Gene und Umwelt I

Tutorium zur Vorlesung Differentielle
Psychologie
Heutiges Thema: Genetik und Umwelt
Larissa Fuchs
WIEDERHOLUNG:
VERHALTENSTHEORIE &
KOGNITIVE STILE
Genetik und Umwelt
2
Woraus ergibt sich nach der Sozialen
Lerntheorie das Verhaltenspotential?
Genetik und Umwelt
3
Welche beiden generalisierten
Erwartungen gibt es nach der Sozialen
Lerntheorie und wie kann man sie
näher beschreiben?
Genetik und Umwelt
4
Welche vier Erwartungen haben nach
dem handlungstheoretischen
Partialmodell einen Einfluss auf die
Handlungen einer Person?
Genetik und Umwelt
5
Was ist die Vertrauenstrias im
handlungstheoretischen Partialmodell
der Persönlichkeit?
Genetik und Umwelt
6
Was ist Feldabhängigkeit und wie
kann man sie messen?
Genetik und Umwelt
7
Was ist der Matching Familiar Figures
Test und mit welchem Trait soll er
zusammenhängen?
Genetik und Umwelt
8
Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Die große Frage…
… Nature vs. Nurture? Anlage oder Umwelt?
 z.B. Behaviorismus: Verhalten wird durch verschiedene Reize ausgelöst;
Wichtigkeit der Umweltfaktoren betont
 z.B. Eysenck, Gray, Davidson: Neuroanatomische Systeme bedingen
Unterschiede in der Persönlichkeit!  Wichtigkeit genetischer Faktoren
 Z.B. Cattell: fluide Intelligenz ist genetisch (mit)bedingt, kristallisierte
Intelligenz entwickelt sich durch Lernerfahrungen  Interaktion von
Anlage und Umwelt
Nativismus (Anlageorientierung) vs. Empirismus (Umweltorientierung)
 Oder: Anlage-Umwelt-Interaktionismus
Genetik und Umwelt
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Anlage-Umwelt-Interaktionismus
Kann jemand die Begriffe erklären, die in dieser Grafik
vorkommen? V.a.: was ist ein Phänotyp, was ist ein Genotyp?
Genetik und Umwelt
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Anlage-Umwelt-Interaktionismus
 Phänotyp = Erscheinungsbild
 Genotyp = Gesamtheit aller Erbanlagen
 Alimentation = Gesamtheit der Umwelteinflüsse, die mit genotypischen
Einflüssen (auf den Phänotyp) interagieren
 Stimulation = Stimuli, die sensorisch verarbeitet werden und Verhalten
beeinflussen
 Selektion = Umwelteinflüsse, die die Fortpflanzungschancen des
Organismus beeinflussen
Genetik und Umwelt
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Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Genetische Grundbegriffe
Was sind Chromosomen? Was ist das Genom? Was sind
Gene? Was ist ein Allel?
Menschen haben 23 Chromosomen, die vererbt werden (Vater und Mutter: je
23 Chromosomen)
Chromosomen enthalten das Genom – gesamte Erbinformation des Menschen
 Besteht aus DNA mit vier verschiedenen Basen (Adenin, Thymin, Guanin,
Cytosin)
 Genom ist in einzelne Gene unterteilt
 Allele: verschiedene Varianten der einzelnen Gene (Unterschiede in
Basenpaaren)
Genetik und Umwelt
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Genetische Grundbegriffe
Vererbung
 Gene der Eltern: homozygot / heterozygot
 Diese werden bei Kindern neu kombiniert
 Welches elterliche Gen wird an das Kind weiter gegeben?
Dominant-rezessiv:
 ein Allel (von einem Elternteil) dominiert die Merkmalsausprägung (z.B. ein
Elternteil Blutgruppe B, ein Elternteil Blutgruppe 0  Kind hat immer
Blutgruppe B)
 rezessives Allel tritt nur in Erscheinung, wenn auch das andere Allel rezessiv ist
(z.B. Blutgruppe 0 + Blutgruppe 0  Blutgruppe 0 beim Kind)
Intermediär: gemischte Ausprägung beider elterlicher Allele (kommt beim
Menschen nicht vor)
Kodominanz: beide Genallele führen zu Merkmalsausprägung (z.B. Blutgruppe A
+ B  Blutgruppe AB beim Kind)
Genetik und Umwelt
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Genetische Grundbegriffe
Vererbung
 Wie beeinflussen die Gene den Phänotyp des Kindes?
 Monogene Vererbung: ein Gen bestimmt das Merkmal (z.B.
