Biologie 9c Datum: 05.03.2021 Variabilität Anpassung durch Variabilität Ob blaue Augen oder grüne, braunes Haar oder blondes, ob ein großer und kräftiger Körperbau oder ein kleiner zierlicher: Menschen sind unterschiedlich und das ist auch gut so! Diese Unterschiedlichkeit in seinen Merkmalen, die sogenannte Variabilität, ermöglichte ihm in der Vergangenheit sich an seine Umgebung anzupassen und sich in den verschiedensten Gegenden der Welt auszubreiten. Ein Beispiel hierfür ist die Hautfarbe. Vielfach ist zu beobachten, dass Manschen, deren Vorfahren aus sehr sonnigen Gegenden der Welt stammten, eine eher dunklere Hautfarbe aufweisen. Dies hatte für ihre Vorfahren den Vorteil, dass die hohe Menge an Melanin (Pigment der Haut) weniger Sonnenlicht durch die Hautschichten ließ und somit vor schädlicher Sonneneinstrahlung schütze. Menschen, deren Vorfahren z.B. aus Gegenden mit wenig(er) Sonnenlicht stammten, besitzen hingegen häufiger eine hellere Hautfarbe. Dadurch konnte auch bei wenig Sonnenlicht genügend Sonneneinstrahlung die Hautbarriere passieren, um nicht an einem Vitamin D-Mangel zu erkranken. Mutation Doch wir kommt es eigentlich zu diesen Unterschieden in unserem genetischen Erbmaterial? Im Prinzip ist die Antwort simpel: Durch spontane, zufällige Veränderungen (sogenannte Mutationen) im Erbmaterial. Diese können einerseits auf natürliche Weise, also rein zufällig und ohne konkreten Auslöser, stattfinden. Andererseits ist es auch möglich, dass äußere Einflüsse (sogenannte Mutagene), wie z.B. UV-Strahlung, Radioaktivität oder Asbest, die Entstehung von Mutationen begünstigen. Bereits sehr kleine Veränderungen i Erbmaterial können hierbei eine große Wirkung haben. Manchmal sorgen sie dafür, dass ein Merkmal lediglich anders 1 ausgebildet wird. Ein anderes Mal ist es möglich, dass die Veränderung dafür sorgt, dass wichtige Stoffwechselprozesse nicht mehr stattfinden können und der Organismus nicht mehr lebensfähig ist. Diese unterschiedlichen Ausprägungen eines Gens nennt man Allel bzw. Allele. Ob das durch Mutation neu entstandene Allel auch vererbt werden kann, bestimmt der Zeitpunkt der Entstehung. Entsteht die Mutation irgendwann im Laufe des Lebens in ein einer regulären Körperzelle, kann sie nicht an die nächste Generation weitergegeben werden. Man spricht von einer somatischen1 Mutation. Findet die Mutation jedoch in einer Keimzelle statt, ist sie bei Entstehung einer Zygote fest im genetischen Material des neuen Menschen verankert und kann somit an die nächste Generation vererbt werden. Diese Art von Mutation wird Keimbahnmutation genannt. Die Ausprägung von Merkmalen Machen wir ein Gedankenexperiment: Vor mehreren Tausend Jahren hat es in der Keimzelle eines Menschen die eine Mutation des Gens für die Augenfarbe gegeben, sodass ein neues Allel für „blaue Augen“ entstanden ist. Dieser Mensch mit den Erbanlagen für blaue Augen zeugt nun mit einem Menschen von brauner Augenfarbe ein Kind. Dieses Kind trägt nun sowohl das Allel „blaue Augen“ als auch das Allel „braune“ Augen von jeweils einem Teil seiner Eltern in sich. Ob das Kind jetzt jedoch blaue Augen oder braune Augen als Merkmal ausbildet, hängt nicht allein davon ab, ob es die Allele dafür in sich trägt, sondern wie diese Allele der Gene abgelesen werden. Das Soma ist in der Entwicklungsbiologie der Tiere bezeichnend für die Hauptmasse der Körperzellen. Gameten (Keimzellen) sind kein Teil des Somas.
