nicht so lange leben wie die Eltern.

F: Was ist das Gegenteil von Inzucht?

A: Das Gegenteil von Inzucht ist Outbreeding, das zu fitten, gesunden und fruchtbaren Nachkommen führt.

F: Seit wann wissen Tierzüchter über die Auswirkungen von Outbreeding Bescheid?

A: Tierzüchter wissen schon seit dem 18. Jahrhundert über die Auswirkungen von Outbreeding Bescheid.

F: Was hat Darwin bei Pflanzen im Detail untersucht?

A: Darwin untersuchte die Auswirkungen der Auskreuzung bei Pflanzen im Detail.

F: Trifft die Kraft der Hybride immer zu, wenn zwei Elternteile aus sehr unterschiedlichen Populationen stammen?

A: Nein, wenn zwei Elternteile aus sehr unterschiedlichen Populationen stammen, z. B. aus verschiedenen Unterarten, gilt die hybride Kraft normalerweise nicht. In diesem Fall ist es häufiger, dass die Hybriden eine geringere Fitness aufweisen.

F: Warum haben Maultiere eine geringere Fitness, obwohl sie robuste Tiere sind?

A: Maultiere sind in der Regel nicht fruchtbar und haben daher automatisch eine geringere Fitness, wie dieser Begriff in der Biologie verwendet wird. Sie sind sehr widerstandsfähige Tiere, hinterlassen aber nur wenige Nachkommen.