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IntelligenzforschungIntelligenzforschung

Intelligenz: Erbe oder Umwelt?

Seminarleitung: Prof. WittmannReferent: Quirin Seitenberger13.12.2004

Quirin Seitenberger 2

GliederungGliederung

Der Ursprung der Genforschung Varianzzerlegung der Erblichkeit Zwillingsstudien Adoptionsstudien Identifikation von Genen Diskussion

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Der Ursprung der GenforschungDer Ursprung der Genforschung

Francis Galton (1822-1911):- stark durch Darwin beeinflusst Evolution hängt von der Vererbung ab- Frage: beeinflusst Vererbung menschliches Verhalten?- schlug die wesentlichen Methoden der Verhaltensgenetik vor (Familien-, Zwillings- und Adoptionsstudien)- „Erfinder“ der Korrelation

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Galton (1869): Genie und VererbungGalton (1869): Genie und Vererbung

Reputation als Index (andere Methoden noch nicht möglich)

Galton identifizierte 1000 „eminente“ Männer, die aber aus nur 300 Familien stammten

Ausgehend von eminentesten Mann aus 100 Familien baute er Familienstammbäume auf

Aber was ist mit Erziehung (= Umwelt) Spielte jedoch Umwelt gegen Anlage aus: „Natur

sehr viel einflussreicher als die Erziehung“

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Galton (1869): Genie und VererbungGalton (1869): Genie und Vererbung

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Labyrinth-intelligente Ratten Labyrinth-intelligente Ratten (Tryon, 1934)(Tryon, 1934)

Trainierte heterogene Gruppe von Ratten darauf, Weg zu Zielbox in komplizierten Labyrinth zu finden

Paarte anschließend die erfolgreichsten männlichen mit den erfolgreichsten weiblichen Ratten (Labyrinth-intelligente R.) und entsprechend umgekehrt (L.-dumme)

Anschließend wurde mit den Nachkommen entsprechend verfahren

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Labyrinth-intelligente Ratten Labyrinth-intelligente Ratten (Tryon, 1934)(Tryon, 1934)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Labyrinth-intelligente Ratten Labyrinth-intelligente Ratten (Cooper & Zubek, 1958)(Cooper & Zubek, 1958)

2 Bedingungen: reizarme vs. abwechslungsreiche Umgebung

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Erblichkeitsschätzung aufgrund Erblichkeitsschätzung aufgrund von Varianzzerlegungvon Varianzzerlegung

VP = (VG+VAM)+VD+Vi+VE+2*Cov(H,E)+VI+VE

(nach Jensen, 1969)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion

VH

ErbanteilVE

UmweltanteilFehler-anteil


VVPP = (V = (VGG+V+VAMAM)+V)+VDD+V+Vii+V+VEE+2*Cov(H,E)+V+2*Cov(H,E)+VII+V+VEE

VP: Phänotypische Varianz in der Population Mit Hilfe von Test- und Schätzverfahren ermittelte Variabilität (oft auf 1 festgesetzt Interpretation)

VG: genische (oder additive) Varianz

Interindividuell unterschiedliche Wirkung von Genen an einem oder mehreren Loci (additive Gene, Ähnlichkeit zwischen Eltern und Kindern)

VAM: „Assortative Mating“ (gezielte Partnerwahl)

Intelligenzquotient der Eltern korreliert mit ca. 0.50

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



VD: DominanzabweichungAllele an einem Locus interagieren, statt dass sich ihr Einfluss addiert (vgl. VG) (rezessive Gene); nicht alle phänotypischen Merkmale der Eltern zeigen sich bei Nachkommen

Vi: EpistaseInteraktion von zwei oder mehreren Genen auf verschiedenen Loci; verantwortlich für die außergewöhnlichen Genies, die in ansonsten „unauffälligen“ Familien auftreten (z.B. Beethoven, Shakespeare, Michelangelo usw.; vgl. Fam. Bach)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



VE: Umweltvarianz (Varianz zwischen und innerhalb von Familien)

Alle systematischen Effekte, die nicht genetischer Herkunft sind (z.B. kultureller Hintergrund, Bildung der Eltern, Bücher im Haus etc.)

2*Cov(H,E): Erbe-Umwelt Kovarianz

Verschiedene Genotypen sind verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt

Man unterscheidet passiven, reaktiven und aktiven Typ

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



VI: Statistische Interaktion zwischen genetischen und Umweltfaktoren

VE: Meßfehler (durch mangelnde Zuverlässigkeit)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Eineiige Zwillinge (EEZ)Eineiige Zwillinge (EEZ)

Methode der Wahl zur Untersuchung der Erblichkeit von Intelligenz ist die Zwillingsforschung

Besonders von Interesse sind hier die eineiige Zwillinge, die getrennt aufwachsen (und möglichst bald nach der Geburt getrennt wurden) keine (?!) geteilte Umwelt, aber 100 % identische Gene

Weltweit sind 162 solcher Zwillingspaare bekannt (va. USA und Schweden)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



Dabei wurde ein mittlerer gewichteter IQ-Wert von 0.74 festgestellt

Dazu kommt, dass die Reliabilität der verwendeten Intelligenztests bei ca. 0.90 liegen Attenuationskorrektur

Daraus wurde geschlossen, dass die geschätzte Erblichkeit des IQ bei ca. 70 % liegt (genetische Varianz) (andere Schätzungen geht von 50 % aus)

Aber!!! ...

