Zwillinge können „unidentisch“ werden – und noch faszinierendere Zwillingsfakten

Jedes Jahr reisen Zwillingsbrüder und -schwestern aus der ganzen Welt nach Twinsburg, Ohio, um am Twins Days Festival teilzunehmen, das dieses Jahr vom 4. bis 6. August stattfindet. Es ist die größte Zusammenkunft von Zwillingen auf der Welt und sie wird noch größer werden, wenn sich die aktuellen Trends durchsetzen.

Von etwa 1915 bis 1980 war jedes 50. Baby, das in den Vereinigten Staaten geboren wurde, ein Zwilling. Seitdem ist diese Zahl auf einen von 30 gestiegen, und es gibt keine Anzeichen dafür, dass sie abnimmt. Obwohl immer noch selten, kann der dramatische Anstieg der Zwillingsgeburten negativere gesundheitliche Folgen für Mütter von Zwillingen und ihre Kinder haben, einschließlich Frühgeburten und niedrigem Geburtsgewicht.

Aber für Genetiker sind Zwillingsgeburten ein Grund zum Feiern. Zwillinge liefern eine Fülle biologischer Informationen, die Wissenschaftler nirgendwo sonst bekommen können. Sie helfen Wissenschaftlern dabei, Krankheiten und andere Leiden zu verstehen, darunter Essstörungen, Fettleibigkeit, sexuelle Orientierung und verschiedene psychologische Merkmale.

Zwillingsstudien können Forschern auch neue Erkenntnisse darüber liefern, wie sich unterschiedliche Lebensstile und Gewohnheiten auf zwei Menschen mit demselben genetischen Bauplan auswirken. Die Untersuchung von Zwillingen ist äußerst nützlich, um die Auswirkungen genetischer und umweltbedingter Faktoren zu untersuchen, die vererbte Merkmale über Generationen hinweg beeinflussen können.

Aus diesem Grund stehen Zwillinge oft an vorderster Front der Natur-Erziehungs-Debatte. Seit Jahrzehnten wird darüber gestritten, ob Gene (Natur) oder die Umwelt (Ernährung) einen größeren Einfluss darauf haben, wer wir sind. Zwillingsstudien geben uns einen Hinweis. Eineiige oder eineiige Zwillinge haben 99,99 Prozent ihrer DNA gemeinsam. Sie sehen gleich oder fast gleich aus. Sie haben die gleiche Augenfarbe, die gleiche Haarfarbe, alles ist gleich – fast. Zweieiige oder zweieiige Zwillinge teilen 50 Prozent ihrer Gene. Wenn eineiige Zwillinge ein Merkmal in größerem Maße gemeinsam haben als zweieiige Zwillinge, kann man mit Sicherheit schlussfolgern, dass das relevante Gen dieses Merkmal maßgeblich beeinflusst hat. Wenn andererseits sowohl zweieiige als auch eineiige Zwillinge ein Merkmal gleichermaßen teilen, ist es wahrscheinlich, dass ihre Umgebung und nicht ihre Gene dieses bestimmte Merkmal beeinflusst haben.

Eineiige Zwillinge können Wissenschaftlern auch dabei helfen, herauszufinden, wie sich die Umwelt auf die Funktionsweise eines Gens auswirkt, was ihnen wiederum helfen kann, herauszufinden, ob bestimmte Merkmale oder Krankheiten stärker von der Genetik oder der Umwelt abhängen. Im Jahr 2015 führte die Zeitschrift Nature Genetics eine umfassende Überprüfung von Zwillingsstudien aus aller Welt durch. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass Umwelt- und genetische Faktoren im Durchschnitt eine gleichmäßige Chance haben, die Merkmale einer Person und die Krankheiten, an denen sie leiden könnte, zu beeinflussen.

