Pflanzengene befinden sich wie bei Tieren auf winzigen DNA-Paketen im Kern jeder Zelle, den sogenannten Chromosomen. Während menschliche Chromosomen paarweise vorkommen, haben Kleeblätter vier Kopien jedes Chromosoms pro Zelle. Das für vierblättrige Kleeblätter verantwortliche Gen ist „rezessiv“, was bedeutet, dass die Pflanze nur dann vier Blätter produziert, wenn sie das vierblättrige Gen auf allen vier Chromosomen hat, was selten vorkommt.
Auch dann haben Umweltbedingungen wie Temperatur und Bodensäure einen Einfluss darauf, ob sich die vier Blätter entwickeln. Eine Umfrage aus dem Jahr 2017 kam zu dem Schluss, dass etwa 1 von 5.000 Kleeblättern vierblättrig ist, aber sie kommen tendenziell in Büscheln vor.
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