Die Zwillingsforschung ist eine Forschungsmethode, die in der Humangenetik und der Psychologie verwendet wird. Ihre Anwendbarkeit ist wesentlich von einer großen Menge verlässlicher Daten abhängig, die durch Zwillingsregister (z. B. das Dänische Zwillingsregister oder Schwedische Zwillingsregister) bereitgestellt werden.
Zu den frühen Zwillingsforschern gehören Francis Galton und, fast ein halbes Jahrhundert später, mit der Einführung der Zwillingsforschung in die medizinische Genetik Wilhelm Weitz, Hermann Werner Siemens und Otmar Freiherr von Verschuer.Paul Diepgen, Heinz Goerke: Aschoff/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin. 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 63, (Rezension). In Schweden leistete dies Gunnar Dahlberg.
Beschreibung In der klassischen Zwillingsforschung werden eineiige Zwillinge (monozygote Zwillinge, MZ) und zweieiige Zwillinge (dizygote Zwillinge, DZ) untersucht. Wenn eineiige Zwillinge einander in Bezug auf ein bestimmtes Merkmal stärker ähneln als zweieiige Zwillinge, kann dies als Hinweis gedeutet werden, dass das untersuchte Merkmal in besonderem Maße genetisch beeinflusst ist.
Durch mathematische Analysen kann der genetische Anteil (die Heritabilität) sowie der Einfluss gemeinsam erlebter Umweltfaktoren (z. B. in der Familie) näherungsweise bestimmt werden. In Verbindung mit Methoden der Molekulargenetik können heute in Zwillingsstudien auch einzelne Gene untersucht werden. Durch Kopplungsanalysen und Assoziationsanalysen lässt sich hierbei die Erblichkeit auf einzelne oder mehrere Gene zurückführen. Dies kann unter anderem der Erforschung von Krankheiten zugutekommen (siehe Boomsma et al.).
Erblichkeit wird oft missverstanden als der Anteil der Erbanlagen an der Ausprägung eines Merkmals bei einem bestimmten Menschen. Sie bestimmt aber den genetischen Anteil an den Unterschieden. Menschen unterscheiden sich, weil sie verschiedene Genvarianten tragen und weil sie in verschiedenen Umwelten leben. Eine Erblichkeit von z. B. 88 % für den Body-Mass-Index würde bedeuten, dass 88 % der Unterschiede des Body-Mass-Index in der Bevölkerung durch genetische Unterschiede bedingt sind, nicht aber, dass ein einzelner Mensch nur zu 12 % für sein Gewicht verantwortlich ist.
Aufgrund der Annahme (siehe auch Abschnitt Kritik an der Zwillingsmethode), Zwillinge unterlägen weitestgehend denselben Umwelteinflüssen, wurden in der kriminologischen Forschung (vor allem in den 1930er und 1940er Jahren) Zwillingspaare [sowohl eineiige (EZ), als auch zweieiige Zwillinge (ZZ)] dahingehend untersucht, ob kriminelles Verhalten anlagebedingt (d. h. genetisch determiniert) sei. Dafür wurden die Probandenpaare auf eine bestehende Konkordanz (bzw. Diskonkordanz) hin überprüft. Das Vorliegen einer „strafrechtlichen Erfassung“ sowohl bei dem einen als auch beim anderen Teil wurde als konkordante Ausprägung betrachtet. Tatsächlich ergaben diese Forschungen zwar eine höhere Konkordanz bei den EZ – was auf eine Bestätigung der Ausgangshypothese hindeutete. Allerdings lassen sich die gefundenen Ergebnisse etwa durch die Begrenzung der strafrechtlichen Erfassung auf das Hellfeld, die geringe Zahl der jeweils untersuchten Zwillinge, sowie den retrospektiven Charakter der Untersuchungen (Vorselektion) zu Recht anzweifeln. Einen empirischen Beleg für die genetische Determination kriminellen Verhaltens lieferte die Zwillingsforschung bislang jedenfalls nicht.
Im Bereich der psychologischen Zwillingsforschung, die durch Fälschungsvorwürfe gegen Cyril Burt zeitweilig in Verruf kam, sind die Arbeiten von Kurt Gottschaldt zu nennen.
Zwillingsforschung zur Intelligenz Die Zwillingsmethode zielt darauf ab, die Unklarheiten von Anlage und Umwelt aufzuklären. Sie wird verwendet, um vorhandenen Unterschieden auf den Grund zu gehen und dient somit nicht der Veränderung des Menschen. Bei der Frage, ob und in welchem Ausmaß Intelligenz genetisch bedingt ist, müssen die IQ-Werte innerhalb von Familien betrachtet werden. Forscher haben dazu die Einflüsse gemeinsamer Gene und gemeinsamer Umgebung getrennt voneinander untersucht. Als ideale Strategie hat sich hierfür die Methode der Zwillingsforschung herausgestellt. Einerseits werden bei der Zwillingsmethode eineiige Zwillinge, die getrennt und gemeinsam aufwachsen, miteinander verglichen. Andererseits basiert diese Strategie auf dem Vergleich der Ähnlichkeit von eineiigen- und zweieiigen Zwillingen.
