Uudelleen tutkiminen viittaa siihen, että Paul Kammererin tieteellinen ’petos’ oli todellinen epigeneettisen perinnön löytö

Paul Kammerer teki itsemurhan vuonna 1926, kun häntä syytettiin petoksesta hänen kuuluisissa kokeissaan ”hankittujen ominaisuuksien perinnöstä” kätilö-rupikonnan kanssa. Uusi tutkimus osoittaa, kuinka viimeaikaiset edistysaskeleet molekyyliepigenetiikassa ja hänen kuvaustensa uudelleen tutkiminen viittaavat siihen, että kokeet olivat todella aitoja.

Paul Kammererin väitetty tiedevilppi on ehkä yksi biologian historian kiistellyimmistä mysteereistä. 1900-luvun alussa hän oli kuuluisa evoluutiotutkija, jota kutsuttiin New York Timesin sivuilla ”uudeksi Darwiniksi”. Hänen kokeensa tarjosivat vaikuttavia todisteita siitä, että ympäristön elämänkokemuksilla voisi olla suora, periytyvä vaikutus jälkeläisiin, kuten hänen älyllinen edeltäjänsä Lamarck ja Darwin itse väittivät. Eräässä kuuluisimmista kokeistaan Kammerer oli osoittanut, miten normaalisti maalla elävä laji, kätilösammakko, voitiin saada elämään ja parittelemaan vedessä, kun sitä pidettiin keinotekoisesti lämmitetyssä ympäristössä. Nämä muunnellut ”vesisammakot” munivat munia, joista kasvoi rupikonnia, joilla oli luontainen mieltymys elää ja paritella vedessä, vaikka ne kasvatettaisiin normaalissa, lämmittämättömässä ympäristössä. Kammerer kertoi, että peräkkäisten vesisammakkosukupolvien aikana koiraskonnille kehittyi sormiinsa nuptiaalityynyjä. Nämä ovat karkeaa, tummaa ihon paksuutta, jota kätilösammakoilla ei yleensä ole, mutta jota esiintyy muilla vettä rakastavilla lajeilla, jotka käyttävät niitä tarttuakseen naaraisiin parittelun aikana. Lisäksi Kammerer risteytti yhden muunnelluista ”vesi-” uroksistaan normaalin, käsittelemättömän maatiaisnaaraan kanssa saaden 100% vesikonnia ensimmäisessä sukupolvessa ja noin kolme neljäsosaa vesikonnia toisessa sukupolvessa. Niinpä muunnellut piirteet periytyivät Mendelin genetiikan sääntöjen mukaan, jotka useimmille meistä opetettiin lukiossa.

vuonna 1926 tutkijatoveri G. K. Noble tutki kiinteän ja kuluneen näytteen kokeellisesta ”vesikonnasta”. Noble havaitsi, että sormiin oli ruiskutettu intialaista mustetta, jotta ne muistuttaisivat keinotekoisesti vihkityynyjä. Seurasi valtava skandaali, joka asetti Kammererin koko tieteellisen perinnön kyseenalaiseksi. Kammerer teki itsemurhan pian tämän jälkeen, ja vaikka hän jätti kirjeitä, joissa hän väitti tulosten olevan aitoja, monet tulkitsivat itsemurhan syyllisyyden myöntämiseksi. Näin Paul Kammererista tuli tieteellisen vilpin symboli sekä voimakas kertomus tutkimusten lopullisesta epäonnistumisesta ja tieteellisestä mitättömyydestä ”hankittujen ominaisuuksien periytymisessä.”Tämä Kammererin näkemys on edelleen ollut valtavirran mielipide, vaikka jotkut ovat puolustaneet hänen syyttömyyttään. Neuvostoliittolaiset aikalaiset eivät hyväksyneet vilppisyytöksiä ja tekivät jopa suositun propagandaelokuvan ”Salamandra” (1928), joka kertoi kuinka Kammerer (joka oli vasemmistojuutalainen) oli joutunut vihollistensa lavastamaksi Itävallan natsismin vanavedessä. Tunnettu toimittaja Arthur Koestler kirjoitti 1970-luvulla kuuluisan kirjan ”the case of the midwilder toad”, joka toi esiin useita ongelmia vilppisyytöksissä, kuten sen, että näytteistä oli tehty havaintoja useilta asiantuntijoilta, joita ei olisi pitänyt helposti huijata karkeilla musteruiskeilla.