Phenylketonurie)
 Multi-/oligogene Vererbung: mehrere Gene bestimmen das Merkmal
 Polygene Vererbung: das Zusammenwirken mehrerer Gene bestimmt das
Merkmal, es entstehen häufig neue Versionen der Erbsubstanz
 Polygenie und Polyphänie
 Polygenie: mehrere Gene können dasselbe Merkmal beeinflussen
 Polyphänie: ein Gen kann verschiedene Merkmale beeinflussen
Genetik und Umwelt
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Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Erblichkeitsschätzung
Umwelt und Gene haben einen Einfluss auf die menschliche
Persönlichkeit…
 Varianzzerlegung (Haupteffekt-Modell)
VP = V G + VU + Vf
Phänotypische Varianz = genetisch bedingte Varianz + Varianz durch
Umwelteinflüsse + Fehlervarianz
VU = V C + VE
Varianz durch Umwelteinflüsse = geteilte Umwelt (in Familie) + nichtgeteilte
Umwelt (der Kinder einer Familie)
VG = VA + VAM + VD + VI
Genetisch bedingte Varianz = additive Effekte der elterlichen Gene + Varianz aufgrund gezielter
Partnerwahl + interindividuelle Merkmalsvariabilität durch Dominanzabweichung der Gene +
interindividuelle Variabilität durch Wechselwirkung verschiedener Gene (Epistase)
Genetik und Umwelt
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Erblichkeitsschätzung
… von der Varianzschätzung zur Erblichkeit:
Erblichkeit bzw. Heritabilität h² =
𝑽𝑮
𝑽𝑷
 Anteil der genetisch bedingten Varianz an der phänotypischen Varianz
Bisher: Haupteffekt-Modell
 Annahme: Genotypen verteilen sich gleichmäßig über Umwelten
 Ist aber nicht so!  erweitertes Modell
Genetik und Umwelt
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Erblichkeitsschätzung
Erweitertes Modell
VP = VG + VU + 2 x VG,U + VGxU + Vf
VG, U = Erbe-Umwelt-Kovarianz: bestimmte Genotypen treten eher in
bestimmten Umwelten auf; 3 Formen davon:
 Passive Erbe-Umwelt-Kovarianz: Eltern geben ihren Kindern Gene und
Umweltbedingungen mit
 Reaktive Erbe-Umwelt-Kovarianz: Umwelt reagiert auf genetische Faktoren
(z.B. Intelligenz, Talente)
 Aktive Erbe-Umwelt-Kovarianz: Individuum sucht sich für seine genetischen
Voraussetzungen passende Umwelt
VGxU = Erbe-Umwelt-Interaktion: Gene wirken sich in verschiedenen
Umgebungen unterschiedlich aus
Genetik und Umwelt
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Erblichkeitsschätzung
Beispiel für Interaktion von Genen und Umwelt (Studie aus VL)
Was sagt diese Grafik aus?
 Es gibt verschiedene Polymorphismen (Ausprägungen des Allels) für MAO – Aktivität
 zwei Gruppen der Studie: hohe / niedrige MAO-Aktivität (UV1)
 UV2: keine / wahrscheinliche / schwere Misshandlung in der Kindheit
 AV: Antisoziales Verhalten
 Niedrige MAO-Aktivität + größere Schwere der Misshandlung in der Kindheit 
größerer Anstieg antisozialen Verhaltens als bei hoher MAO-Aktivität
Genetik und Umwelt
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Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Experimentelle Designs
Wie kann man herausfinden, wie hoch die Erblichkeit einer
Eigenschaft (Intelligenz / Persönlichkeitsmerkmal / …) ist?
 Zwillingsstudien
Wichtige Varianzquellen dafür:
 a²: additive genetische Effekte (VA)
 d²: interindividuelle Merkmalsvarianz durch Dominanzabweichung (VD)
 i²: Effekte von Epistase (Wechselwirkung verschiedener Gene)
 c²: Effekte geteilter Umwelt (VC)
 e²: Effekte der für jedes Individuum verschiedenen Umwelt, Fehler
Genetik und Umwelt
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Zwillingsstudien
Unterschiede zwischen eineiigen
Zwillingen, die getrennt aufwachsen, sind
NUR auf Umweltunterschiede
zurückzuführen (da die genetischen
Komponenten genau gleich sind)
 Korrelation zwischen getrennten EZ =
Schätzer allgemeiner Erblichkeit
 Problem: Annahme komplett
verschiedener Umwelten, aber: evtl.
