The Embryo Project Encyclopedia

1828 schlug Karl Ernst von Baer während seiner Arbeit an der Universität Königsberg in Königsberg, Deutschland, vier Gesetze der Tierentwicklung vor, die von Baers Gesetzen der Embryologie genannt wurden. Mit diesen Gesetzen beschrieb von Baer die Entwicklung (Ontogenese) tierischer Embryonen und kritisierte gleichzeitig populäre Theorien der damaligen Tierentwicklung. Von Baers Gesetze der Embryologie lieferten einen Rahmen für die Erforschung der Beziehungen und Muster zwischen der Entwicklung verschiedener Organismenklassen sowie der Muster zwischen Ontogenese und Diversifizierung der Arten auf der Erde (Phylogenie).

Von Baers 1828 veröffentlichte Gesetze reagierten auf Johann Friedrich Meckels Rekapitulationstheorie. Meckel arbeitete an der Universität Halle in Halle. 1808 veröffentlichte Meckel seine Rekapitulationstheorie in Beyträge zur vergleichenden Anatomie . In seinem Text behauptete Meckel, dass Embryonen während der gesamten Ontogenese aufeinanderfolgende Stadien durchlaufen, die die erwachsenen Formen weniger komplexer Organismen darstellen. Er sagte, dass komplexere Organismen Entwicklungsstadien durchliefen, die die scala naturae chronologisch wiederholten, ein hierarchisches Klassifizierungssystem, das die am wenigsten komplexen Organismen am unteren Rand der Klassifikation und die komplexeren Organismen an der Spitze platziert. Später wurde Meckels Theorie als Meckel-Serres-Gesetz bezeichnet, weil Antoine Étienne Reynaud Augustin Serres, ein Arzt in Frankreich, 1821 unabhängig eine ähnliche Theorie veröffentlichte. Von Baer zielte darauf ab, die Theorie von Meckel und Serres zu diskreditieren, weil er argumentierte, dass diese Entwicklungstheorie zu linear sei. Von Baer glaubte, dass Tierembryonen, anstatt die linearen Stadien der Scala naturae zu durchlaufen, von einer oder wenigen gemeinsamen Grundformen ausgingen und sich dann in einem Verzweigungsmuster zu zunehmend unterschiedlich aussehenden Organismen entwickelten.

Von Baer beschrieb seine Gesetze der Embryologie in beiden Ausgaben seines 1828 und 1837 erschienenen Buches Über Entwicklungsgeschichte der Thiere. In dieser Arbeit überprüfte von Baer vorhandene Informationen über die Entwicklung von Wirbeltieren. Er benutzte die Informationen in dieser Rezension, um seine Gesetze zu extrapolieren. Diese Gesetze, übersetzt von Thomas Henry Huxley in wissenschaftlichen Memoiren, lauten wörtlich wie folgt:

1. die allgemeineren Zeichen einer großen Gruppe erscheinen früher im Embryo als die spezielleren Zeichen.
2. Aus den allgemeinsten Formen werden die weniger Allgemeinen entwickelt, und so weiter, bis schließlich das Speziellste entsteht.
3. Jeder Embryo einer gegebenen Tierform wird, anstatt die anderen Formen zu durchlaufen, vielmehr von ihnen getrennt.
4. Grundsätzlich gleicht also der Embryo einer höheren Form niemals einer anderen Form, sondern nur seinem Embryo.

Von Baers erste beiden Gesetze erklärten, wie sich tierische Embryonen entwickeln und ob sie aus vorgeformten Strukturen hervorgehen oder nicht. Während des siebzehnten und achtzehnten Jahrhunderts gab es eine Debatte zwischen zwei Gruppen von Forschern in der Embryologie. Eine Gruppe, die Epigenisisten, argumentierte, dass Organismen von ungeformtem Material ausgehen und sich langsam zu komplexeren Organismen entwickeln. Die andere Gruppe, die Präformationisten, argumentierte, dass ein vollständig geformter Organismus vom Beginn der Ontogenese an existiert und dann nur wächst, wenn die Ontogenese fortschreitet. Von Baers erstes Gesetz besagt, dass die allgemeinen Charaktere einer Tiergruppe früher im Embryo erscheinen als die spezialisierten Charaktere, was präformationistischen Theorien widersprach.

Von Baers zweites Gesetz besagt, dass sich Embryonen aus einer einheitlichen und nichtkomplexen Struktur zu einem immer komplizierteren und vielfältigeren Organismus entwickeln. Ein definierendes und allgemeines Merkmal von Wirbeltieren ist beispielsweise die Wirbelsäule. Dieses Merkmal tritt früh in der Embryonalentwicklung von Wirbeltieren auf. Andere Merkmale, die spezifischer für Gruppen innerhalb von Wirbeltieren sind, wie Fell bei Säugetieren oder Schuppen bei Reptilien, bilden sich jedoch in einem späteren Entwicklungsstadium. Von Baer argumentierte, dass diese Beweise eher die epigenetische Entwicklung als die Entwicklung aus vorgeformten Strukturen unterstützen. Er schloss aus den ersten beiden Gesetzen, dass die Entwicklung durch Epigenese erfolgt, wenn die komplexe Form eines Tieres während der Entwicklung allmählich aus ungeformtem Material entsteht.

