Freitag, 27. April 2007

Genetische Populationsvielfalt beim Menschen II

Mein Freund hat mir zu dem unter dem Titel der Überschrift gebrachten Beitrag noch einmal geantwortet. Er schreibt - und ich füge gleich meine Kommentare in seinen Text ein, die ich dann unten noch weiter erläutern werde:

Hallo Ingo,

die Einschätzung von Sewall Wright ist interessant und für mich neu. Allerdings ist das natürlich nur eine mehr oder weniger willkürliche Einschätzung. Bleibt die Tatsache, daß der FST-Index bei den meisten Tierarten viel höher ist, bis 90 % für alle genetischen Merkmale zusammen. (I.B.: Stimmt das? Wo finden sich dazu Angaben?) Daß einzelne Merkmale da höhere Werte als 15 % erreichen, sagt nicht viel. So steht die Hautfarbe mit glaube ich 84 % ganz alleine da, die nächst höheren Werte bei einzelnen Merkmalen liegen so bei 30 bis 45%.

(I.B.: Nein, Microcephalin ist in Europa ist höher!, Milchverdauungs-Gen in Europa 98 %!!!, ADHS in Ostasien gegen 0 % !!! etc. pp.. Man hat einfach keinen Überblick derzeit, deshalb ist keine allgemeinere Aussage dazu möglich - man kann das noch nicht allgemeiner einschätzen, wenn man das nicht mal gründlicher zusammenstellt. Ist ja eigentlich schon längst möglich eine solche Zusammenstellung.)

Das Problem beim FST-Index ist, daß der bei mehreren Merkmalen einen Mittelwert bildet. (- ? - Bitte genauer erläutern!) Und da es nun einmal viele Polymorphismen mit nur sehr geringen Populationsunterschieden gibt (- das ist ganz bestimmt richtig), wird der Gesamtwert dann recht niedrig. (Über Gesamtwerte kann man derzeit absolut noch nichts sagen.) Polymorphismen sind ja so definiert, daß das alternative Allel mindestens zu 1 % vorkommen muß. Anders bei der Diskriminanzanalyse, die die Zuordbarkeit der Individuen zu einer Population errechnet, wo die Merkmale kummulieren. Dort werden ja regelmäßig bis zu 100 % richtige Zuordnungen gemacht. D.h., wenn allein schon die Hautfarbe eine Trennung zu fast 100 % erlaubt, ist es egal, wie gering die Unterscheidbarkeit bei anderen Merkmalen ist. (Korrekt!)

Daher auch die extremen Unterschiede je nachdem, ob man den FST-Index oder die Diskriminanzanalyse berechnet. Es gab oder gibt von der Zoologie her eine Rassendefinition, daß mindesten 75 % der Individuen (mit der Diskriminanzanalyse) richtig zuzuordnen sein müssen. Ich glaub die Definition stammte von Mayr. Schwidetzky hat die dann beim Menschen auf 90 % heraufgesetzt, weil auch schon sehr viel geringere Populationsdifferenzierungen, bei denen niemand je von Rassen gesprochen hat, über 75 % erreichen. Bei dem FST-Index liegt die - natürlich im Grunde auch willkürliche Grenze, ab der von Rassen gesprochen wird - bei 25 %, neuerdings (in dem Buch von Jobling) bei 30 %.

D.h., nach der Diskriminanzanalyse gibt es Rassen beim Menschen, und zwar sogar sehr viel ausgeprägter als bei den meisten Tierarten, und nach dem FST-Index nicht. (Der F ST-Index so wie er von Bruce Lahn, N. Wade und anderen derzeit angewandt wird, will gar keine Aussagen darüber treffen, ob es Rassen gibt oder nicht, bzw. setzt das im Grunde schon voraus. Diese Diskussion ist alter Kaffee, längst geklärt. Aus biologischer Sicht gibt es Rassen. Darum geht es derzeit bei der Anwendung des FST-Indexes gar nicht, sondern um weitergehende, viel subtilere Fragestellungen, zum Beispiel um die Stärke der Selektion, die auf einem einzelnen Gen in den letzten Jahrtausenden in einer bestimmten Population gelegen hat.) Die Erklärung dafür ist, daß die quantitativen Uterschiede zwischen den Populationen beim Menschen, bezogen auf das ganze Genom, nicht sehr groß sind (dazu unten mehr), daß aber bei einzelnen Merkmalen die Unterschiede sehr groß sind, deutlich größer als bei Tieren, und die menschlichen Sub-Populationen oder Rassen daher sehr ausgeprägt sind, anders als das bei Tieren der Fall ist.

