Erneute Untersuchung legt nahe, dass Paul Kammerers wissenschaftlicher Betrug eine echte Entdeckung der epigenetischen Vererbung war

Paul Kammerer beging 1926 Selbstmord, nachdem er in seinen berühmten Experimenten der „Vererbung erworbener Merkmale“ mit der Hebammenkröte des Betrugs beschuldigt worden war. Eine neue Studie zeigt, wie die jüngsten Fortschritte in der molekularen Epigenetik und die erneute Überprüfung seiner Beschreibungen darauf hindeuten, dass die Experimente tatsächlich authentisch waren.

Der angebliche Wissenschaftsbetrug von Paul Kammerer ist vielleicht eines der umstrittensten Rätsel in der Geschichte der Biologie. Im frühen 20.Jahrhundert war er ein berühmter Evolutionswissenschaftler, der auf den Seiten der New York Times als „neuer Darwin“ gefeiert wurde. Seine Experimente lieferten beeindruckende Beweise dafür, dass Umweltlebenserfahrungen eine direkte, vererbbare Wirkung auf die Nachkommen haben könnten, wie von seinem intellektuellen Vorgänger Lamarck und von Darwin selbst behauptet. In einem seiner berühmtesten Experimente hatte Kammerer gezeigt, wie eine normalerweise terrestrische Art, die Hebammenkröte, dazu gebracht werden kann, in Wasser zu leben und sich zu paaren, wenn sie in einer künstlich beheizten Umgebung gehalten wird. Diese modifizierten „Wasser“ -Kröten legten Eier, die zu Kröten mit einer angeborenen Vorliebe für das Leben und Paaren im Wasser wuchsen, selbst wenn sie in normalen, unbeheizten Umgebungen aufgezogen wurden. In aufeinanderfolgenden Generationen von Wasserkröten berichtete Kammerer, dass männliche Kröten Hochzeitspolster an ihren Fingern entwickelten. Dies sind raue, dunkel gefärbte Verdickungen der Haut, die normalerweise bei Hebammenkröten fehlen, aber bei anderen wasserliebenden Arten vorhanden sind, die sie verwenden, um Weibchen während der Kopulation zu greifen. Zusätzlich kreuzte Kammerer eines seiner modifizierten „Wasser“ -Männchen mit einem normalen, unbehandelten Landweibchen und erhielt 100% Wasserkröten in der ersten Generation und etwa drei Viertel Wasserkröten in der zweiten Generation. So wurden modifizierte Merkmale nach Mendels Regeln der Genetik vererbt, die den meisten von uns in der High School beigebracht wurden.

1926 untersuchte der Wissenschaftler G.K. Noble ein festes und abgenutztes Exemplar einer experimentellen „Wasser“ -Kröte. Noble fand heraus, dass den Fingern Tusche injiziert worden war, um eine künstliche Ähnlichkeit mit Hochzeitspads zu erzeugen. Es folgte ein riesiger Skandal, der Kammerers gesamtes wissenschaftliches Erbe in Frage stellte. Kammerer beging kurz darauf Selbstmord, und obwohl er Briefe hinterließ, in denen er behauptete, seine Ergebnisse seien authentisch, interpretierten viele den Selbstmord als Schuldeingeständnis. So wurde Paul Kammerer zum Symbol für wissenschaftlichen Betrug sowie zu einer kraftvollen Geschichte über das endgültige Scheitern und die wissenschaftliche Ungültigkeit von Studien in der „Vererbung erworbener Merkmale“.“ Diese Ansicht von Kammerer ist weiterhin die Mainstream-Meinung, obwohl einige Stimmen seine Unschuld verteidigt haben. Sowjetische Zeitgenossen akzeptierten die Betrugsvorwürfe nicht und machten sogar einen populären Propagandafilm, „Salamandra“ (1928), der erzählte, wie Kammerer (der ein linker Jude war) von seinen Feinden im Gefolge des österreichischen Nationalsozialismus gerahmt worden war. In den 1970er Jahren schrieb der renommierte Journalist Arthur Koestler ein berühmtes Buch, „Der Fall der Hebammenkröte“, das auf mehrere Probleme mit den Betrugsvorwürfen hinwies, einschließlich der Tatsache, dass die Proben von mehreren Experten beobachtet worden waren, die sich nicht leicht durch grobe Tinteninjektionen täuschen lassen hätten sollen.

