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Vollständige Version anzeigen : Nur 15% genetische Unterschiede zwischen menschliche Gruppen?



Renfield
17.10.2013, 19:36
Seit Jahrzehnten gehört es zu den unumstößlichen Weisheiten, dass sich die größten biologischen Unterschiede innerhalb von Populationen finden lassen, während die Differenzen zwischen den Gruppen nur zu ungefähr 15% an der Gesamtvariation teilhaben. Urheber dieses Lehrsatzes ist der US-amerikanische Genetiker Richard Lewontin, der Anfang der 70er weltweit Daten von erblichen Blutmerkmalen (AB0-Blutgruppen etc.) zusammentrug und statistisch auswertete.
Es zeigte sich, dass mehr oder minder alle Bevölkerungen dieselben Merkmale aufwiesen, wenn auch in wechselndem zahlenmäßigen Verhältnis. So haben 3% der Iren die Blutgruppe AB, in Südkorea liegt der Wert bei 11%. Insgesamt fielen die Überlappungen derart breit aus, dass informationsstatistisch gesehen die Zwischengruppenunterschiede nur mit 15% zu veranschlagen sind. Neuere Nachuntersuchungen mit einer Vielzahl von Merkmalen, die direkt an der DNA bestimmt wurden, führten zu fast identischen Resultaten. Der Mensch ist genetisch gesehen also ziemlich gleichförmig. Für rassistischen Blut-und-Boden-Mystizismus sollte da kaum noch Raum bleiben.
Nun lässt sich andererseits nicht leugnen, dass bestimmte – offensichtlich erbbedingte – Merkmale global gesehen so variabel sind, dass von breiter Überlappung kaum die Rede sein kann. Auch der dunkelhäutigste (ethnische) Deutsche dürfte immer noch heller ausfallen als der hellhäutigste subsaharische Afrikaner. Wie diesen Widerspruch auflösen?
Ein Argument könnte lauten: Mag sein, dass die 15% für den Durchschnitt aller Gene gelten, aber nicht für alle. Möglicherweise habe die Selektion zu einer stärker kontrastierenden Verteilung der Pigmentationsgene zwischen den Gruppen geführt. Daran kann ohne weiteres etwas dran sein. Denkbar aber auch, dass ein wesentlich fundamentalerer Unterschied zwischen Genfrequenzen und wahrnehmbaren Merkmalen besteht. Von den allermeisten körperlichen Merkmalen nimmt man an, dass sie polygen sind, dass also viele verschiedene Gensysteme gleichzeitig darauf Einfluss nehmen. Und hier nun habe ich meine eigenen kleinen Experimente durchgespielt. Stellen wir uns vor, es gibt einen Genort mit den Varianten a und b. Und stellen wir uns weiter vor, dass die Variante b ein bestimmtes Merkmal um den Wert 1 stärker ausprägt (eins kann beispielsweise 1% mehr Körperhöhe, Fettschichtdicke, Knochenstärke, Hautpigmentation etc. sein). Ein weiteres b-Gen fügt nochmal eine 1 dazu. Das ist die sogenannte additive Genwirkung, die in der quantitativen Genetik als anerkannte Standardvorstellung gilt. Jeder Mensch verfügt an einem einzelnen Genort über zwei Gene (doppelter Chromosomensatz). In unserem Beispiel kann er also Träger des Typs a-a, a-b oder b-b sein. Da sich b additiv verhält, ist beim Träger das entsprechende Merkmal mit 0 ausgeprägt, wenn nur a vorhanden ist, bei einem b mit 1 und bei doppeltem b mit 2. Als nächstes nehmen wir an, dass noch weitere Genorte Anteil an der Merkmalsbildung haben. An dieser Stelle nehmen wir zu einer massiven Vereinfachung Zuflucht. Und zwar gehen wir davon aus, dass alle diese Genorte immer in exakt zwei Varianten vorkommen und dass alle diese Varianten genau dieselbe Wirkung auf das Merkmal haben wie a und b: also 0 oder 1. Außerdem verhalten sie sich alle streng additiv. Gegeben sei ein Fall von 5 Genorten. Wie gesagt: Jeder Genort ist doppelt besetzt. Im Extremfall finden sich bei einem Individuum nur die "schwächeren" Gene: 10 x 0 = 0. Im anderen Extrem nur die starken: 10 x 1 = 10. Dazwischen sind alle Werte von 1 bis 9 möglich. Eine mehr oder minder stufenlose Variation also, die als typisch gilt für polygene Vererbung.
Und jetzt zum eigentlichen Gedankenexperiment: Gehen wir von zwei Populationen aus: In Gruppe 1 haben Gen a und seine übrigen "schwachen" Kollegen an den übrigen vier Genorten immer dieselbe Frequenz von 0,4 (=40%), die "starken" Gene liegen also bei 0,6. In Gruppe 2 liegen die Verhältnisse umgekehrt.
Wie sieht die Sache informationsstatistisch aus? Bei einem einzelnen Genort mit den Frequenzen 0,4:06 bzw. 0,6:0,4 dürfte der Zwischengruppenanteil an der Variation so ungefähr bei 8% liegen. Betrachten wir gleichzeitig fünf Systeme, die alle dieselbe Frequenzverteilung aufweisen, ändert sich an diesem Wert nichts, da der Durchschnitt über alle Genorte gebildet wird. Und der Durchschnitt von fünfmal 8% ist 8%. Wie aber liegt die Sache merkmalsstatistisch betrachtet? In beiden Gruppen finden wir alle Merkmalsausprägungen von 0-10. Allerdings in jeweils spezifischer Verteilung. Da, wo die "starken" Gene häufiger sind, liegt der Durchschnitt bei 6, in der anderen Gruppe bei 4. Eine Varianzanalyse (ANOVA) zeigt, dass hier die Zwischengruppenvarianz immerhin 27% der Gesamtvarianz ausmacht.
Im Ganzen heiß das: Wenn ein Merkmal von vielen verschiedenen Genen kontrolliert wird, können schon kleine Unterschiede in den Genfrequenzen zu erheblichen Merkmalsunterschieden führen, sofern sich die einzelnen Gensysteme additiv und gleichsinnig verhalten (was angesichts der Selektionstheorie alles andere als absurd sein dürfte). Informationsstatistik stellt nur eine Seite der Medaille dar. Es lohnt sich, auch weiterhin die Merkmale direkt zu betrachten. Dazu werde ich in den nächsten Tagen noch ein paar instruktive Beispiele bringen.

