Kreuzung (Genetik)

Bedeutung der Kreuzung

Eine Kreuzung ist in der Genetik die geschlechtliche Fortpflanzung zwischen zwei genetisch verschiedenen, aber relativ nahe verwandten Arten, Unterarten oder Sorten bei Pflanzen beziehungsweise Rassen bei Tieren. Auch das daraus entstehende Ergebnis heißt Kreuzung. Der Nachkomme von Individuen unterschiedlicher Arten, sehr selten sogar unterschiedlicher Gattungen, Unterarten oder Zuchtlinien wird Hybride genannt.

Kreuzungen werden besonders in der Zucht und in Kreuzungsexperimenten kontrolliert durchgeführt. Menschen nutzen sie seit Jahrtausenden, um neue Arten, Pflanzensorten oder Rassen von Nutztieren zu erzeugen.

Natürliche Vermischung und Pilze

Entsteht die Vermischung unterschiedlicher genetischer Linien ohne gezielte Zucht, wird sie meist Hybridisierung genannt. Die dabei entstehenden Hybride können gemischte Merkmalsausprägungen besitzen, also intermediäre Eigenschaften zwischen den Ausgangslinien.

Eine Hybridisierung kann selten oder außergewöhnlich sein und danach zu einer Rückkreuzung mit einer Elternart führen. Dadurch wird genetisches Material von der zweiten Linie auf die erste übertragen; dieser Vorgang heißt Introgression.

Bei Pilzen bedeutet Kreuzung abweichend davon jede sexuelle Vermehrung, bei der haploide Individuen verschiedener Kreuzungstypen diploide Sporen bilden. Haplloid bedeutet, dass ein einfacher Chromosomensatz vorliegt. Es kann bei Pilzen deutlich mehr kompatible Kreuzungstypen geben als die sonst üblichen zwei Geschlechter.

Kreuzungsbarrieren und Genpool

Innerhalb einer biologischen Art sind Kreuzungen in der Regel problemlos möglich. Zwischen verschiedenen Arten heißen sie interspezifische Kreuzungen. Dabei treten häufig Kreuzungsbarrieren auf: Sie erschweren oder verhindern die Fortpflanzung. Beispielsweise kann eine Kreuzung nur in einer Richtung gelingen, wenn die weiblichen Keimzellen der einen Art und die männlichen Keimzellen der anderen Art beteiligt sind, während die umgekehrte Kombination erfolglos bleibt.

Solche Barrieren bewirken reproduktive Isolation. In Populationsgenetik und Evolutionsbiologie werden sie Isolationsmechanismen genannt. Populationen, zwischen denen keine Kreuzungsbarrieren bestehen, bilden einen gemeinsamen Genpool.

Bedeutung für die Vererbungslehre

Gregor Mendel zeigte 1865 erste Gesetzmäßigkeiten der Vererbung von Eigenschaften. Aus seinen Kreuzungsexperimenten mit Erbsenpflanzen schloss er, dass sich die Vererbung von Merkmalen durch mathematische Mengenverhältnisse beschreiben lässt. Seine mendelschen Vererbungsregeln sind weiterhin anwendbar und gelten als Grundlage der Genetik.

Thomas Hunt Morgan erweiterte Kreuzungsversuche durch Experimente mit der Taufliege Drosophila melanogaster. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse baute sein Mitarbeiter und Schüler Alfred Sturtevant 1913 die erste Genkarte auf.