30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Zwillingsforschung – Gene und Umwelteinfluss 10:00 min

Textversion des Videos

Transkript Zwillingsforschung – Gene und Umwelteinfluss

Hallo, willkommen zum Video zum Thema Zwillingsforschung. In diesem Video lernst du den Zweck von Zwillingsstudien, wir sprechen über die Durchführung dieser Studien, über die Aussagen, die man treffen kann und die Schwierigkeiten die sich bei der Zwillingsforschung ergeben. Wissenschaftler suchen schon lange nach einer Antwort auf die Frage, was lässt uns zu den Menschen heranreifen, die wir sind? Was beeinflusst unsere äußeren Merkmale? Was unseren Charakter? Wie groß ist der Einfluss der Umwelt? Wie groß ist der Einfluss des Erbguts, also der Gene in unserer DNA? Zu den Umwelteinflüssen gehören zum Beispiel Erziehung, Bildung, kulturelle und gesellschaftliche Einflüsse, sowie die Lebensführung, darunter auch die Ernährungsgewohnheiten. Um die umweltbedingten und genetischen Einflüsse zu bestimmen, bedient man sich der Zwillingsforschung. Eineiige Zwillinge werden auch als monozygote Zwillinge bezeichnet. Eineiige Zwillinge entwickeln sich, wie der Name bereits sagt, aus der gleichen Eizelle, die durch ein Spermium befruchtet wurde. Aus der Zygote entwickeln sich zwei Individuen die genau die gleichen Erbanlagen tragen, also zu 100 % genetisch identisch sind. Aus diesem Grund schauen eineiige Zwillinge meistens optisch identisch aus. Zweieiige Zwillinge werden auch als dizygote Zwillinge bezeichnet. Sie entstehen aus zwei unterschiedlichen Eizellen, die durch zwei unterschiedliche Spermien befruchtet wurden. Die Zygoten reifen zu zwei Individuen heran, die im Durchschnitt zu 50 % gleiche Gene aufweisen. Das entspricht der genetischen Übereinstimmung von anderen Geschwisterpaaren. Zweieiige Zwillinge müssen daher nicht in ihrem Geschlecht übereinstimmen. Durch den Vergleich vieler hunderter von Zwillingspaaren, können die Forscher mehr über die unterschiedlichen Einflüsse der Erbanlagen, also der DNA, und der Umwelt aussagen. Es werden hunderte von eineiigen Zwillingen auf bestimmte Merkmale untersucht. Zeigen eineiige Zwillinge Abweichungen in einem Merkmal, so muss das auf Umwelteinflüssen beruhen, da sie ja genetisch identisch sind. Das Maß an Übereinstimmung in Bezug auf ein Merkmal wird als Konkordanz bezeichnet. Die Werte können zwischen null und eins liegen. Man kann auch die Werte der Konkordanz mit 100 multiplizieren und erhält eine Prozentzahl, also zwischen 0% und 100%. Bei einer sehr geringen Übereinstimmung in Bezug auf ein Merkmal bei den Zwillingspaaren, spricht man von einer niedrigen Konkordanz. Der Wert ist also sehr niedrig. Dies spricht dafür, dass das Merkmal sehr stark von der Umwelt beeinflusst wird. Ein Wert von 1 beziehungsweise 100% würde bedeuten, dass 100 % der Zwillinge in einem bestimmten untersuchten Merkmal übereinstimmen. Eine hohe Konkordanz lässt darauf schließen, dass das Merkmal sehr stark von den Genen geprägt ist. Die Konkordanz ist hilfreich für die Aussage über die Erblichkeit eines Merkmals. Die Konkordanz lässt sich in einem Diagramm darstellen. Nehmen wir als Beispiel die Augenfarbe. Eineiige Zwillinge stimmen immer zu 100% in ihrer Augenfarbe überein. Das heißt die Konkordanz beträgt den Wert 100%. Daraus können wir schließen, dass die Augenfarbe nur durch die Gene bestimmt wird und nicht durch die Umwelteinflüsse. Wir nehmen als zweites Beispiel die Schizophrenie. Bei 34% aller Zwillingspaare sind beide Zwillinge erkrankt. Aus diesem Wert kann man schließen, dass Schizophrenie sowohl von den Genen, als auch von Umweltfaktoren abhängig sein muss. Als drittes Beispiel nehmen wir Infektionskrankheiten. Die Konkordanz für Infektionskrankheiten beträgt nur den Wert 8%. Daraus kann man schließen, dass Infektionen vor allem von den Umweltbedingungen abhängig sind, jedoch nicht genetisch bedingt sind. Um die Erblichkeit eines Merkmals besser