Im Jahr 2019 erschien in der Zeitschrift »Molecular Psychiatry« eine Studie, die in der Fachwelt großes Aufsehen erregte. Der US-amerikanische Psychiater Stephen Faraone und sein schwedischer Kollege Henrik Larsson hatten darin die Ergebnisse von insgesamt 37 Zwillingsstudien zum Thema ADHS ausgewertet. Ein zentrales Resultat: Die Aufmerksamkeitsstörung ist im hohen Maß durch die Gene beeinflusst. Im Schnitt ergaben die Daten eine Erblichkeit von 74 Prozent.

Doch was bedeutet diese Zahl eigentlich genau? Sind Konzentrationsschwäche und ein übermäßiger Bewegungsdrang zu drei Vierteln angeboren, und nur an dem kleinen Rest kann man durch Handyverbote, viel Sport an der frischen Luft oder eine Therapie etwas ändern? Was heißt es, wenn die Körpergröße zu 80 Prozent erblich ist? Mal angenommen, ich messe zwei Meter: Verdanke ich davon 160 Zentimeter meinen Genen und 40 dem guten Essen? Oder werden meine Kinder maximal 20 Prozent nach oben oder unten von meiner Größe abweichen?

Der Begriff »Erblichkeit« begegnet uns immer wieder: in wissenschaftlichen Studien; in Medien-Artikeln zu Mukoviszidose, Magersucht oder Musikalität; in Büchern von Politikern wie Thilo Sarrazin (»Deutschland schafft sich ab«), der behauptet, Deutschland werde durch den Zustrom von Einwandernden mit einem geringen IQ verdummen. Möglicherweise haben wir schon selbst mit diesem Terminus hantiert. Und doch scheint er – wenn man genau hinschaut – ziemlich schwer zu fassen zu sein.

Ein Grund für die Unschärfe ist ein weit verbreitetes Missverständnis: In der Alltagssprache verwenden wir »erblich« meist im Sinne von »angeboren«. Tatsächlich führt der Duden beide Worte als synonym auf. In der Wissenschaft ist Erblichkeit aber ganz anders definiert. Der Begriff basiert auf der Erfahrung, dass Lebewesen in der Regel nicht identisch sind. Zum Beispiel misst ein 20-jähriger Deutscher laut Statistischem Bundesamt im Schnitt 181,7 Zentimeter. Davon gibt es allerdings große Abweichungen. Einige Männer sind nur 160 Zentimeter groß, andere über zwei Meter.

»Ein statistisches Maß für die Größe dieser Unterschiede ist die Varianz«, erklärt Christian Kandler, Professor für Persönlichkeitspsychologie an der Universität Bremen. »Je höher die Varianz, desto größer ist die Diversität einer Gruppe hinsichtlich eines beobachteten Merkmals.« Der so genannte Erblichkeitskoeffizient schaut auf die Ursachen der Varianz: Zu welchen Teilen ist sie genetisch bedingt, zu welchen durch Umweltfaktoren? Wenn die Körpergröße zu 80 Prozent erblich ist, bedeutet das also: Die Streuung der Messdaten um den Mittelwert lässt sich zu 80 Prozent auf Unterschiede in den Erbanlagen zurückführen. 20 Prozent werden dagegen durch Abweichungen der Umweltfaktoren verursacht. Dazu gehört etwa die Art und Weise, wie sich eine Person ernährt.

»Gibt es unter den Anwesenden jemanden, der keine zehn Finger hat? Nein? Was bedeutet das dann für die Erblichkeit der Fingerzahl?«Christian Kandler, Psychologe

Wie bestimmt man nun die Erblichkeit? Beim Menschen kann man dazu beispielsweise Zwillingsstudien nutzen. Zwillinge können auf zweierlei Weise entstehen: Entweder, indem sich die befruchtete Eizelle in zwei genetisch identische Embryos aufteilt – man spricht dann auch von eineiigen Zwillingen. Oder wenn zur selben Zeit zwei Eizellen heranreifen, die dann durch zwei verschiedene Spermien befruchtet werden. Solche zweieiigen Zwillinge kommen zwar gemeinsam zur Welt, sind genetisch aber genauso unterschiedlich wie normale Geschwister.