Evolutionsbiologisch könnte die Erklärung dafür in der Tatsache liegen, daß die menschlichen Rassenunterschiede verglichen mit denen bei Tieren nicht sehr alt sind und sich deshalb nicht sehr viel (neutrale oder nahezu neutrale) Mutationen im Lauf der Zeit angehäuft haben, daß aber gleichzeitig im Unterschied zu Tieren die Menschen nahezu alle Klimaregionen der Erde besiedelt haben und sich dort durch Selektion an das Klima anpaßten. (Ganz richtig. Aber Greogory Cochran geht noch weit darüber hinaus. Er sagt ja neuerdings noch ganz andere Dinge, z.B. daß sich beim Menschen die Evolution im Vergleich zum Tierreich erheblich beschleunigt habe. Und zwar, wenn ich es recht verstehe, nicht vorwiegend aufgrund verschiedener Klimaregionen, sondern aufgrund unterschiedlicher Kulturen. Siehe frühere Beiträge in Studium generale.) Das sind dann die Merkmale, bei denen sehr große Unterschiede vorliegen. Deshalb ist es interessant, etwas über den FST-Index bei der codierenden DNS zu erfahren. Aber da hast Du also auch keine anderen Ergebnisse? (- Ja, man kann da jetzt ein ganzes, dickes, fettes Buch drüber schreiben - und das muß ja wohl doch getan werden -, das mindestens so dick und fett wird wie das von Jobling und Mitarbeitern. Ich hab umfangreiche Literatur dazu gesammelt. Aber wer hat die Zeit, das alles aufzuarbeiten?)

Mein Kommentar in zusammenhängenderer Form:

Zunächst: Daß Rassen biologische Bedeutung haben, um mich davon zu überzeugen, dazu brauche ich keine umfangreichen Genom-Scans, dazu brauche im Grunde genommen nur das Wissen, daß Medikamente in einer Rasse anders wirken als in einer anderen. Das war es ja zuerst, was die Genetiker zu Neueinschätzungen veranlaßte. Daraufhin haben sie versucht, das statistisch abzusichern, vor allem anhand molekularer Uhr, im selektionsneutralen Genom. Das ist geklärt. Es geht jetzt nicht mehr darum, ob es Rassen gibt oder nicht, sondern wie stark im einzelnen jede einzelne Eigenschaft des Menschen durch geographisch-lokale Selektion bedingt oder mitbedingt ist. Da kann man nichts vorweg nehmen, wir sind mitten in der Erforschung drin.

Aber es ist doch offensichtlich, daß Lewontin, Jobling, Mayr und Sewall Wright bezüglich der F ST-Zahlen jeder andere Einschätzungen vornimmt. Das schreibt doch auch Richard Dawkins in seinem "Ancestors Tale" so wunderbar (und Du sprichst ja selbst von "willkürlich"), daß eben die Definitionen von Unterarten, Arten, Gattungen, Familien alle nicht sehr präzise sind, sondern individuellen Einschätzungen einzelner Forscher unterliegen. Die Biologie ist eben nicht so einfach über einen Kamm zu scheren. Aber vor allem durch die medizinische Genetik ist diese Frage heute längst entschieden.

Was Du über Diskriminanz-Analyse schreibst, ist sicherlich hoch bedeutsam und wichtig. Aber Du brauchst demgegenüber F ST nicht minder zu bewerten. Vor allem aber muß ich Dich auf einen Fehler in Deinem Raisonement hinweisen. Du schreibst: "... Die Erklärung dafür ist, daß die quantitativen Unterschiede zwischen den Populationen beim Menschen, bezogen auf das ganze Genom, nicht sehr groß sind, daß aber bei einzelnen Merkmalen die Unterschiede sehr groß sind, deutlich größer als bei Tieren."