zu erforschen, werden eineiige Zwillinge und zweieiige Zwillinge untersucht und miteinander verglichen. Hierfür wird der Vergleich der Konkordanz bei eineiigen und zweieiigen Zwillingen durchgeführt. Die eineiigen Zwillinge werden auch mit MZ, für monozygote Zwillinge abgekürzt, und werden in folgenden Diagramm grün dargestellt. Zweieiige Zwillinge, also dizygote Zwillinge, werden mit DZ abgekürzt, und werden in den folgenden Diagrammen blau dargestellt. Dizygote Zwillinge, die gemeinsam aufgewachsen sind, waren den gleichen Umweltbedingungen ausgesetzt und haben im Durchschnitt 50% ihrer Gene gemeinsamen. Das heißt, der Unterschied zwischen der Konkordanz bei Monozygoten und der Konkordanz bei Dizygoten beruht auf den 50% Genen, die unterschiedlich sind. Bei Merkmalen und Krankheiten, die vor allem von der Umwelt bedingt sind, können die Konkordanzzahlen in beiden Fällen sehr klein sein und fast übereinstimmen. Bei Infektionskrankheiten betragen die Werte zum Beispiel 8% und 9%. Bei Diabetes 2, auch genannt Zuckerkrankheit, liegt die Konkordanz bei monozygoten Zwillingen bei 60% und bei Dizygoten Zwillingen bei nur 13%. Daraus kann man schließen, dass Diabetes zwar auch einen genetischen Faktor hat, aber auch sehr von den Umweltbedingungen abhängt. Die Ernährung hat eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Diabetes 2. Wir besprechen jetzt, welche Herausforderungen es bei der Zwillingsforschung gibt und wieso diese Studien manchmal problematisch sind. Zwillinge wachsen meist zusammen auf und sind den gleichen oder sehr ähnlichen Umweltbedingungen ausgesetzt. Zwillinge haben die gleiche Erziehung, Bildung, leben in der gleichen Kultur, haben den gleichen Lebensstil und die gleichen Ernährungsgewohnheiten. Da sie zusammen aufwachsen, sind sie außerdem sehr oft sogar den gleichen Infektionserregern ausgesetzt. Dies erschwert die Aussage, ob die Zwillinge deshalb in einem Merkmal übereinstimmen, weil sie die gleichen Gene haben oder weil sie den gleichen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Zwillingsstudien werden daher auch mit getrennt aufwachsenden eineiigen Zwillingen durchgeführt. Man spricht von sogenannten Adoptionsstudien. Das Problem hierbei ist aber, oft wachsen die Zwillinge trotzdem in einer ähnlichen Umwelt auf, haben eine gleiche Erziehung, eine ähnliche Bildung, wohnen in der gleichen Kultur, in der gleichen Gesellschaft und der Lebensstil der Eltern und die Ernährungsgewohnheiten der Eltern können denen der leiblichen Eltern sehr ähneln. Eine genauere Aussage über das Ausmaß des Umwelteinflusses bestimmter Umweltfaktoren, kann dann getroffen werden, wenn die eineiigen Zwillinge bei sehr unterschiedlichen Umweltbedingungen aufwachsen. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn sie in zwei unterschiedlichen Kulturen aufwachsen, in unterschiedlichen Gesellschaftsschichten, oder sehr unterschiedliche Lebensstile aufweisen. Wir fassen zusammen was wir über die Zwillingsforschung gelernt haben. Du weißt jetzt, eineiige Zwillinge sind zu 100% genetisch identisch. Zweieiige Zwillinge Stimmen zu 50% der Gene überein. Mithilfe der Zwillingsforschung wird der Einfluss der Umwelt und der Gene bestimmt. Außerdem hast Du gelernt was man unter der Konkordanz versteht, nämlich das Maß für die Übereinstimmung eines Merkmals. Du weißt, dass man die Konkordanz in einem Diagramm darstellen kann und hierbei monozygote und dizygote Zwillinge miteinander vergleichen kann. Eine hohe Konkordanz spricht für einen hohen genetischen Einfluss auf ein Merkmal. Eine niedrige Konkordanz spricht für einen hohen umweltbedingten Einfluss auf ein Merkmal. Außerdem haben wir besprochen, wieso die Zwillingsforschung auch problematisch ist und wieso der Vergleich mit getrennt aufwachsenden Zwillingen wichtig ist. Dieser hilft bei der Aussage über den Einfluss unterschiedlicher Umweltfaktoren. Danke für deine Aufmerksamkeit, Tschüss, bis zum nächsten Video.