Von Baer benutzte das dritte und vierte Gesetz, um den Rekapitulationstheorien von Meckel und Serres entgegenzuwirken, die im achtzehnten und neunzehnten Jahrhundert in Europa immer beliebter wurden. Wie bereits erwähnt, postulieren diese Theorien, dass mit fortschreitender Ontogenese eines tierischen Embryos die verschiedenen Entwicklungsstadien des Embryos die adulten Formen der niederen Tiere darstellen. Zum Beispiel haben die frühen menschlichen Embryonen nach der Rekapitulationstheorie ähnliche Strukturen wie Kiemenschlitze, und somit stellt dieses frühe Stadium die Form von erwachsenen Fischen dar, die ebenfalls Kiemenschlitze haben.

Von Baers drittes Gesetz besagt, dass Tiere verschiedener Arten ähnlich beginnen und sich mit fortschreitender Ontogenese voneinander unterscheiden. Als Beispiel diskutiert von Baer die Embryonen von Menschen, Fischen und Küken, die sich alle in den frühen Stadien ihrer Entwicklung ähneln. Wenn sie jedoch wachsen, sehen sie zunehmend anders aus. Der Embryo einer Art ähnelt niemals dem Erwachsenen einer anderen Art. Anstatt die adulten Formen anderer Tiere zu rekapitulieren, theoretisierte von Baers drittes Gesetz, dass tierische Embryonen von einer oder wenigen gemeinsamen embryonalen Formen abweichen. Das vierte Gesetz besagt, dass die Entwicklungsstadien komplexerer Tiere niemals die Erwachsenenstadien weniger komplexer Tiere darstellen; sie ähneln nur den Embryonen weniger komplexer Tiere.

Bis 1866 konkurrierten von Baers Gesetze mit der Theorie eines Professors an der Universität Jena in Jena, Deutschland. Ernst Haeckel schlug eine Theorie der Rekapitulation namens Biogenetic Law vor, die besagt, dass die Ontogenese die Phylogenie rekapituliert. Im Gegensatz zur Meckel-Serres-Interpretation der Rekapitulation schlug Haeckels Form der Rekapitulation vor, dass Embryonen eher die chronologischen Stadien der evolutionären Abstammung ihrer Spezies als die Scala naturae durchlaufen. Haeckel sagte, dass Stadien während der Ontogenese von Organismen die evolutionäre Abstammung dieses Organismus wiedergeben. Er popularisierte diese Theorie, als er Theorien der Ontogenese mit Charles Darwins 1859 Theorie der Evolution der Arten durch natürliche Selektion synthetisierte; mehr als dreißig Jahre nachdem von Baer seine Gesetze der Embryologie vorgeschlagen hatte. Da Haeckels Theorie von linearer Entwicklung war, ähnlich der von Meckel, war von Baer von Haeckels Theorie nicht mehr überzeugt als von Meckels. Darüber hinaus akzeptierte von Baer nicht, dass alle Arten einen gemeinsamen Vorfahren hatten. Trotz der Einwände von Baer gegen Haeckels biogenetisches Gesetz und die Rekapitulation im Allgemeinen blieb das biogenetische Gesetz in der Biologie bis zur Wende des zwanzigsten Jahrhunderts bestehen, als neue experimentelle und vergleichende Beweise es unhaltbar machten.

Obwohl von Baer der gemeinsamen Abstammung und der natürlichen Selektion skeptisch gegenüberstand, war Charles Darwins Darstellung der Entwicklung im Ursprung der Arten dieselbe wie von Baer: Verzweigung und Epigenetik. Darwin lieferte auch die gleiche Kritik an der Rekapitulation wie von Baer; Darwin sagte, dass erwachsene Formen eines Tieres sich nicht in der Entwicklung eines anderen Tieres zeigen und dass nur die Embryonen einander ähnlich sehen. Darwin schrieb auch, dass die Embryologie die stärkste Klasse von Fakten zur Unterstützung seiner Evolutionstheorie lieferte.

Historiker des zwanzigsten Jahrhunderts wie Jane Oppenheimer und Stephen Jay Gould sagten später, dass von Baers Gesetze die Entwicklungsbiologie des zwanzigsten Jahrhunderts ermöglichten. Sie stellen fest, dass von Baer Entwicklungsprozesse als epigenetisch beschrieb und in Bezug auf verschiedene Organismen verzweigt fortschreitete, ebenso wie Entwicklungsbiologen des zwanzigsten Jahrhunderts.