Genundersøgelse antyder, at Paul Kammerers videnskabelige ‘svig’ var en ægte opdagelse af epigenetisk arv

Paul Kammerer begik selvmord i 1926 efter at være blevet beskyldt for svig i sine berømte eksperimenter med “arv af erhvervede træk” med jordemoderadden. En ny undersøgelse viser, hvordan nylige fremskridt inden for molekylær epigenetik og genundersøgelse af hans beskrivelser antyder, at eksperimenterne faktisk var autentiske.

Paul Kammerers påståede videnskabelige svig er måske et af de mest kontroversielle mysterier i biologiens historie. I begyndelsen af det 20.århundrede var han en berømt evolutionær videnskabsmand, hyldet som en “ny Darvin” på siderne i Ny York Times. Hans eksperimenter gav imponerende bevis for, at miljømæssige livserfaringer kunne have en direkte, arvelig effekt på afkom, som opretholdt af hans intellektuelle forgænger Lamarck og af Darvin selv. I et af hans mest berømte eksperimenter havde Kammerer vist, hvordan en normalt jordbaseret art, jordemoderadden, kunne få til at leve og parre sig i vand, når den holdes i et kunstigt opvarmet miljø. Disse modificerede” vand ” padder lagde æg, der voksede til padder med en medfødt præference for at leve og parre sig i vand, selv når de opdrættes i normale, uopvarmede miljøer. I successive generationer af vandpadder rapporterede Kammerer, at mandlige padder udviklede bryllupspuder på deres fingre. Disse er ru, mørkfarvede fortykkelser af huden, der normalt er fraværende hos jordemoder padder, men til stede i andre vandelskende arter, som bruger dem til at forstå hunner under kopulation. Derudover krydsede Kammerer en af sine modificerede “vand” hanner med en normal, ubehandlet landkvinde, der opnåede 100% vandpadder i den første generation og omkring tre fjerdedele vandpadder i anden generation. Således blev modificerede træk arvet i henhold til Mendels genetiske regler, det samme som de fleste af os blev undervist i gymnasiet.

i 1926 undersøgte medforsker G. K. Noble et fast og slidt eksemplar af en eksperimentel “vand” padde. Noble fandt ud af, at fingrene var blevet injiceret med Indien-blæk for at skabe en kunstig lighed med bryllupspuder. Der opstod en enorm skandale, der satte spørgsmålstegn ved Kammerers hele videnskabelige arv. Kammerer begik selvmord kort efter, og selvom han efterlod breve, der hævdede, at hans resultater var autentiske, fortolkede mange selvmordet som en indrømmelse af skyld. Således blev Paul Kammerer et symbol på videnskabelig svig, såvel som en stærk historie om den ultimative fiasko og videnskabelige ugyldighed af studier i “arv af erhvervede træk.”Denne opfattelse af Kammerer har fortsat været den almindelige mening, selvom nogle stemmer har forsvaret hans uskyld. Sovjetiske samtidige accepterede ikke bedrageribeskyldningerne og lavede endda en populær Propagandafilm, “Salamandra” (1928), der fortalte, hvordan Kammerer (som var en venstreorienteret jøde) var blevet indrammet af sine fjender i kølvandet på østrigsk fascisme. I 1970 ‘ erne skrev den berømte journalist Arthur Koestler en berømt bog, “the case of the jordemoder toad”, som påpegede flere problemer med bedrageribeskyldningerne, herunder det faktum, at prøverne var blevet observeret af flere eksperter, som ikke burde have været let narret af rå blækinjektioner.

det er ingen hemmelighed, at selv i dag behandles “arv af erhvervede egenskaber” ofte som en umulighed, angiveligt kasseret af eksperimenter som amputation af musens hale i successive generationer, hvilket aldrig fører til, at mus bliver født uden haler. Det blev hævdet, at der ikke eksisterede nogen særlig mekanisme, hvormed miljøændringer direkte kunne ændre arv, og at ethvert tilsyneladende tilfælde i sidste ende kunne forklares med indirekte virkninger af naturlig selektion og konventionel genetik. Men disse synspunkter begyndte at ændre sig drastisk siden 1990 ‘ erne sammen med fremskridtene i teknikker til at studere molekylær genetik. Disse afdækkede flere molekylære mekanismer, såsom DNA-methylering, der direkte kunne ændre arv som reaktion på miljøet. Det moderne felt af epigenetik studerer de ændringer i genekspression, der ikke involverer en mutation, men alligevel arves i fravær af signalet eller begivenheden, der initierede ændringen. I løbet af det 21.århundrede har eksperimenter med mus rapporteret om sådanne arvelige ændringer og identificeret de relevante gener, der er blevet ændret af epigenetiske mekanismer.

i lyset af disse nylige banebrydende opdagelser har et team af forskere fra University of Chile (Aleksandr Vargas), Det Tekniske Universitet i Munich (Kvirin Krabichler) og link re-ping University (Carlos Guerrero-Bosagna) undersøgt Kammerers beskrivelser af jordemoderforsøgene og har offentliggjort deres konklusioner i går i Journal of eksperimentelle dyreundersøgelser. Situationen er måske analog med detektiver, der analyserer en journal, der beskriver adskillige mord i detaljer: der er mange muligheder for at finde ud af, om det passer med virkeligheden, eller er blot et fantasiværk. Hvis nogle af de påståede data i Kammerers papirer var helt ekstraordinære, ud over kendte fænomener eller forklarende mekanismer, bør vi forblive forsigtige. Hvis videnskaben til gengæld tilbyder eksperimentelle beviser, der matcher Kammerers rapporter ned til specifikke detaljer, kan vi overveje en større sandsynlighed for deres ægthed.

