Was ist das Hardy-Weinberg-Prinzip?

Godfrey Hardy (1877-1947), ein englischer Mathematiker, und Wilhelm Weinberg (1862-1937), ein deutscher Arzt, fanden beide im frühen 20. Jahrhundert einen Weg, genetische Wahrscheinlichkeit und Evolution zu verbinden. Hardy und Weinberg arbeiteten unabhängig voneinander daran, eine mathematische Gleichung zu finden, um den Zusammenhang zwischen genetischem Gleichgewicht und Evolution in einer Population von Arten zu erklären.

Tatsächlich war Weinberg der erste von zwei Männern, der 1908 seine Ideen zum genetischen Gleichgewicht veröffentlichte und vortrug. Er stellte seine Ergebnisse der Gesellschaft für Naturgeschichte des Vaterlandes in Württemberg im Januar desselben Jahres vor. Hardys Arbeit wurde erst sechs Monate später veröffentlicht, aber er erhielt alle Anerkennung, weil er in englischer Sprache veröffentlichte, während Weinbergs nur in deutscher Sprache verfügbar war. Es dauerte 35 Jahre, bis Weinbergs Beiträge anerkannt wurden. Noch heute wird in einigen englischen Texten die Idee nur als "Hardy's Law" bezeichnet, was die Arbeit von Weinberg völlig außer Acht lässt.

Hardy und Weinberg und Mikroevolution

Charles Darwins Evolutionstheorie berührte kurz die günstigen Eigenschaften, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben wurden, aber der eigentliche Mechanismus dafür war fehlerhaft. Gregor Mendel veröffentlichte sein Werk erst nach Darwins Tod. Sowohl Hardy als auch Weinberg begriffen, dass natürliche Selektion aufgrund kleiner Veränderungen in den Genen der Spezies stattfand.

Der Schwerpunkt der Arbeiten von Hardy und Weinberg lag auf sehr kleinen Veränderungen auf Genebene, die entweder durch Zufall oder durch andere Umstände verursacht wurden und den Genpool der Bevölkerung veränderten. Die Häufigkeit, mit der bestimmte Allele auftraten, änderte sich über Generationen. Diese Frequenzänderung der Allele war die treibende Kraft für die Evolution auf molekularer Ebene oder Mikroevolution.

Da Hardy ein sehr begabter Mathematiker war, wollte er eine Gleichung finden, die die Allelhäufigkeit in Populationen vorhersagt, damit er die Wahrscheinlichkeit einer Evolution über mehrere Generationen hinweg bestimmen kann. Weinberg arbeitete auch unabhängig an der gleichen Lösung. Die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung verwendete die Häufigkeit von Allelen, um Genotypen vorherzusagen und sie über Generationen hinweg zu verfolgen.

Die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung

p² + 2pq + q² = 1

(p = Häufigkeit oder Prozentsatz des dominanten Allels im Dezimalformat, q = Häufigkeit oder Prozentsatz des rezessiven Allels im Dezimalformat)

Da p die Häufigkeit aller dominanten Allele ist (EIN), es werden alle homozygot dominanten Individuen gezählt (AA) und die Hälfte der heterozygoten Personen (EINein). Da q die Häufigkeit aller rezessiven Allele ist (ein), es zählt alle homozygoten rezessiven Individuen (aa) und die Hälfte der heterozygoten Individuen (Aein). Daher p² steht für alle homozygoten dominanten Individuen, q² steht für alle homozygoten rezessiven Individuen und 2pq steht für alle heterozygoten Individuen in einer Population. Alles wird auf 1 gesetzt, da alle Personen in einer Bevölkerung 100 Prozent entsprechen. Diese Gleichung kann genau bestimmen, ob zwischen den Generationen eine Evolution stattgefunden hat oder nicht und in welche Richtung sich die Bevölkerung bewegt.

Damit diese Gleichung funktioniert, wird angenommen, dass nicht alle der folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

1. Eine Mutation auf DNA-Ebene findet nicht statt.
2. Natürliche Auslese findet nicht statt.
3. Die Bevölkerung ist unendlich groß.
4. Alle Mitglieder der Bevölkerung können züchten und züchten.
5. Alle Paarungen sind völlig zufällig.
6. Alle Individuen bringen die gleiche Anzahl von Nachkommen hervor.
7. Es findet keine Auswanderung oder Einwanderung statt.

Die obige Liste beschreibt die Ursachen der Evolution. Wenn alle diese Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, findet in einer Population keine Evolution statt. Da die Hardy-Weinberg-Gleichgewichtsgleichung zur Vorhersage der Evolution verwendet wird, muss ein Mechanismus für die Evolution stattfinden.