GSch
17.10.2013, 19:40
Wo kommt denn diese Zahl her? Meines Wissens unterscheiden sich die Genome von Mensch und Menschenaffen gerade mal um 2 %. Da muss es ja zwischen verschiedenen Gruppen von Menschen weit weniger sein.

Renfield
17.10.2013, 19:50
Was du meinst, sind Nukleotidunterschiede. 2% Unterschiede würden bedeuten, dass bei Schimpanse und Mensch jedes fünfzigste Nukleotid voneinander abweicht. Theoretisch könnte das aber sogar dazu führen, dass sich jedes einzelne Gen von Mensch und Affe unterscheidet (da ein funktionelles Gen wesentlich mehr als fünfzig Nukleotide aufweist). Der aktuelle Wert liegt jetzt außerdem eher bei 4%. Nukleotiddifferenzen und Genfrequenzen zu vergleichen, entspricht dem Äpfel-Birne-Fall. Das Maß von Lewontin ist durchaus abstrakt. Es beruht auf der Shanon-Wiener-Informationsstatistik (bits und so). Wird aber auch in der Ökologie oft verwendet.

Renfield
21.10.2013, 08:16
Nachdem mein erstes Posting ein wenig abstrakt ausfiel, hier nun ein paar praktische Beispiele. Anhand von Genfrequenzen kamen Lewontin und andere zu dem Schluss, dass die Unterschiede zwischen den Gruppen nur 15% der Gesamtvarianz ausmachen, während der Löwenanteil auf die Unterschiede innerhalb der Gruppen entfällt. Wie sieht es aber mit körperlichen Merkmalen aus? Dazu habe ich anhand von Fotos und Literaturangaben folgende Statistiken aufgestellt:

* Form der Lidspalte: (Ostasiaten vs. Europäer): 35% der Variation liegt zwischen den Gruppen

* Relative Nasenbreite Nasen: (Ostasiaten vs. Europäer): 65%

* Haarform (Afrikaner vs. Europäer): 73%

* Hautpigmentation (Afrikaner vs. Europäer): 89%

Mit den Werten von Lewontin lassen sich diese Angaben nicht direkt vergleichen, da ich jeweils nur zwei Gruppen gewählt habe und keinen globalen Gesamtvergleich. Dennoch wird deutlich, wie stark sich Gruppen in bestimmten Merkmalen unterscheiden können, auch wenn die zugrunde liegenden Genfrequenzen sich nicht notwendigerweise stark unterscheiden.

