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Hardy-Weinberg und Gendrift

Über diese App

Eine Population als Schwarm, die Allele als Farben. 20 Populationen laufen parallel als Linienfächer: Ohne Evolutionsfaktoren bleibt p konstant, Drift, Flaschenhals, Gründereffekt, Selektion, Migration und Mutation verschieben es. Den Trägeranteil aus der Krankheitshäufigkeit rechnest du Schritt für Schritt.

Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.

Wann Allelfrequenzen gleich bleiben

Das Hardy-Weinberg-Gesetz sagt: In einer sehr großen Population mit Zufallspaarung, ohne Selektion, Mutation und Migration bleiben die Allelfrequenzen p und q konstant. Die Genotypen verteilen sich auf p² + 2pq + q² = 1. Jede Abweichung zeigt, dass ein Evolutionsfaktor wirkt. Ein verbreiteter Irrtum lautet, dominante Allele würden von selbst häufiger. Dominanz beschreibt aber nur den Phänotyp der Heterozygoten und verändert die Allelfrequenz nicht.

Was die App zeigt

Links schwimmt die Population als Schwarm im Teich. Jedes Tier trägt zwei Allele, sichtbar als vordere und hintere Hälfte. Darunter stehen Allelpool und Genotypbalken mit Marken für p², 2pq und q². Rechts laufen 20 Populationen parallel als Linienfächer nach dem Wright-Fisher-Modell mit festem Startwert. Gestrichelt ist die Erwartung ohne Drift, am Rand die Verteilung der Populationen, darunter die Spur der Populationsgröße.

Selbst ausprobieren

Zieh den Teichrand nach innen und erzeuge einen Flaschenhals. Wähle Gleichgewicht, Drift, Gründereffekt, Selektion, Migration oder Mutation und regle N, s, m und μ. Tippe eine Linie an, um diese Population im Teich zu sehen, und schalte auf Phänotyp: Aa sieht dann aus wie AA. Im Rechnen ermittelst du aus der Krankheitshäufigkeit den Trägeranteil. Sechs Prüfungsfragen geben begründete Rückmeldung.

Häufige Fragen

Wie berechnet man mit Hardy-Weinberg den Anteil der Heterozygoten?
Bei einer autosomal-rezessiven Krankheit ist die Krankheitshäufigkeit q². Aus 1 : 2500 folgen q² = 0,0004, q = 0,02 und p = 0,98. Der Anteil der Heterozygoten ist 2pq = 0,0392, also 3,92 % oder etwa 1 von 25,5.
Was ist Gendrift?
Gendrift ist die zufällige Veränderung von Allelfrequenzen, weil jede Generation nur eine Stichprobe der Gameten der vorherigen ist. Sie wirkt umso stärker, je kleiner die Population ist. Ohne Selektion wird ein Allel mit der Wahrscheinlichkeit fixiert, die seiner Frequenz entspricht.
Werden dominante Allele von selbst häufiger?
Nein. Ein Elternteil gibt jedes Allel mit derselben Wahrscheinlichkeit weiter. Ohne Evolutionsfaktoren bleibt ein dominantes Allel mit p = 0,1 bei 0,1. Das Verhältnis 3 : 1 gilt für die Kreuzung Aa × Aa und beschreibt keine Population.
Was kann ich in der App selbst machen?
Du regelst Populationsgröße, Selektion, Migration und Mutation, lässt Generationen laufen, löst einen Flaschenhals aus, vergleichst 20 Populationen, rechnest Trägeranteile und beantwortest sechs Prüfungsfragen.

Fach: Biologie (Gymnasium)

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