Logik der Zwillingsstudien Die Zwillingsmethode liefert wichtige Befunde der genetischen und umweltbedingten Einflüsse auf die Intelligenz. Zwillingsstudien basieren größtenteils auf natürlichen Beobachtungen und nicht auf Experimenten. Anhand von Zwillingsstudien wurde festgestellt, dass Menschen, die über dieselben Gene verfügen, auch vergleichbare geistige Fähigkeiten haben.
Bei der Betrachtung verschiedener Zwillingsstudien muss beachtet werden, dass eine Vielzahl davon erhebliche Mängel aufweisen und starken Verzerrungen unterliegen (siehe Abschnitt Grenzen).
Eineiige Zwillinge (zusammen aufgewachsen) Unter gemeinsamem Aufwachsen versteht man in diesem Zusammenhang, in der gleichen/identischen Umwelt aufgewachsen zu sein. Bei eineiigen Zwillingen, die zusammen aufgewachsen sind, ist die Ähnlichkeit am deutlichsten (Korrelation von 0,87). Bei diesen Zwillingspaaren sind neben der Anlage auch die Umweltbedingungen nahezu gleich. Dennoch muss an dieser Stelle beachtet werden, dass Kinder, die gemeinsam aufwachsen, nicht unbedingt eine völlig identische Umwelt haben. Da Kinder beispielsweise unterschiedliche Freizeitgruppen besuchen und teilweise unterschiedlich erzogen werden, kann die Korrelation der Umwelt von zwei Personen aus derselben Familie nie genau 1 sein, sondern ist immer kleiner. Dennoch gleichen sich die Testwerte eineiiger Zwillinge so sehr, als hätte dieselbe Person den Test zweimal durchgeführt.
Darüber hinaus haben Untersuchungen der Gehirne eineiiger Zwillinge gezeigt, dass diese ähnlich gebaut sind und in ähnlicher Weise funktionieren. Sie zeigen bei der Bearbeitung von mentalen Prozessen vergleichbare Aktivitätsmuster. Darüber hinaus stimmen die Gehirne in den verschiedenen Gehirnarealen für die sprachliche und räumliche Intelligenz nahezu perfekt überein. Eineiige Zwillinge sind einander außerdem bei spezifischen Talenten besonders ähnlich.
Eineiige Zwillinge (getrennt voneinander aufgewachsen) Getrennt voneinander aufzuwachsen sollte in diesem Zusammenhang das Aufwachsen in verschiedenen bzw. unkorrelierten Umwelten bedeuten. Da ein getrenntes Aufwachsen alle Übergänge zwischen perfekter positiver und perfekter negativer Korrelation umfassen kann, werden dieser Forderung nicht alle Zwillingsstudien gerecht.
Da eineiige Zwillinge identisches Erbgut haben, können Unterschiede zwischen ihnen auf Umwelteinflüsse zurückgeführt werden (wenn man davon ausgehen kann, dass die Zwillinge von Geburt an getrennt werden). Eineiige Zwillinge, die in verschiedenen Umwelten aufgewachsen sind, weisen eine Korrelation von 0,75 auf. Diese Zwillingspaare gleichen sich häufig in bestimmten Merkmalen, welche somit nicht umwelt-, sondern genetisch bedingt sind.
Eine Studie, die von Newman u. a. im Jahr 1937 durchgeführt wurde, zielte darauf ab, dem Anlage-Umwelt-Problem mit Hilfe von getrennt aufgewachsenen eineiigen Zwillingen auf den Grund zu kommen. Während die mittlere IQ-Differenz der zusammen aufgewachsenen eineiigen Zwillingspaare 5,9 Punkte betrug, stellte Newman bei getrennt aufwachsenden eineiigen Zwillingen einen Wert von 8,2 Punkten fest. Mit dieser Differenz liegen eineiige Zwillinge, die getrennt voneinander aufgewachsen sind, noch unterhalb des durchschnittlichen Unterschieds von zusammen aufgewachsenen zweieiigen Zwillingen. Auf den ersten Blick lassen diese Erkenntnisse den Rückschluss ziehen, dass der Einfluss des Erbguts die Umwelteinflüsse stark übertrifft. Bei genauerer Betrachtung der Zwillingspaare wird allerdings offensichtlich, dass die Kinder in sehr ähnlichen Umgebungen aufgewachsen sind (z. B. beide Kinder leben in der Stadt, besuchen ähnliche Schulen). Im Umfang seiner Studie hatte Newman nur vier Zwillingspaare untersucht, die unter erheblichen Umweltverschiedenheiten aufwuchsen. Während z. B. ein Zwilling auf dem Bauernhof aufgewachsen war, lebte der andere in der Stadt. Da sich bei den vier Paaren mit den größten Umweltverschiedenheiten auch die größten IQ-Unterschiede von 12, 17, 19 und 24 IQ-Punkten ergaben, konnte festgestellt werden, dass die IQ-Differenzen mit wachsender Verschiedenheit des erzieherischen Umfeldes größer werden. Wachsen eineiige Zwillinge in unkorrelierten Umwelten auf, so ist ein deutlicher Unterschied der IQ-Werte zu sehen, der somit auf Umwelteinflüsse zurückzuführen ist. Vergleich der Zwillingspaare mini|Eineiige Zwillingspaare, die zusammen aufgewachsen sind, haben die ähnlichsten Intelligenzwerte. Wichtig zu beachten: 1,0 bedeutet eine perfekte Korrelation, 0 dagegen keinerlei Korrelation.