selektive Platzierung, gemeinsame
prä- und perinatale Umwelt
Genetik und Umwelt
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Weitere experimentelle Designs
Vergleich von EZ (eineiigen Zwillingen) und ZZ (zweieiigen Zwillingen)




a²
d²
i²
c² (zus. /
getrennt)
EZ
1
1
1
1/0
ZZ
0.5
0.25
0
1/0
Falconer-Formel für Erblichkeit in engerem Sinne
Korrelationen für EZ und ZZ : rEZ = a² + c²; rZZ = 0,5a² + c²
Erblichkeit: h² = a² = 2 (rEZ – rZZ)
Außerdem Berechnungsmöglichkeiten für c² (geteilte Umwelt) und e²
(nichtgeteilte Umwelt, Fehler)
c² = 2 x rZZ – rEZ; e² = 1 – rEZ
Genetik und Umwelt
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Weitere experimentelle Designs
Probleme mit der Falconer-Formel
 h² = a² ist ein vereinfachtes Modell; eigentlich spielen noch nicht-additive
genetische Effekte (d²!) eine Rolle  im Extremfall (keine additiven, aber
starke nicht-additive genetischen Effekte): rEZ – rZZ = 0,75 x d² (durch d²
erklärbar)  Verdoppelung in der Falconer-Formel  Überschätzung von h²
und dem genetischen Einfluss!
 Selektive Partnerwahl  rZZ höher als angenommen  h² unterschätzt
 Unterschiede zwischen EZ und ZZ (und damit rEZ und rZZ) können nicht nur
auf Gene, sondern auch auf (systematisch) unterschiedliche Umwelten von
EZ und ZZ zurückgehen (z.B. verschiedenes Elternverhalten, EZ verbringen
mehr Zeit miteinander als ZZ, …)
[Equal Environment – Hypothese: Annahme, dass die Umwelten gleich sind]
Genetik und Umwelt
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Weitere experimentelle Designs
Adoptionsstudien
 genetischer Einfluss: Gemeinsamkeiten zwischen Adoptivkindern und
ihren leiblichen Eltern
 Umwelteinfluss: Gemeinsamkeiten zwischen Adoptivkindern und ihren
Adoptiveltern
Studien mit Heimkindern
 Heimkinder haben keine gemeinsamen Gene, aber eine geteilte Umwelt
 Gemeinsamkeiten deuten auf Umwelteinflüsse hin
Genetik und Umwelt
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Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Befunde: Allgemeine Intelligenz
gesamte Korrelation zwischen getrennt aufgewachsenen EZ
(= allgemeine Erblichkeit): r = 0.74
 obere Schranke für Erblichkeit von Intelligenz (überschätzt vermutlich)
EZ vs. ZZ (Falconer-Formel):
h² = 0.52 (ähnlich auch: Strukturgleichungsmodelle)
Formel: h² = 2 x (rEZ – rZZ) = 2 x (0.86 – 0.60)
= 2 x 0.26 = 0.52
Genetik und Umwelt
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Befunde: Allgemeine Intelligenz
Zwillingsstudien:
auch Umweltfaktoren haben einen (hohen) Einfluss
 häusliche Umwelt ( + Persönlichkeitseigenschaften der Mutter),
sozioökonomischer Status und Bildung der Eltern sind wichtige
Prädiktoren für IQ (Wilson & Matheny, 1983)
Adoptionsstudien:
Befunde weisen auf eine deutliche genetische Komponente der Intelligenz
hin (hohe Ähnlichkeit von Adoptivkindern und ihren leiblichen Eltern)
 Längsschnittstudien: die genetische Komponente und die nichtgeteilte
Umwelt werden mit steigendem Lebensalter wichtiger, während die (mit
der Adoptivfamilie) geteilte Umwelt an Einfluss verliert
 Intelligenzniveau: Adoptivkinder zeigen deutlich höhere IQs als ihre
leiblichen Eltern  Einfluss der Erziehung und des Bildungsniveaus in der
Adoptivfamilie
Genetik und Umwelt
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Befunde: Allgemeine Intelligenz
Welche Probleme könnte es bei Adoptionsstudien zum
Thema Intelligenz geben?
 Adoptivfamilien stammen hauptsächlich aus der Mittel- und Oberschicht
( geringere Varianz bei Erziehungs- und Umweltbedingungen)
 Familien, die Kinder zur Adoption freigeben, haben meist niedrigeren SÖS
und andere problematische Bedingungen ( geringere Aussagekraft der
Ergebnisse)
 Adoptionsstudien gehen von rein additiven Wirkungen von Erbe und
Umwelt aus – Interaktionen sind dabei nicht berücksichtigt
 Korrelationen von Adoptivkindern und leiblichen Eltern werden erhöht
durch prä- und perinatale Umgebungseffekte
Genetik und Umwelt
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Befunde: Allgemeine Intelligenz
Geschwisterfolge
 [im Durchschnitt] höhere Intelligenz der erstgeborenen Kinder im
Vergleich zu später geborenen
 höhere Intelligenz bei Kindern in kleineren Familien als bei Kindern mit
vielen Geschwistern (für Erstgeborene und später Geborene)
Warum?