Es ist kein Geheimnis, dass die „Vererbung erworbener Merkmale“ auch heute noch oft als Unmöglichkeit behandelt wird, die angeblich durch Experimente wie die Amputation des Schwanzes von Mäusen während aufeinanderfolgender Generationen verworfen wurde, was niemals dazu führt, dass Mäuse ohne Schwanz geboren werden. Es wurde argumentiert, dass kein spezieller Mechanismus existierte, durch den Umweltveränderungen die Vererbung direkt verändern könnten, und dass jeder scheinbare Fall letztendlich durch indirekte Auswirkungen der natürlichen Selektion und der konventionellen Genetik erklärt werden könnte. Aber diese Ansichten begannen sich seit den 1990er Jahren drastisch zu ändern, zusammen mit dem Fortschritt in Techniken zur Untersuchung der Molekulargenetik. Diese deckten mehrere molekulare Mechanismen wie die DNA-Methylierung auf, die die Vererbung als Reaktion auf die Umwelt direkt verändern könnten. Das moderne Gebiet der Epigenetik untersucht jene Veränderungen in der Genexpression, die keine Mutation beinhalten, aber dennoch in Abwesenheit des Signals oder Ereignisses vererbt werden, das die Veränderung initiiert hat. Während des 21.Jahrhunderts haben Experimente an Mäusen über solche vererbbaren Modifikationen berichtet und die relevanten Gene identifiziert, die durch epigenetische Mechanismen verändert wurden.

Angesichts dieser jüngsten bahnbrechenden Entdeckungen hat ein Team von Wissenschaftlern der Universität von Chile (Alexander Vargas), der Technischen Universität München (Quirin Krabichler) und der Universität Linköping (Carlos Guerrero-Bosagna) Kammerers Beschreibungen der Hebammenkrötenexperimente erneut untersucht und ihre Schlussfolgerungen gestern im Journal of Experimental Zoology veröffentlicht. Die Situation ist vielleicht analog zu Detektiven, die ein Tagebuch analysieren, das zahlreiche Morde sehr detailliert beschreibt: Es gibt viele Möglichkeiten herauszufinden, ob es zur Realität passt, oder ist nur ein Werk der Fantasie. Wenn einige der angeblichen Daten in Kammerers Arbeiten völlig außergewöhnlich waren, jenseits bekannter Phänomene oder Erklärungsmechanismen, sollten wir vorsichtig bleiben. Wenn die Wissenschaft wiederum experimentelle Beweise liefert, die Kammerers Berichten bis ins Detail entsprechen, können wir eine größere Wahrscheinlichkeit ihrer Authentizität in Betracht ziehen.

Das Team kam zu dem Schluss, dass Kammerers Beschreibungen vollständig im Bereich der Möglichkeiten liegen, die die moderne Epigenetik eröffnet. Dies an sich ist eine wichtige Alternative zu Betrug und der angeblichen Unmöglichkeit der Experimente. Sie bestätigten jedoch zusätzlich ein ganz besonderes Detail über die Experimente: Die Dominanz in Hybridkreuzungen würde vom Geschlecht der Kröten abhängen, so dass, wenn Kammerer nun ein Landmännchen mit einem Wasserweibchen kreuzte, die erste Generation zu 100% Landkröten und die nächste zu ¾ Landkröten wäre. Solche geschlechtsabhängigen Dominanzwechsel (auch „Parent-of-Origin-Effekte“ genannt) sind Wissenschaftlern seit langem bekannt, werden aber erst seit kurzem als Folge epigenetischer Mechanismen verstanden. Kammerer und andere Lamarckianer legten nie Wert auf dieses Detail, das nur als Kuriosität erwähnt wurde. Da epigenetische Mechanismen diese Effekte jedoch in mehreren modernen Experimenten hervorrufen, bietet sie eine sehr spezifische Ähnlichkeit, die stark auf die Authentizität der Hebammenkrötenexperimente schließen lässt. Es gibt keinen guten Grund, warum Kammerer ein solches Detail erfinden würde, wenn seine Beschreibungen nur ein Fantasiewerk wären.