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



Schwächeres Design betrifft EEZ, die gemeinsam aufwachsen (100 % Gene und Umwelt (?!) identisch)

Bei EEZ, die gemeinsam aufwachsen, korreliert die Intelligenz mit ca. 0.85

Zusätzlich sind ähnliche Studien mit zweieiigen Zwillingen (ZEZ) denkbar (50 % identische Gene)

Jedoch kaum durchgeführt, weil ...

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


AdoptionsstudienAdoptionsstudien

... Adoptionsstudien ein wesentlich mächtigeres Design darstellen (höhere statistische Power)

Hier wird die Korrelation der Intelligenz zu den leiblichen Eltern versus einer Parallelgruppe betrachtet, bei denen die Kinder bei den leiblichen Eltern aufwuchsen

Je nachdem welche Korrelation größer ist, spielt Erbe oder Umwelt eine größere Rolle

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


AdoptionsstudienAdoptionsstudien

Scarr und Weinberg (1979a):

Adoptivfam.: 0.09 (M); 0.16 (V); -0.03 (G)Biolog. Fam.: 0.41 (M); 0.40 (V); 0.35 (G)

Allerdings sind die Korrelationen in den Sprachuntertests höher zur Adoptionsfamilie

Daraus ergibt sich ein Erblichkeit des IQ von ca. 0.46 (der in Wirklichkeit durch Selektionseffekte (Korrelation des Bildungsgrads) jedoch etwas niedriger ist)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Texas Adoption ProjectTexas Adoption Project

Dieses war in jeglicher Hinsicht vorbildlich (Loehlin, Willermann & Horn)

Sehr detaillierte Studie, die einige interessante Aspekte hervorgebracht hat

So steigt z.B. die Korrelation des IQ zwischen adoptierten Kind und leiblichen Eltern mit der Zeit an

So konnte durch Pfadanalysen ( Hauptstudium) ebenfalls eine Erblichkeit von ca. 0.75 festgestellt werden

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


Gene der IntelligenzGene der Intelligenz

Da Intelligenz zu Verhaltensdimensionen mit höchster Erblichkeit zählt, ist die Suche nach verantwortlichen Genen naheliegend

Zu den bekanntesten Gendefekten mit stark verminderter Intelligenz gehört die Phenylketonurie (PKU)

Inzidenzrate ist 1 auf 10000 Geburten Verantwortlich ist ein einzelnes rezessives

Gen (auf Chromosom 12)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



Fragiles X-Chromosom:- Erweiterte Tripletwiederholung (CGG) auf dem X-Chromosom- ab >200 tritt eine geistige Behinderung auf- verhindert die korrekte Transkription des Genes FMR-1 (genaue Funktion unbekannt)

Inzidenzrate ca. 1:2500, bei Männern doppelt so hoch als bei Frauen (warum?;-) )

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



Poly-genetische Ursachen mit traditioneller Linkage-Analysen schwieriger zu finden, da relativ große Zahl von Personen notwendig um kleine Effekte zu finden

Umgekehrt: Bei der großen Anzahl von LRS müsste es sich um einen einzelnen Gendefekt mit großen Effekt handeln gibt es aber nicht (wahrscheinlich auf Chromosom 6)

Deshalb wird heute mit sog. DNA-Markern geforscht

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion



Ein Gen, das wohl im Zusammenhang mit der allgemeinen Intelligenz steht, ist Apo-E

Steht im Zusammenhang mit einer Form von Alzheimer, die schon sehr früh ausbricht

Klärt ca. 1 % der Varianz auf

zeigt die Schwierigkeit, einzelne Gene zu identifizieren (nicht zu sprechen von Wechselwirkungen und ähnlichem)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


DiskussionDiskussion

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


DiskussionDiskussion

Ähnliche Umwelten durch strenge Adoptionsvorschriften

Zuverlässigkeit der Intelligenztests, vor allem bei frühen Untersuchungen

Ähnliches physisches Aussehen (Attraktivität)

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


FazitFazit

Statt Erbe oder Umweltbzw. Erbe vs. Umwelt:

Erbe über Umwelt

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

Adoption

Gene

Diskussion


LiteraturLiteratur

Amelang, M. & Bartussek, D. (2001). Differentielle Psychologie und Persönlichkeitsforschung. Stuttgart: Kohlhammer Standards Psychologie.

Sternberg, R. (1997). Intelligence, heredity, and environment. Cambridge: Cambridge University Press.

Pinel, J. (1997). Biopsychologie. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag.

Plomin, R., DeFries, J., McClearn, G. & Rutter, M. (1999). Gene, Umwelt und Verhalten. Bern: Verlag Hans Huber.

Ursprünge

Varianz

Zwillinge

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Gene

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