Name: Justus Jost, 2024-01

Die Rückkreuzung

Rückkreuzungen sind Vorgänge die alltäglich in der Tier- und Pflanzenzucht geschehen. Um sie sowie ihren Ablauf zu verstehen, müssen wir uns zunächst jedoch mit den Mendelschen Regeln befassen.

Sie wurden von dem Theologen und Naturwissenschaftler Gregor Johann Mendel aufgestellt in der Mitte des 19. Jahrhunderts, nachdem dieser bereits Jahre lang mit Pflanzen experimentiert hatte. Er stellte 3 essentielle Regeln der Vererbung auf, die sowohl auf Tiere, als auch auf Pflanzen zutreffen.

1. Mendel'sche Regel: Uniformitätsregel

Wenn Eltern in einem Merkmal homozygotisch unterschiedlich sind, so sind ihre Nachkommen in erster Generation in diesem Merkmal alle einem Elternteil phänotypisch völlig gleich, da ein Erbgang dominant und der andere rezessiv ist. Der dominante Erbgang überlagert den rezessiven, sodass dieser äußerlich nicht erkennbar ist. 
Als Beispiel kann man hierfür eine reinerbig weiße Rose (aa) und eine reinerbig rote Rose (AA) nehmen. Züchtet man aus diesen beiden in Kombination Nachkommen so sind dies alle in erster Generation äußerlich rot (Aa).

2. Mendel'sche Regel: Spaltungsregel

Wenn 2 mischerbige, also heterozygotische Elternteile (Aa) gekreuzt werden, so tritt ein Aufspaltung ihrer Nachkommen in 1. Generation statt. Im Verhältnis 3:1 haben die meisten Nachkommen phänotypisch die Ausprägung des dominanten Allels (AA / Aa) und die Minderheit hat von beiden das rezessive Allel geerbt (aa) und folglich dessen Phänotyp. Letztere sind homozygotisch rezessiv.

3. Mendel'sche Regel: Neukombinationsregel

Wenn zwei reinerbige Individuen, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden (dihybrider Erbgang), miteinander gekreuzt werden, dann werden die Erbanlagen der Merkmale frei und unabhängig voneinander an die Nachkommen vererbt.

Definition und praktisches Beispiel eines Ablaufs

Der Begriff Rückkreuzung beschreibt einen Vorgang in der Biologie bei dem ein Nachkomme mit einem Elternteil oder anderen Vorfahren gekreuzt wird, der grundlegend darauf abzielt bestimmte Merkmale von einem Elternteil auf die nachfolgenden Generationen zu übertragen und dabei unerwünschte Merkmale auszuschließen.
Beispiel:

1. In der Hundezucht wird eine Rasse 1(reinerbig für sehr weiches Fell und lange Klauen) mit einer Rasse 2(reinerbig für sehr raues Fell und kurzen Klauen) gepaart.
2. Die daraus entstehende F1 Generation ihrer Nachkommen werden allesamt heterozygoten sein und beide gewünschten Allele (weiches Fell und kurze Klauen) in sich tragen, jedoch nicht unbedingt phänotypisch deren Ausprägung äußerlich aufweisen.
3. In einem dritten Schritt wird nun beispielsweise ein Nachkomme der F1 Generation, der die kurzen Klauen vererbt bekommen hat, mit dem reinerbigen Elternteil der Rasse 1(reinerbig für sehr weiches Fell und lange Klauen) gepaart, sodass der daraus entstehende F2 Nachkomme bestenfalls phänotypisch die Ausprägungsform der beiden gewünschten Allele aufzeigt. 
   Je nach Wahrscheinlichkeit der Vererbung können unterschiedlich viele Wiederholungen des 3. Schrittes notwendig sein, bis das erhoffte Ergebnis erzielt ist.
   
   

Funktion

Rückkreuzungen nehmen eine wichtige Rolle in der Genetik und Züchtung von Tieren und Pflanzen ein. Ihre Funktion ist unter anderem die Erhaltung von bestimmten Merkmalen in einer Art zu gewährleisten. Ebenfalls dienen sie als Testkreuzung, da sie benutzt werden kann um die genetische Veranlagung von Individuen (homozygot oder heterozygot) zu bestimmen. Dafür werden sie mit einem homozygotisch-rezessiven Elternteil rückgekreuzt. Sind ihre Nachkommen (F1) ausschließlich phänotypisch dominant, war das Individuum homozygot.

Die Hauptanwendungen von Rückkreuzungen liegen jedoch in der:

1. Zucht von Nutztieren mit bestimmten Merkmalen in Leistungsstärke, Resistenzen, Aussehen und Muttereigenschaften.
   (Zum Beispiel die Hundezucht Deutsche Schäferhunde, Bernhardiner, Rottweiler und Co sind allesamt durch vielfache Kreuzungen entstanden) 
2. Einführung neuer Gene in bestimmte Populationen um einzelne Merkmale dieser zu Verbessern.
   (Zum Beispiel die Zucht von besonders blattreichen Rosen oder die Kreuzung von Getreidearten um besonders schmackhafte und ertragsreiche Sorten zu züchten)
3. Konservierung und Wiederherstellung von bedrohten Arten und Populationen.
   Ein Beispiel hierfür ist das deutsche Weideschwein. Dieses ähnelt den meisten Hausschweinarten und entstand im 18.Jahrhundert durch Kreuzungen von Haus- und Wildschweinen. Nach Einführung der Stallhaltung wurde diese Schweineart jedoch überflüssig und starb schließlich 1970 gänzlich aus. Seit den 80er Jahren gibt es Versuche das Waideschwein via Rückkreuzungen von Hausschweinen wiederherzustellen, jedoch relativ erfolglos. man schaffte zwar die Züchtung von Arten mit ähnlichem Verhalten wie die Deutsche Waideschweine, konnte aber ihren Genpool nicht gänzlich zurückgewinnen.

Probleme der Rückkreuzungen

Mehrfache Rückkreuzungen können Inzuchteffekte und sogenannte Inzuchtdepressionen hervorrufen, die sich nachteilig auf Individuen und deren Nachkommen auswirken. Inzuchtdepressionen sind der Verlust von genetischer "Fitness", verursacht durch fortwährendes einkreuzen von Individuen in ihre Abstammungslinie (quasi genau der Vorgang der Rückkreuzung). Dadurch, dass immer wieder dieselben Erbinformationen weitergegeben werden, gehen bestimmte Allele verloren und bei genetisch dominant-rezessiven Erbgängen gleichen sich nach 8-10 Rückkreuzungen fast alle Individuen gänzlich, da fast ausschließlich nur die dominanten Merkmale weitergegeben werden. Dies hat zur Folge das mit abnehmender Größe des Genpools auch die Anpassungsfähigkeit der Population an die sich ändernden Bedingungen schwindet. In der Zucht treten diese Effekte/Depressionen häufig auf und sind maßgeblich der Grund für Missbildungen und Krankheiten, die in der Population auftreten.

Ein Beispiel für Inzuchteffekte lässt sich leicht in der Hundezucht finden. Die Rasse namens Mops, welche ausschließlich durch Kreuzungen verschiedener Arten entstanden ist, ist völlig überzüchtet. Einer der dadurch entstandenen negativen Effekte sind die extremen Atemwegsbeschwerden unter welchem diese Hunde leiden.

Deshalb Augen auf beim Hundekauf! 🙆‍♂️