Eineiige Zwillinge sind weitgehend gleich groß, anders als zweieiige. Daraus lässt sich schließen, dass die Größe maßgeblich durch die Gene bestimmt wird. Allgemeiner gesagt: Indem man die Ähnlichkeit eineiiger Zwillinge hinsichtlich eines Merkmals mit der von zweieiigen Zwillingen vergleicht, kann man abschätzen, wie groß die Erblichkeit dieses Merkmals ist. Es gibt noch andere Verfahren, die im Prinzip ganz ähnlich funktionieren. Zum Beispiel kann man auch die Ähnlichkeit von Geschwistern mit jener von nicht verwandten Personen vergleichen.

Wovon hängt die Zahl der Finger ab?

Aus der Art und Weise, wie Erblichkeit in der Wissenschaft definiert ist, lassen sich Zusammenhänge ableiten, die auf den ersten Blick paradox wirken. »Ich stelle in meinen Vorlesungen den Studierenden regelmäßig eine einfache Frage«, erzählt Christian Kandler: »Gibt es unter den Anwesenden jemanden, der keine zehn Finger hat? Nein? Was bedeutet das dann für die Erblichkeit der Fingerzahl?« Als Antwort komme dann oft ein »Ist doch logisch: 100 Prozent«. »In Wirklichkeit lässt sich die Erblichkeit in diesem Fall aber gar nicht berechnen«, erklärt er. »Denn der Wert beschreibt ja den genetisch bedingten Anteil an der beobachteten Varianz, und die ist in diesem Fall gleich null.«

Es geht sogar noch verwirrender: Angenommen, jemand im Hörsaal hat durch einen Unfall einen Finger verloren. Dann beträgt in der konkreten Stichprobe die Erblichkeit der Fingerzahl null: Schließlich ist die beobachtete Varianz dann einzig und allein auf Umwelteinflüsse zurückzuführen. In der Realität gibt es allerdings auch genetisch bedingte Abweichungen von der Zehnfingrigkeit, etwa die Polydaktylie. Die Betroffenen verfügen beispielsweise über einen doppelten Daumen. Diese Fehlbildungen sind jedoch deutlich seltener als unfallbedingte Fingerverluste. Nun ist Zehnfingrigkeit zweifelsfrei angeboren. Dennoch ist die Erblichkeit gering, da die Varianz stärker durch die Umwelt bedingt ist als durch die Erbanlagen.

Umgekehrt bedeutet eine Erblichkeit von 100 Prozent nicht, dass ein Merkmal von Geburt an festgelegt und damit determiniert ist. Karl-Friedrich Fischbach, bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2013 Professor für Molekularbiologie an der Universität Freiburg, erklärt den scheinbaren Widerspruch gerne am Beispiel eines Kornfelds. Vorausgesetzt, der Boden hat überall im Feld dieselbe Qualität, und es ist zudem so klein, dass jede Stelle gleich viel Sonne und Regen abbekommt: Wenn die angebauten Getreidepflanzen dennoch unterschiedliche Erträge liefern, ist das einzig und allein auf Abweichungen in ihren Erbanlagen zurückzuführen. Das heißt, der Ertrag ist in diesem Fall zu 100 Prozent erblich.

»Das heißt aber nicht, dass er nicht auch von der Umwelt beeinflusst werden kann«, betont Fischbach. »Wenn Sie etwa das Feld teilen und die eine Hälfte düngen, die andere dagegen nicht, dann sehen Sie plötzlich riesige Unterschiede. Sie haben einen neuen Umweltfaktor hinzugefügt – die Düngung. Und dadurch haben Sie eine enorme Änderung des Ertrags bewirkt.«

»80 Prozent Erblichkeit bedeutet nicht, dass es viel schwieriger ist, dieses Merkmal zu ändern, als eines, das nur zu 40 Prozent erblich ist«Frank Spinath, Zwillingsforscher

Wie stark eine Eigenschaft erblich ist, hat bloß einen geringen Einfluss darauf, wie sehr man sie durch geeignete Maßnahmen beeinflussen kann. »80 Prozent Erblichkeit bedeutet nicht, dass es viel schwieriger ist, dieses Merkmal zu ändern, als eines, das nur zu 40 Prozent erblich ist«, sagt der Psychologe Frank Spinath von der Universität des Saarlandes in Saarbrücken. »Wie viel Aufwand man dazu jeweils betreiben muss, lässt sich nur anhand von Interventionsstudien feststellen.«