Scott und Mark Kelly waren einst eineiige Zwillingsbrüder. Dann verbrachte Scott Kelly ein Jahr in der Erdumlaufbahn an Bord der Internationalen Raumstation und alles änderte sich. Als er landete, war er fünf Zentimeter größer, hatte viel weniger Körpermasse und NASA-Forschern zufolge hatten sich Aspekte seiner DNA verändert. Er und sein Bruder waren nicht mehr identisch.

Nein, Scott hat sich nicht in einen Außerirdischen verwandelt. Stattdessen hatte der Stress, so lange im Weltraum zu leben, die Funktionsweise seiner Gene verändert – zumindest für eine Weile. Da Scott und Mark im Wesentlichen die gleiche DNA haben, verglichen Wissenschaftler die Gene der Männer vor und nach Scotts Reise. Die Forscher wollten unter anderem wissen, ob die Strahlung DNA-Abschnitte schädigt, die sich am Ende jedes Chromosoms befinden – sogenannte Telomere.

Telomere sind wie die Plastikspitzen an den Enden von Schnürsenkeln, die verhindern, dass der Stoff auseinanderfällt. Ohne die Schutzhüllen können die Enden der stäbchenförmigen DNA beschädigt werden. Vorläufige Tests ergaben, dass die durchschnittliche Länge der Scott-Telomere im Orbit deutlich zunahm, sich jedoch innerhalb von 48 Stunden nach der Landung verkürzte. Im Gegensatz dazu blieben die Telomere seines Bruders relativ stabil.

Scotts Jahr im Orbit veränderte neben anderen biologischen Funktionen auch sein Immunsystem, die Art und Weise, wie sich seine Knochen bildeten, sein Sehvermögen. Die meisten dieser genetischen Veränderungen normalisierten sich wieder. Forscher fanden jedoch heraus, dass sich auch 7 Prozent seiner Genexpression verändert hatten. Genexpressionen bestimmen, ob Gene ein- und ausgeschaltet werden, was die Funktionsweise von Zellen verändern kann. Wissenschaftler waren nicht beunruhigt, da Umweltfaktoren, in diesem Fall der Stress der Raumfahrt, diesen Prozess beeinflussen können. Infolgedessen brachte Scotts Körper einige Gene zum Schweigen, während er andere verstärkte.

Obwohl sich seine Genexpression veränderte, änderte sich seine DNA nicht. Darüber hinaus war es keine Überraschung, dass Scott und Mark nicht mehr „identisch“ sind. Auf der grundlegendsten Sequenzebene können im Laufe der Zeit chemische Veränderungen auftreten, die sich darauf auswirken, wo und wie Gene exprimiert werden, selbst bei eineiigen erdgebundenen Zwillingen. In Wirklichkeit sind Mark und Scott Kelly seit Jahren nicht mehr „identisch“.

Studien an eineiigen und zweieiigen Zwillingen legen nahe, dass Vererbung einer der Hauptfaktoren für die Bestimmung der sexuellen Orientierung einer Person ist. Tatsächlich sagen viele Studien, dass die Genetik andere Einflüsse wie Elternschaft, Bildung und Umwelt überlagert. Studien an männlichen Zwillingen legen nahe, dass bis zu 60 Prozent ihrer sexuellen Orientierung genetisch bedingt sind.

Andere Studien haben gezeigt, dass eineiige Zwillinge sich eher zu Menschen des gleichen Geschlechts hingezogen fühlen als zweieiige Zwillinge oder Nicht-Zwillingsbrüder und -schwestern. In einer Nicht-Zwillingsstudie untersuchten Forscher die genetische Ausstattung von 456 Männern aus 146 Familien mit zwei oder mehr schwulen Brüdern. Sechzig Prozent der schwulen Männer hatten das gleiche genetische Muster auf drei spezifischen Chromosomen.

Die Forschung an Zwillingen kann viel darüber verraten, wie alle Menschen funktionieren – nicht nur im Hinblick auf die Genfunktion, sondern auch, dass die Vorstellung, schwul zu sein, möglicherweise genauso wenig eine Wahl ist wie die Heterosexualität.