3 Kommentare
  1. Hallo Frida Willemeit,
    vielen Dank für dein Feedback! Wir werden uns damit kritisch auseinandersetzen und achten bei unseren neuen Videos darauf.
    Beste Grüße aus der Redaktion

    Von Tatjana Elbing, vor 13 Tagen
  2. Zwischen Minute 7:30 und 8.30 finde ich es problematisch, dass alle Figuren, die die selbe Kultur repräsentieren, weiß zu sein scheinen (ich habe sie als weiß gelesen) und die black People of Color (bPOC) eine "andere Kultur" darstellen sollen. Sie können genau so Teil von der, wie ich es in dem Video verstanden habe, stereotypisch "deutschen" Kultur sein. Ich verstehe, dass du es nur möglichst einfach darstellen wolltet und dass es auch nicht darum ging, welche Hautfarbe die Papierfiguren haben, aber auch in ungewollten Aussagen kann sich Rassismus äußern und verletzend sein. Trotzdem vielen Dank für das Video. Liebe Grüße

    Von Frida Willemeit, vor 14 Tagen
  3. Also, ich bin nicht der Vater aber habe Zwillinge groß gezogen.
    Fazit die Entwicklung ist:
    Sie haben unterschiedliche Interessen (so unterschiedlich es nur sein kann).
    Sie haben verschiedene Krankheiten (chronische)
    Sie haben verschiedene Begabungen (der eine ist Autist, der andere nicht)
    und und und

    Von Deleted User 102969, vor fast 6 Jahren

Zwillingsforschung – Gene und Umwelteinfluss Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Zwillingsforschung – Gene und Umwelteinfluss kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne Gründe für die Zwillingsforschung.

    Tipps

    Gene oder Umwelt? Das ist die große Frage in der Zwillingsforschung.

    Lösung

    Die Zwillingsforschung ist eine sehr interessante Disziplin innerhalb der Biologie. Ihr Ziel ist es herauszufinden, inwiefern die eigenen Gene oder die Umwelteinflüsse (Erziehung, Sozialisation, Bildung, Lebensweise, Ernährung etc.) die Entwicklung eines Menschen beeinflussen. Sind bestimmte Krankheiten z. B. genetisch vorprogrammiert oder führt ein bestimmter Lebensstil zu einem großen Risiko zu erkranken? Da eineiige Zwillinge genetisch zu 100% identisch sind, kann man solche Fragen durch verschiedene Studien beantworten.

  • Beschreibe die Entstehung von eineiigen Zwillingen.

    Tipps

    Unter dem Zwillingsschlupf versteht man den Moment in der Embryonalentwicklung, in dem sich der Keim vollständig teilt, sodass zwei Embryonen entstehen.