Renfield
22.10.2013, 10:32
Mit den Daten aus dem letzten Posting (bei relativer Nasenbreite muss es übrigens Afrikaner vs. Europäer heißen) und anderen Datensätzen aus Literatur und Internet habe ich mal eine Abstandsanalyse durchgeführt, bei der der Schwerpunkt auf äußerlich gut wahrnehmbaren Merkmalen liegt. Hier das Ergebnis:
40188
Zwar fällt das Resultat ziemlich befriedigend und erwartungsgemäß aus, allerdings muss ich zugeben, dass es ein wenig geschönt ist. Wenn ich zwei indianische Populationen (Nord und Süd) aufnehme, nimmt das Dendrogramm recht absurde Züge an. Deshalb habe ich sie hier weggelassen (möglicherweise waren meine Daten einfach zu schlecht).

Knudud_Knudsen
22.10.2013, 10:40
sehr interessante Abhandlung auch wenn sie den Nichteingeweihten etwas überfordert..

damit kann wohl angenommen werden,dass die Gesamtpopulation Homo Sapiens Sapiens von einer zentralen Kleingruppe ausging..?
Danke für den Beitrag..

Renfield
22.10.2013, 11:08
damit kann wohl angenommen werden,dass die Gesamtpopulation Homo Sapiens Sapiens von einer zentralen Kleingruppe ausging..?

Aus meinen Daten lässt sich das eigentlich nicht ableiten. Dazu bräuchte man mindestens eine Außengruppe als Vergleich. Aber auch das ist natürlich schon unternommen wurden. Anhand von Schädelmaßen zeigte sich, dass sich alle heutigen Menschengruppen im Vergleich zum Neanderthaler sehr ähnlich sind und auf einen gemeinsamen Homo-sapiens-Vorfahren zurückgehen dürften. Wenn es um Verwandtschaftsbeziehungen geht, sind allerdings DNA-Methoden unschlagbar. Mittlerweile ist es ja sogar schon gelungen, das komplette Neanderthalergenom zu sequenzieren. Auch da zeigte sich die enge Verwandtschaft der heutigen Menschen im Vergleich zu einer anderen Spezies. Es zeigte allerdings auch, dass sich in Europa Neanderthaler und moderner Mensch während der Eiszeit in geringem Umfang gekreuzt haben dürften.
Mit meinem Dendrogramm habe ich lediglich Menschengruppen nach körperlicher Ähnlichkeit geordnet. Das darf nicht als genetische Verwandtschaft gedeutet wären. Dann wären zum Beispiel Afrikaner und Australier/Papua völlig falsch platziert. In Wahrheit (nach DNA-Daten) liegen die sehr weit auseinander. Aber auf die körperliche Ähnlichkeit ist man auch schon vorher immer wieder reingefallen. Immerhin nannte man die australischen Aborigenes früher auch "Australneger".

Knudud_Knudsen
22.10.2013, 11:18
Aus meinen Daten lässt sich das eigentlich nicht ableiten. Dazu bräuchte man mindestens eine Außengruppe als Vergleich. Aber auch das ist natürlich schon unternommen wurden. Anhand von Schädelmaßen zeigte sich, dass sich alle heutigen Menschengruppen im Vergleich zum Neanderthaler sehr ähnlich sind und auf einen gemeinsamen Homo-sapiens-Vorfahren zurückgehen dürften. Wenn es um Verwandtschaftsbeziehungen geht, sind allerdings DNA-Methoden unschlagbar. Mittlerweile ist es ja sogar schon gelungen, das komplette Neanderthalergenom zu sequenzieren. Auch da zeigte sich die enge Verwandtschaft der heutigen Menschen im Vergleich zu einer anderen Spezies. Es zeigte allerdings auch, dass sich in Europa Neanderthaler und moderner Mensch während der Eiszeit in geringem Umfang gekreuzt haben dürften.
Mit meinem Dendrogramm habe ich lediglich Menschengruppen nach körperlicher Ähnlichkeit geordnet. Das darf nicht als genetische Verwandtschaft gedeutet wären. Dann wären zum Beispiel Afrikaner und Australier/Papua völlig falsch platziert. In Wahrheit (nach DNA-Daten) liegen die sehr weit auseinander. Aber auf die körperliche Ähnlichkeit ist man auch schon vorher immer wieder reingefallen. Immerhin nannte man die australischen Aborigenes früher auch "Australneger".