 „durchschnittliche intellektuelle Umgebung“ (mentale Leistungsfähigkeit)
ist in einer Familie geringer, wenn viele Kinder (ältere Geschwister) da
sind  (negativer) Einfluss auf IQ der jüngeren Kinder
 Erstgeborene können ihren IQ steigern, indem sie kleineren Geschwistern
etwas beibringen
 weitere Faktoren: Unterschiede zwischen Familien; Unterschiede in
Aufmerksamkeit der Eltern; pränatale Faktoren (Geburtsgewicht)
Genetik und Umwelt
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Genetik und Umwelt
1.
Genetik und Umwelt
a. Die Anlage-Umwelt-Debatte
b. Grundbegriffe
c. Erblichkeitsschätzung
d. Experimentelle Designs
2. Ergebnisse
a. Allgemeine Intelligenz
b. Persönlichkeit
Genetik und Umwelt
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Befunde: Persönlichkeit
Gesamte Korrelation bei getrennt aufgewachsenen EZ: r = 0.5
(etwas geringerer Zusammenhang als bei Intelligenz)
EZ vs. ZZ (Falconer-Formel) ebenso:
 Erblichkeit h² = 0.5
 Sehr geringe Effekte der geteilten Umwelt, mittlerer Einfluss der
nichtgeteilten Umwelt  trägt zur Unterschiedlichkeit von Geschwistern
bei (evolutionärer Vorteil)
Genetik und Umwelt
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Befunde: Persönlichkeit
Zwillingsähnlichkeit und Kontaktdichte
Idee: Zwillingspaare, die mehr Kontakt haben, sind sich ähnlicher
 Ähnlichere Neurotizismuswerte bei Zwillingspaaren, die viel Kontakt
haben (aber: evtl. führt hohe Ähnlichkeit auch zu mehr Kontakt?)
 Andere Studie: kein Zusammenhang von Kontaktdichte und Ähnlichkeit
bei EZ gefunden
Zwillingsähnlichkeit durch Imitation?
Idee: Zwillinge übernehmen beide Verhaltensweisen des anderen Zwillings
 Sollte eher bei EZ auftreten und bei diesen zu größerer Merkmalsvarianz +
höheren Fallzahlen an Extremen der NV (sehr starke / geringe Ausprägung)
führen
 Belege dafür wurde in einer Studie in Bezug auf Kriminalität (höhere
Kriminalitätsraten bei EZ als bei ZZ) gefunden
Genetik und Umwelt
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Befunde: Persönlichkeit
Adoptionsstudien
 Sehr geringe Ähnlichkeit von Persönlichkeitsmerkmalen bei
Adoptivkindern und Adoptiveltern
 Mittlerer Zusammenhang der Persönlichkeitsmerkmale bei Adoptivkindern
und ihren leiblichen Eltern
Was kann man daraus schließen?
 Geringer Einfluss der geteilten Umwelt
 Hinweis auf eine moderate Erblichkeit von Persönlichkeitsmerkmalen
Genetik und Umwelt
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Befunde: Persönlichkeit
Geschwisterfolge und Persönlichkeit
 Insgesamt wenig Hinweise auf Geschwistereffekte im Bereich der
Persönlichkeit (wichtigere Faktoren: SÖS, Erziehungsstil, …)
 Evolutionspychologie: Nischentheorie der Persönlichkeit
Eltern müssen Fürsorge (parental investment) auf Geschwister verteilen 
diese haben verschiedene Strategien, um Fürsorge zu erhalten
 Erstgeborene: identifizieren sich mit Eltern, unterstützen ihre Autorität,
sind gewissenhafter
 Jüngere Geschwister: sind eher rebellisch, höhere Offenheit für
Erfahrungen und Extraversion

Weitere Hypothese: Geschwister sind sich genetisch ähnlich  mehr Weitergabe der
eigenen Gene, wenn man Überleben der eigenen Geschwister fördert (dabei größerer
Vorteil für ältere Geschwister)  ältere Geschwister zeigen größere Bereitschaft für
unterstützendes Verhalten den Jüngeren gegenüber
Genetik und Umwelt
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Danke für die Aufmerksamkeit!
… noch Fragen?
Genetik und Umwelt
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