    Lösung

    Zwillinge sind eine Laune der Natur. Denn eigentlich sollte es so etwas wie Zwillinge gar nicht geben. Wie kommt es dazu?
    Nachdem die Eizelle durch die Samenzelle befruchtet wurde, entsteht die Zygote. Hier ist bereits das Erbgut des neuen Menschen enthalten. Die Zygote hat in den ersten Tagen nicht viele Aufgaben. Sie muss sich einfach nur teilen, immer und immer wieder. In der Regel klappt das auch ganz gut, sodass man den Keim nach etwa drei Wochen als Embryo bezeichnet.
    Nun kann es passieren, dass sich der Keim in den ersten Tagen der Schwangerschaft so weit teilt, dass zwei voneinander unabhängige Keime entstehen, die sich dann beide in der Gebärmutter einnisten. Diese Teilung unterscheidet sich von den normalen Zellteilungen. Man spricht vom Zwillingsschlupf. Wenn alles gut läuft, entwickeln sich beide Keime zu Embryonen und dann zu Föten. Es werden zwei gesunde und genetisch identische Kinder geboren. Es kann aber auch passieren, dass nur einer der beiden Keime überlebt.

  • Fasse die Unterschiede zwischen eineiigen und zweieiigen Zwillingen zusammen.

    Tipps

    Monozygot bedeutet, dass nur eine Zygote (befruchtete Eizelle) vorhanden ist, dizygot dementsprechend zwei.

    Lösung

    Zwilling ist Zwilling? Nicht ganz, aber das weißt du bestimmt schon. Man unterscheidet zwischen eineiigen und zweieiigen Zwillingen. Beide haben gemeinsam, dass sie als Geschwister gleichzeitig im Bauch der Mutter herangewachsen sind und kurz nacheinander geboren wurden. Aber wo sind die Unterschiede?

    • Bei eineiigen Zwillingen entstehen beide Menschen aus derselben Zygote, man nennt sie auch monozygot. Zweieiige Zwillinge heißen dementsprechend dizygot, da sie aus zwei verschiedenen Zygoten entstehen.
    • Bei monozygoten Zwillingen ist nur eine Samen- und eine Eizelle an der Zeugung beteiligt, bei den dizygoten sind es jeweils zwei verschiedene.
    • Das erklärt auch, warum monozyogte Zwillinge genetisch zu 100% identisch sind. Bei dizygoten Zwillingen sind es etwa 50%, so wie bei anderen Geschwisterpaaren auch.
    • Da bei der Befruchtung zweieiiger Zwillinge zwei verschiedene Samenzellen eine Rolle spielen, kann auch das Geschlecht der Embryonen unterschiedlich sein. Denn die Erbinformation der Samenzelle entscheidet darüber, ob ein Mädchen oder ein Junge gezeugt wird.

  • Arbeite die Risiken einer Mehrlingsgeburt heraus.

    Tipps

    Fehl- oder Frühgeburt, eine schlechte Entwicklung und eine enorme Belastung für die Mutter – all das sind Risiken einer Mehrlingsschwangerschaft.

    Lösung

    Mehrlinge sind immer etwas Besonderes und eigentlich ein Grund zur Freude. Doch leider ist eine Mehrlingsschwangerschaft auch immer mit vielen Risiken verbunden:

    • Eine Schwangerschaft an sich ist schon eine große Belastung für den Körper der Frau. Ist sie mit mehr als einem Kind schwanger, steigt die Belastung um ein Vielfaches.
    • Auch für die ungeborenen Kinder ist eine Mehrlingsschwangerschaft kein Vergnügen. Sie müssen sich schon im Mutterleib alles teilen: den Platz, die Nahrung, das Blut und den Sauerstoff.
    • Das führt oft zu einer Unterversorgung mit wichtigen Stoffen. Die Embryonen können sich nicht so gut und schnell entwickeln, wie sie eigentlich sollten.
    • Da der Platz in der Gebärmutter begrenzt ist, wird die Geburt vom Körper oft früher eingeleitet, als gut für die Kinder ist. Sie sind dann noch nicht vollständig entwickelt und eigentlich noch nicht bereit für die Außenwelt.
    • Insgesamt ist die Sterberate bei Mehrlingsschwangerschaften deutlich höher als bei Einlingsschwangerschaften.
    Aus diesen Gründen ist eine künstliche Befruchtung mit mehr als zwei oder drei Zygoten sehr kritisch zu betrachten. Durch unvorsichtige Ärzte, die ihren Patientinnen viel mehr Zygoten eingepflanzt haben, kam es schon zu sehr hohen Mehrlingsgeburten. Hierbei überleben sehr selten alle Kinder.