Spinath ist wie sein Kollege Kandler einer der wenigen Zwillingsforscher hier zu Lande. Er weist noch auf einen weiteren Punkt hin, der bei der Einordnung von Erblichkeitsangaben wichtig ist: Die Heritabilität, so der Fachbegriff, sei keine Naturkonstante, sondern gelte immer nur für die untersuchte Population in ihrer jeweiligen Umwelt. Das zeigt sich auch am oben genannten Beispiel mit dem Getreidefeld: Sind sämtliche Umweltfaktoren identisch, liegt der genetische Beitrag zur Variation bei 100 Prozent. Sobald eine Feldhälfte gedüngt wird, erklären sich die Wachstumsunterschiede jedoch plötzlich vor allem aus der Nährstoffversorgung. Der Heritabilitätswert sinkt also deutlich ab.

Erblichkeit ist keine Naturkonstante

Die Erblichkeit kann sich auch mit der Zeit ändern. So hängt die Wahrscheinlichkeit, an einem Herzleiden zu versterben, zum Teil von den Genen ab. Eine schwedische Zwillingsstudie aus dem Jahr 2002 kommt bei Männern auf eine Heritabilität von 57 Prozent. Andererseits ist bekannt, dass Rauchen, Übergewicht, Bewegungsarmut und fettreiche Ernährung ebenfalls zu einem erhöhten Risiko beitragen. Würden alle Männer in Schweden von heute auf morgen Nikotin und Alkohol abschwören, dreimal wöchentlich joggen und sich statt Bratwurst und Pommes mittags in der Kantine lieber Vollkornbratlinge mit Gemüse auf den Teller laden, dürfte die Zahl tödlicher Infarkte sinken. Gleichzeitig wird ihre Erblichkeit aber steigen, da die Todesfälle sich nun weniger durch Umweltunterschiede erklären lassen.

Die Heritabilität eines Merkmals in ein und derselben Stichprobe ist folglich nicht zwangsläufig konstant. Dieser Effekt ist etwa für die Erblichkeit von Intelligenz gut dokumentiert. Untersucht man eine Gruppe von Zwillingen im Lauf ihres Lebens mehrfach, kommt man in der Kindheit auf eine Erblichkeit von 20 Prozent. In der Jugend steigt der Wert auf 40 Prozent und im Erwachsenenalter auf 60 Prozent. Je älter Menschen werden, desto stärker sind demnach die beobachteten Intelligenzunterschiede zwischen ihnen genetisch bedingt.

»Wir wählen die Umwelt, die zu unseren Genen passt«Christian Kandler

Woran liegt das? Vermutlich an einem Effekt, der sich Gen-Umwelt-Korrelation nennt: Kinder können sich das Umfeld, in das sie hineingeboren werden, nicht aussuchen. Wenn sie zum Beispiel in einer wenig anregenden Umgebung aufwachsen, dann können sie möglicherweise ihr genetisches »Intelligenzpotenzial« nicht ausreizen. Je älter und autonomer sie werden, desto mehr Chancen haben sie, ihre Umwelt nach ihren Neigungen zu beeinflussen – etwa indem sie sich für ein Studium entscheiden oder einen Berufsweg einschlagen, der ihren Interessen entspricht. Der Effekt der Erbanlagen schlägt dann mehr und mehr durch. »Wir wählen die Umwelt, die zu unseren Genen passt«, so Kandler.

Was bedeutet das für mich?