obwohl ich auf dem Gebiet nicht zu Hause bin verfolge ich Diskussionen darüber mit grossem Interesse..
hier soll es ja globale DNA-Studien geben,die eine Verwandtschaft aller Menschen zu belegen scheinen
und Spekulationen der Einwanderung des modernen Menschen aus Ostafrika nähren..
wie gesagt kann dazu nicht beitragen da nicht hinreichend im Bild..

http://www.theeuropean.de/chris-stringer/6860-die-herkunft-des-modernen-menschen

Veteran
22.10.2013, 11:34
hier soll es ja globale DNA-Studien geben,die eine Verwandtschaft aller Menschen zu belegen scheinen
Natürlich sind alle Menschen miteinander verwandt, was denn sonst? Nur sind die Menschengruppen eben mit einigen näher und mit anderen entfernter verwandt.

Veteran
22.10.2013, 11:38
Zum Thema:

US-Forscher haben jetzt in einem ersten solchen Versuch 4197 Gene von Menschen europäischer, chinesischer und japanischer Abstammung analysiert. Dabei interessierten sie sich nicht für Unterschiede in der Sequenz, also der Bausteinabfolge des Erbmaterials, sondern für Abweichungen der Aktivität der einzelnen Gene. Da das Muster an- oder ausgeschalteter Erbgutabschnitte bestimmt, wann die Zelle wie viel von welchem Eiweiß produziert, prägt es maßgeblich die Eigenschaften des jeweiligen Körpergewebes.
Das Ergebnis der Analyse: Während das Aktivitätsmuster bei den beiden asiatischen Gruppen nahezu identisch war, wich es im Vergleich dazu in der europäischen Gruppe bei mehr als einem Viertel der untersuchten Gene deutlich ab - ein Ausmaß, das selbst die Forscher überraschte.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/ethnische-unterschiede-gen-schalter-steuern-das-aussehen-a-458579.html

Renfield
22.10.2013, 11:51
Dass der biologisch moderne Mensch (Homo sapiens) in Afrika entstanden ist ("Out-of-Africa"-Modell), ist derzeit das Standardmodell, wenn es natürlich auch einige Kritiker gibt. Andererseits bestehen aber auch Hinweise, dass sich Homo s. bei seinen weltweiten Wanderungen auch immer wieder mit älteren Menschenformen gekreuzt hat (wie z. B. mit dem Neanderthaler). Da wäre unter anderem die Frage, ob die körperlichen Rassenunterschiede zwischen den heutigen Menschen auf diese Vermischungen zurückzuführen sind, oder ob sie sich erst später herausgebildet haben. Die Evolution steht nicht still. Es gibt z. B. die Theorie, dass blaue Augen, die es vorher nirgends auf der Welt gab, erst vor wenigen tausend Jahren irgendwo an der Ostseeküste aufgetreten sind, um sich dann schnell zu verbreiten. Eine andere Theorie besagt, dass Rothaarigkeit ein Erbe der Neanderthaler sei. Aber soviel ich weiß, gilt das als umstritten.

Knudud_Knudsen
22.10.2013, 18:25
[QUOTE=Knudud_Knudsen;6654385]obwohl ich auf dem Gebiet nicht zu Hause bin verfolge ich Diskussionen darüber mit grossem Interesse..
hier soll es ja globale DNA-Studien geben,die eine Verwandtschaft aller Menschen zu belegen scheinen
und Spekulationen der Einwanderung des modernen Menschen aus Ostafrika nähren..
wie gesagt kann dazu nicht beitragen da nicht hinreichend im Bild..

hier ein Link der funzt..sorry

http://afrika.heimat.eu/Berichte/BeganninAfrika.htm

herberger
22.10.2013, 18:37
Was sagt das schon aus,ich habe mal eine Grafik gesehen da gleichen Primaten dem Menschen über 90%,allerdings gleicht der Mensch einer Fruchtfliege noch zu 80%.