Eineiige Zwillinge vs. zweieiige Zwillinge Zweieiige Zwillinge haben in der Regel 50 % ihres Erbgutes gemeinsam. Bei zweieiigen Zwillingen, die gemeinsam aufgewachsen sind, ist eine Korrelation von 0,60 sichtbar. Dieser geringere Zusammenhang gegenüber eineiigen Zwillingen deutet auf einen genetischen Einfluss hin.
Nimmt man an, dass sich eineiige Zwillinge gegenüber zweieiigen Zwillingen durchweg ähnlicher sind, so ist diese Vermutung falsch. Geht man davon aus, dass ein Merkmal im Wesentlichen umweltbedingt ist, so sind sich zweieiige Zwillinge, die gemeinsam aufgewachsen sind, genauso ähnlich wie eineiige Zwillinge, die gemeinsam aufgewachsen sind. Das zweieiige Zwillingspaar ist sich in dieser Hinsicht sogar ähnlicher als eineiige Zwillinge, die getrennt voneinander aufgewachsen sind. Ähneln sich nun aber zusammen aufgewachsene zweieiige Zwillinge weniger als zusammen aufgewachsene eineiige Zwillinge oder sogar getrennt aufgewachsene eineiige Zwillinge, so kann dieses Merkmal als überwiegend erbbedingt gekennzeichnet werden. Dennoch wird in allen relevanten Untersuchungen bestätigt, dass sich eineiige Zwillinge ähnlicher sind als zweieiige Zwillinge gleichen und unterschiedlichen Geschlechts.
Gleichgeschlechtliche zweieiige Zwillinge vs. verschiedengeschlechtliche Zwillinge Eine Vielzahl von Untersuchungen bestätigt die Annahme, dass sich gleichgeschlechtliche zweieiige Zwillinge in geschlechtsspezifisch definierten Verhaltensbereichen ähnlicher sind als verschiedengeschlechtliche Zwillinge. Es wurde festgestellt, dass Jungen und Mädchen unterschiedlich erzogen werden. Darüber hinaus bestätigen weitere Untersuchungen, dass sich für Jungen ein hoher Erblichkeitskoeffizient für mathematische Fähigkeiten und das Dominanzverhalten ergibt. Gleiches gilt bei Mädchen für das Sozialverhalten und sprachliche Fähigkeiten.
Eineiige Zwillinge vs. zweieiige Zwillinge (beide gemeinsam aufgewachsen) Eineiige Zwillinge, die gemeinsam aufgewachsen sind, haben im Schnitt ähnlichere Intelligenzquotienten als zweieiige Zwillinge, die gemeinsam aufgewachsen sind. Diese Tatsache wird zunächst auf die genetische Gemeinsamkeit zurückgeführt. Darüber hinaus muss nun bedacht werden, dass eineiige Zwillinge nachweislich auch eine ähnlichere Umwelt haben als zweieiige Zwillinge: Sie werden häufiger gleich gekleidet, verbringen mehr Zeit miteinander, werden ähnlicher behandelt, haben öfters dieselben Lehrer. Der ähnlichere IQ eineiiger Zwillinge kann somit auch auf die Umwelteinflüsse zurückgeführt werden. mini|Eineiige Zwillinge werden gleicher behandelt als zweieiige Zwillingspaare und haben somit eine ähnlichere Umwelt als zweieiige Zwillinge.
Geschwister Die Erkenntnisse der Zwillingsstudie treffen auch auf normale Geschwister zu. Sind bei getrennt aufwachsenden Geschwistern größere Unterschiede zu erkennen als bei Geschwistern, die zusammen aufwachsen, so werden hier Umwelteinflüsse deutlich.
Ergebnisüberblick