Date post: | 05-Apr-2015 |
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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
Quirin Seitenberger 3
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
Quirin Seitenberger 4
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
Quirin Seitenberger 5
Galton (1869): Genie und VererbungGalton (1869): Genie und Vererbung
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 6
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
Quirin Seitenberger 7
Labyrinth-intelligente Ratten Labyrinth-intelligente Ratten (Tryon, 1934)(Tryon, 1934)
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 8
Labyrinth-intelligente Ratten Labyrinth-intelligente Ratten (Cooper & Zubek, 1958)(Cooper & Zubek, 1958)
2 Bedingungen: reizarme vs. abwechslungsreiche Umgebung
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 9
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
Quirin Seitenberger 10
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
Quirin Seitenberger 11
VVPP = (V = (VGG+V+VAMAM)+V)+VDD+V+Vii+V+VEE+2*Cov(H,E)+V+2*Cov(H,E)+VII+V+VEE
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
Quirin Seitenberger 12
VVPP = (V = (VGG+V+VAMAM)+V)+VDD+V+Vii+V+VEE+2*Cov(H,E)+V+2*Cov(H,E)+VII+V+VEE
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
Quirin Seitenberger 13
VVPP = (V = (VGG+V+VAMAM)+V)+VDD+V+Vii+V+VEE+2*Cov(H,E)+V+2*Cov(H,E)+VII+V+VEE
VI: Statistische Interaktion zwischen genetischen und Umweltfaktoren
VE: Meßfehler (durch mangelnde Zuverlässigkeit)
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 14
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
Quirin Seitenberger 15
Eineiige Zwillinge (EEZ)Eineiige Zwillinge (EEZ)
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
Quirin Seitenberger 16
Eineiige Zwillinge (EEZ)Eineiige Zwillinge (EEZ)
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
Quirin Seitenberger 17
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
Quirin Seitenberger 18
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
Quirin Seitenberger 19
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
Quirin Seitenberger 20
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
Quirin Seitenberger 21
Gene der IntelligenzGene der Intelligenz
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
Quirin Seitenberger 22
Gene der IntelligenzGene der Intelligenz
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
Quirin Seitenberger 23
Gene der IntelligenzGene der Intelligenz
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
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DiskussionDiskussion
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 25
DiskussionDiskussion
Ähnliche Umwelten durch strenge Adoptionsvorschriften
Zuverlässigkeit der Intelligenztests, vor allem bei frühen Untersuchungen
Ähnliches physisches Aussehen (Attraktivität)
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 26
FazitFazit
Statt Erbe oder Umweltbzw. Erbe vs. Umwelt:
Erbe über Umwelt
Ursprünge
Varianz
Zwillinge
Adoption
Gene
Diskussion
Quirin Seitenberger 27
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
Adoption
Gene
Diskussion