  • Wende den Begriff Konkordanz auf die Blutgruppen bei eineiigen Zwillingen an.

    Tipps

    lat. concordare = übereinstimmen

    Unsere Blutgruppen wird über verschiedene Faktoren bestimmt. Das sogenannte AB0-System kennt vier Blutgruppen: A, B, AB und 0. Die Blutgruppe wird von den Eltern vererbt und ist somit genetisch festgelegt.

    Lösung

    Die Zwillingsforschung versucht herauszufinden, wie stark Gene und Umwelteinflüsse für den Charakter und die Gesundheit eines Menschen verantwortlich sind. Dabei konzentrieren sie sich immer auf ein Merkmal, z. B. eine bestimmte Krankheit. Dabei wird untersucht, inwiefern eineiige Zwillinge in Bezug auf dieses Merkmal übereinstimmen. Ist die Übereinstimmung hoch, dann ist es wahrscheinlich, dass dieses Merkmal durch das Erbgut beeinflusst wird. Dann ist die Ursache für eine Krankheit also nicht die Lebensweise, sondern eine genetische Veranlagung.
    Als Maß für diese Übereinstimmung dient die Konkordanz. Für das Merkmal der Blutgruppen oder der Augenfarbe liegt die Konkordanz bei 100%, da diese Merkmale genetisch bestimmt sind.

    Zweieiige Zwillinge werden bei solchen Studien als Kontrollgruppe genutzt. Sie sind genauso eng miteinander verwandt wie „normale“ Geschwister, aber gleich alt. Handelt es sich um ein Merkmal, das durch die Gene beeinflusst wird, ist die Konkordanz bei zweieiigen Zwillingen geringer als bei eineiigen, da sie nur zu etwa 50% dasselbe Erbgut besitzen.

  • Zeige Probleme der Zwillingsforschung auf.

    Tipps

    Die Erblichkeit eines Merkmals wird überschätzt, wenn die Auswirkung der Gene auf dieses Merkmal höher eingestuft wird als sie tatsächlich ist.

    Lösung

    Die Zwillingsforschung bringt einige Nachteile mit sich:

    • Bei eineiigen Zwillingen, die gemeinsam aufwachsen, unterscheiden sich sowohl die Gene als auch die Umwelteinflüsse nicht bzw. kaum voneinander. Man kann bei einer hohen Konkordanz bezüglich eines Merkmals also nie wirklich sicher sein, dass die Gene der Grund sind.
    • Mit eineiigen Zwillingen, die getrennt voneinander aufwachsen, kann man das Problem der überschätzten Erblichkeit zwar umgehen. Aber es ist sehr selten, dass ein eineiiges Zwillingspaar nach der Geburt getrennt wird.
    • Unter anderem aus diesen Gründen ist die Zwillingsforschung sehr aufwendig. Es müssen zudem viele Daten von vielen Zwillingspaaren gesammelt werden, um verlässliche Aussagen treffen zu können. Jedoch gibt es Zwillinge nicht wie Sand am Meer.
    Trotzdem ist die Zwillingsforschung sehr wichtig, wenn man Erkenntnisse über die Vererbbarkeit von Krankheiten erlangen möchte. Durch das identische Erbgut sind eineiige Zwillinge zwar eine Laune der Natur, aber auch eine Chance für die Forschung.