Die neue eingehende Untersuchung von Kammerers Beschreibungen hat auch einige wichtige Details über die Experimente geklärt, von denen gezeigt wird, dass sie einen epigenetischen Mechanismus gegenüber anderen diskutierten Alternativen bevorzugen. Jüngste Behauptungen, Kammerer würde widersprüchliche und unzuverlässige Berichte über seine Experimente liefern, werden von der neuen Studie ebenfalls endgültig verworfen. Gunter Wagner, ein Evolutionsgenetiker und Professor an der Yale University, nennt die neue Studie eine „aufregende Lektüre“ und „die bisher eingehendste Analyse von Paul Kammerers Hauptpublikationen, und die einzige, die im Lichte der jüngsten biologischen Erkenntnisse zur Epigenetik durchgeführt wurde.“

Warum glaubten so viele Zeitgenossen Kammerers den Experimenten nicht? Höchstwahrscheinlich waren sie konzeptionell nicht darauf vorbereitet, die Ergebnisse zu verstehen, von denen viele rätselhaft und ohne ein modernes Wissen über epigenetische molekulare Mechanismen schwer zu verstehen sind. Ein besonders wichtiger Zeitgenosse Kammerers war William Bateson, der das Wort „Genetik“ prägte. Bateson beschrieb die Ergebnisse von Kammerers hybriden Kreuzen als „am erstaunlichsten“, bezweifelte aber ihre Realität und argumentierte, dass wir, bis sie klar demonstriert und bestätigt wurden, „davon befreit sind, breite Schlussfolgerungen auf sein Zeugnis zu stützen.“

In der Tat hatte Kammerer eine für seine Zeit einzigartige Denkweise. Während sich die meisten seiner Zeitgenossen in entgegengesetzte „Mendelsche“ und „Lamarcksche“ Bands aufteilten, kombinierte er die experimentellen Prinzipien beider Denkschulen. Er war auch unter Lamarckianern insofern ungewöhnlich, als er nicht glaubte, dass die Vererbung erworbener Merkmale notwendigerweise progressiv oder vorteilhaft war, könnte aber auch neutrale oder schädliche Merkmale hervorbringen.

Das neue Papier von Vargas, Krabichler und Guerrero-Bosco fällt mit der jüngsten Veröffentlichung eines neuen Buches in deutscher Sprache zusammen, „Der Fall Paul Kammerer“ („Der Fall Paul Kammerer“) des Journalisten Klaus Taschwer. Dieses Buch liefert reichlich neue historische Daten über die seltsamen Umstände der Entdeckung der Tinte eingespritzten Hochzeit Pads Umgebung, stark darauf hindeutet, dass Kammerer in der Tat eingerahmt wurde. In Kombination mit dem wissenschaftlichen Ansatz von Vargas et al., es gibt jetzt mehr Beweise als je zuvor, die die Echtheit der Hebammenkrötenexperimente nahelegen. Schlüssige Beweise können jedoch nur aus erneuten Experimenten mit der Hebammenkröte stammen. Neue molekulare Techniken würden eine schnelle Beurteilung epigenetischer Mechanismen ermöglichen, und es wurden bereits wichtige Fortschritte erzielt, die die epigenetische Vererbung und die Auswirkungen auf die Ursprungseltern bei anderen Amphibien belegen. Haben ein Modell epigenetischer Mechanismen aufgenommen, das Kammerers Ergebnisse durch spezifische Annahmen erklären kann, die experimentell getestet werden können. Die erneute Erforschung der Hebammenkröte könnte nicht nur eines der faszinierendsten Rätsel in der Geschichte der Biologie lösen, sondern auch wichtige wissenschaftliche Fortschritte bei der Funktionsweise epigenetischer Mechanismen in Evolution und Anpassung bringen.

Die moderne Epigenetik mag Kammerers Namen klären und führt bereits das aus, was wahrscheinlich sein unerfüllter Beitrag zur Wissenschaft sein wird. Kammerer spielt in einem ironischen Schlussabsatz seiner Arbeit über hybride Kreuze auf die Tatsache an, dass Mendel selbst zu Lebzeiten übersehen wurde: „Möge es meinem Werk besser ergehen als seinem großen Vorgänger von Mendel; möge es seine nützliche Anwendung in Wissenschaft und Wirtschaft vor dem Tod des Autors und vor dem Vergehen vieler Jahrzehnte finden!“