Da der Heritabilitätswert eines Merkmals stets nur für die Gruppe gilt, in der er gemessen wurde, ist auch die Übertragbarkeit auf andere Länder in der Regel nicht gegeben: Wenn Intelligenz bei deutschen Erwachsenen zu 60 Prozent erblich ist, kann das zwar in den USA, China oder Äthiopien ebenso sein. Es steht aber keineswegs fest, dass es so ist. Zudem erlaubt der Wert keine Aussage für den Einzelfall, betont Kandler. »Wenn der IQ einer Person vom Mittelwert abweicht, können Sie nicht sagen, dass diese Abweichung zu 60 Prozent genetisch bedingt ist. Es können bei ihr auch 80 Prozent oder nur 40 Prozent sein, je nachdem, wie stark sie beispielsweise gefördert wurde.«

Auch das individuelle Risiko für Erkrankungen oder psychische Störungen lässt sich anhand der Erblichkeit nicht ohne Weiteres bestimmen. So bedeutet eine Heritabilität von 74 Prozent bei ADHS nicht, dass bei Zwillingspaaren, bei denen einer von beiden betroffen ist, der andere die Störung in drei von vier Fällen ebenfalls bekommt. In einer schwedischen Zwillingsstudie aus dem Jahr 2014 lag das »Geschwisterrisiko« für weibliche Zwillinge lediglich bei 22 Prozent und für männliche bei 38 Prozent.

Häufig verlässt man sich bei der Risikoabschätzung stattdessen auf Beobachtungsdaten. So zeigen Statistiken zur Schizophrenie, dass Kinder von Betroffenen gegenüber der Normalbevölkerung ein sechsfach erhöhtes Risiko für die Störung haben. Sind beide Elternteile betroffen, steigt die Wahrscheinlichkeit auf das 50-Fache. Für andere Störungen kann das jedoch ganz anders aussehen, selbst wenn ihre Erblichkeit ähnlich hoch ist wie die der Schizophrenie (dort liegt sie bei 60 bis 80 Prozent). »Grundsätzlich gilt, dass das Risiko für die Nachkommen von Betroffenen um einen bestimmten Faktor steigt«, erklärt Jobst Meyer, Professor für Verhaltensgenetik an der Universität Trier. »Wie hoch dieser Faktor ist, lässt sich aber allein anhand der Erblichkeit nicht sagen.« Viele komplex vererbte Erkrankungen sind zudem ziemlich selten. Beispielsweise entwickelt nur etwa jeder Hundertste in Deutschland im Lauf des Lebens eine Schizophrenie. »Somit bedeutet ein sechsfach erhöhtes Risiko, dass die Wahrscheinlichkeit immer noch relativ gering ist.«

»Sie werden es vermutlich nicht schaffen, eine siebenbeinige Spinne zu züchten«Karl-Friedrich Fischbach, Biologe

Heritabilitätsangaben sind also nicht so einfach zu interpretieren, wie es auf den ersten Blick scheint. Das bedeutet aber nicht, dass der Wert unnötig oder unbrauchbar ist. Er erweist sich zum Beispiel als sehr hilfreich für die Zucht. So lässt sich anhand der Erblichkeit eines Merkmals abschätzen, ob die genetische Variabilität daran einen so hohen Anteil hat, dass es sich lohnt, die Züchtung auf das Merkmal hin auszurichten. Hierfür sei das Maß ursprünglich »erfunden« worden, sagt der Freiburger Biologe Karl-Friedrich Fischbach: »Je höher die Erblichkeit eines Merkmals in einer Ausgangspopulation ist, umso schneller kann man Züchtungserfolge erwarten, wenn man auf dieses Merkmal selektiert. In der Landwirtschaft möchte man beispielsweise wissen, ob es sinnvoll ist, Kühe auf höhere Milchleistung zu züchten. Der Heritabilitätswert liefert dafür einen Anhaltspunkt.« Ist er bei einem Merkmal niedrig, wie etwa bei der Zahl der Finger oder der Beine, ist es sehr schwierig, das Merkmal durch gezielte Kreuzung zu verändern. »Daher werden Sie es vermutlich nicht schaffen, eine siebenbeinige Spinne zu züchten.«

Dessen ungeachtet drängen sich bei dem Begriff »Erblichkeit« falsche Assoziationen geradezu auf. Fischbach setzt sich daher dafür ein, ihn durch den Terminus »genotypischer Varianzanteil« zu ersetzen, zumindest, wenn Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über ihre Ergebnisse berichten. So weit würde Frank Spinath nicht gehen. »Ihn zu verbannen, halte ich nicht für den richtigen Weg«, sagt er. »Wir sollten aber erläutern, was er genau bedeutet – und im selben Zuge auch, was nicht.«