holdet konkluderede, at Kammerers beskrivelser er helt inden for rammerne af muligheder afdækket af moderne epigenetik. Dette er i sig selv et vigtigt alternativ til svig og den påståede umulighed af forsøgene. Imidlertid bekræftede de desuden en meget speciel detalje om eksperimenterne: dominans i hybridkryds ville afhænge af paddernes køn, således at hvis Kammerer nu krydsede en landmand med en vandkvinde, ville den første generation være 100% landpadder, og den næste, karrus landpadder. Sådanne omskiftere i dominans efter køn (også kendt som “forældre til oprindelseseffekter”) har været kendt af forskere i lang tid, men er først for nylig blevet forstået som følge af epigenetiske mekanismer. Kammerer og andre Lamarckians lagde aldrig vægt på denne detalje, som blev nævnt som lidt mere end en nysgerrighed. Da epigenetiske mekanismer imidlertid producerer disse effekter i flere moderne eksperimenter, giver det en meget specifik lighed, der stærkt antyder ægtheden af jordemoder-paddeforsøgene. Der er ingen god grund til, at Kammerer ville opfinde en sådan detalje, hvis hans beskrivelser kun var et fantasiværk.

den nye dybdegående undersøgelse af Kammerers beskrivelser har også afklaret flere vigtige detaljer om eksperimenterne, som viser sig at favorisere en epigenetisk mekanisme frem for andre diskuterede alternativer. Nylige påstande om, at Kammerer ville give skiftende og upålidelige beretninger om hans eksperimenter, kasseres også endeligt af den nye undersøgelse. En evolutionær genetiker og professor ved Yale University, kalder den nye undersøgelse en “spændende læsning” og ” den mest dybtgående analyse af Paul Kammerers primære publikationer til dato, og den eneste, der er blevet udført i lyset af den nylige biologiske viden om epigenetik.”

Hvorfor troede så mange af Kammerers samtidige ikke eksperimenterne? Mest sandsynligt var de konceptuelt uforberedte på at forstå resultaterne, hvoraf mange er forvirrende og svære at forstå uden en moderne viden om epigenetiske molekylære mekanismer. En særlig vigtig samtid for Kammerer var Vilhelm Bateson, der opfandt ordet “genetik.”Bateson beskrev resultaterne af Kammerers hybridkors som “mest forbløffende”, men tvivlede på deres virkelighed og argumenterede for, at indtil de tydeligt blev demonstreret og bekræftet, “er vi fritaget for at basere brede konklusioner på hans vidnesbyrd.”

Kammerer havde faktisk en unik måde at tænke på for sin tid. Mens de fleste af hans samtidige ville opdele sig i modsatte “Mendelian” og “Lamarckian” bands, kombinerede han de eksperimentelle principper for begge tankeskoler. Han var også usædvanlig blandt Lamarckians, idet han ikke troede, at arven efter erhvervede træk nødvendigvis var progressiv eller gavnlig, men også kunne producere neutrale eller skadelige træk.

det nye papir af Vargas, Krabichler og Guerrero-Bosagna falder sammen med den meget nylige udgivelse af en ny bog på tysk, “Der Fall Paul Kammerer” (“sagen om Paul Kammerer”) af journalisten Klaus Taschver. Denne bog giver rigelige nye Historiske data om de mærkelige omstændigheder omkring opdagelsen af de blækindsprøjtede bryllupspuder, hvilket stærkt antyder, at Kammerer faktisk var indrammet. Kombineret med den videnskabelige tilgang af Vargas et al., der er nu flere beviser end nogensinde, der antyder ægtheden af jordemoder-paddeforsøgene. Afgørende beviser kan dog kun komme fra fornyet eksperimentering med jordemoderadden. Nye molekylære teknikker ville muliggøre en hurtig vurdering af epigenetiske mekanismer, og der er allerede gjort vigtige fremskridt, der demonstrerer epigenetisk arv og oprindelsesforældre i andre amfibier. Har inkluderet en model af epigenetiske mekanismer, der kan forklare Kammerers resultater gennem specifikke antagelser, der kan testes eksperimentelt. Fornyet forskning i jordemoderpadden kan ikke kun give lukning til et af de mest spændende mysterier i biologiens historie, men det vil sandsynligvis også skabe vigtige videnskabelige fremskridt med hensyn til, hvordan epigenetiske mekanismer fungerer i evolution og tilpasning.

moderne epigenetik kan muligvis rydde Kammerers navn og udfører allerede det, der sandsynligvis vil være hans uopfyldte Bidrag til videnskaben. I et ironisk sidste afsnit i hans papir om hybridkors henviser Kammerer til det faktum, at Mendel selv blev overset i hans levetid: “Må mit arbejde klare sig bedre end dets store forgænger skrevet af Mendel; må det finde sin nyttige anvendelse inden for videnskab og økonomi før forfatterens død og før mange årtier går!”