Du weißt, daß es bei den einzelnen Arten immense Unterschiede in der rein quantitativen Größe des Genoms gibt? Dieses "bezogen auf das ganze Genom" kann im Grunde genommen gar nichts aussagen, denn wenn das meiste funktionsloser Müll ist in jeder Art in für uns bisher noch ganz sinnlos unterschiedlich großer Weise - was soll mir das? Und wenn es bei Primaten vergleichbare Häufigkeitsverteilungen in den Blutgruppen gibt, wie beim Menschen - was sagen dann solche Genomabschnitte schon aus? Ebenso die ganze basale Stoffwechsel-Genetik, die nicht besonders unterschiedlich ist zwischen allen Primaten oder gar Säugetieren.

Entscheidend sind nur allein jene Funktions-Genom-Abschnitte, die entscheidendere Unterschiede zwischen Arten und Unterarten kodieren. Und wir wissen noch viel zu wenig über die Einzelheiten und haben noch gar nicht die geringste Ahnung über den Gesamt-Umfang dieser Arten von Genen, da wir ja nur verschwindend flüchtige Einblicke in die Funkionsweise einzelner Gene haben.

Auf diese Gene muß es uns aber allein ankommen - und war es mir angekommen. Aus Sicht der Genetik wußte man bis zum Jahr 2000 darüber lächerlich wenig. Seit dem Jahr 2000 wächst das Wissen über diese Genom-Abschnitte rapide an durch diese neuen Gesamt-Genom-Scans anhand Koppelungs-Analyse (Pritchard et al usw.). Und es ist klar, daß da die F ST - Werte miteinander verglichen werden, denn es geht ja darum zu bewerten, welche Art von Selektion in den einzelnen Populationen auf dem je einzelnen Gen gelegen hat. Und das sagt der F ST -Wert eben hervorragend aus. Das wollte ja auch der Bruce Lahn nur zum Ausdruck bringen. Dem ging es nicht um Definitionen von Rassen, der ist ja schon einen Schritt weiter - wie überhaupt die gesamte Forschung.

Ich glaube die wissenschaftliche Diskussion ist längst darüber hinaus, daß man noch groß klären müßte, "ob es Rassen gibt oder nicht". So ja auch die jüngste Nature Genetics-Rezension zum Buch von Nicholas Wade (siehe einen früheren Studium generale-Beitrag). Da geht es ja auch nur noch darum, ob man die Verwendung des Begriffs Rasse, dessen rein wissenschaftliche Verwendung man als sinnvoll anerkennt, ob man diese der Öffentlichkeit gegenüber für opportun hält. Aber das wissenschaftliche Faktum selbst ist durch die Neil Risch-Studien, diese "Blindversuche", durch die Medikament-Studien (BiDil) und die medizinische Genetik etc. pp. längst geklärt. Und dies ist ja dann auch zuletzt durch Collins bestätigt worden.

Aber wir wissen noch ungeheuer wenig über diese Verteilungen im Arten- und Unterarten-definierenden Funktions-Genom, bzw. niemand macht mal eine schöne, "greifbare" Zusammenstellung all dessen, was wir schon wissen. Aber wer sagt Dir, daß die Hautgene Ausreißer sind? Das Milchverdauungsgen Ausreißer? Das Microcephalin Ausreißer? Und so viele andere? ADHS-Gen Ausreißer? (0 % in Asien, bei Buschleuten.) Natürlich, um so mehr man zusammenstellt, um so leichter wird eine Gesamtbeurteilung der genomischen Unterschiede. Und natürlich wird ab einem bestimmten Wissensvorrat was diese Dinge betrifft die Kombination verschiedener Gene in der Diskriminanz-Analyse wahrscheinlich noch einmal um so aussagekräftiger, da der Mensch eben Kombinationen von Genen evoluiert wie ich ja auch im darauffolgenden Beitrag ganz zum Schluß auch geschrieben habe.

Also hat beides seine je eigene Wichtigkeit: Diskriminanz-Analysen und F ST. Wenn man selbst darüber etwas genauer wissen will, dann muß man einfach die OMIM-Datenbank zu jedem in seiner Funktion schon schon besser bekannten und bedeutenderen Gen durchgehen und sich einen Überblick verschaffen. Das ist möglich und bietet Stoff für mehrere Bestseller. Denn die OMIM-Datenbank ist inzwischen schon riesig geworden. Aber ohne die Aufarbeitung der Details kommt man nicht weiter.

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