ei ole mikään salaisuus, että vielä nykyäänkin ”hankittujen ominaisuuksien periytymistä” pidetään usein mahdottomuutena, jonka oletetaan hävinneen kokeilla, kuten hiirten hännän amputoinnilla peräkkäisten sukupolvien aikana, mikä ei koskaan johda siihen, että hiiriä syntyy ilman häntää. Väitettiin, että ei ole olemassa mitään erityistä mekanismia, jolla ympäristön muutos voisi suoraan muuttaa perintöä, ja että jokainen näennäinen tapaus voitaisiin lopulta selittää luonnonvalinnan ja perinteisen genetiikan välillisillä vaikutuksilla. Mutta nämä näkemykset alkoivat muuttua rajusti 1990-luvulta lähtien, yhdessä molekyyligenetiikan tutkimisen tekniikoiden edistymisen kanssa. Nämä paljastivat useita molekyylimekanismeja, kuten DNA: n metylaation, joka voisi suoraan muuttaa perintöä reagoidessaan ympäristöön. Moderni epigenetiikan ala tutkii niitä muutoksia geenin ilmentymisessä, joihin ei liity mutaatiota, mutta jotka kuitenkin periytyvät muutoksen käynnistäneen signaalin tai tapahtuman puuttuessa. 2000-luvulla hiirillä tehdyt kokeet ovat raportoineet tällaisista periytyvistä muunnoksista, joissa on tunnistettu epigeneettisten mekanismien muuttamia geenejä.

näiden viimeaikaisten uraauurtavien löytöjen valossa ryhmä tiedemiehiä Chilen yliopistosta (Alexander Vargas) , Münchenin teknillisestä yliopistosta (Quirin Krabichler) ja Linköpingin yliopistosta (Carlos Guerrero-Bosagna) ovat tutkineet uudelleen Kammererin kuvaukset kätilökonnakokeista ja julkaisseet johtopäätöksensä eilen Journal of Experimental Zoology-lehdessä. Tilanne on ehkä analoginen etsiville, jotka analysoivat päiväkirjaa, joka kuvaa lukuisia murhia hyvin yksityiskohtaisesti: on monia mahdollisuuksia selvittää, sopiiko se todellisuuteen vai onko se vain fantasiaa. Jos osa Kammererin papereiden väitetyistä tiedoista olisi täysin poikkeuksellisia, tunnettujen ilmiöiden tai selittävien mekanismien ulkopuolella, meidän olisi pysyttävä varovaisina. Jos tiede puolestaan tarjoaa kokeellisia todisteita, jotka vastaavat Kammererin kertomuksia aina tiettyihin yksityiskohtiin asti, voimme pitää todennäköisempänä niiden aitoutta.

ryhmä päätteli, että Kammererin kuvaukset ovat täysin nykyaikaisen epigenetiikan paljastamien mahdollisuuksien rajoissa. Tämä on sinänsä tärkeä vaihtoehto petoksille ja kokeiden väitetylle mahdottomuudelle. He kuitenkin vahvistivat kokeisiin liittyvän hyvin erikoisen yksityiskohdan: valta-asema hybridiristeytyksissä riippuisi rupikonnien sukupuolesta siten, että jos Kammerer nyt risteyttäisi maa-uroksen vesinaaraan kanssa, ensimmäinen sukupolvi olisi 100% maakonnia ja seuraava ¾ maakonnia. Tällaiset sukupuolen mukaan määräävässä asemassa olevat muutokset (tunnetaan myös nimellä ”alkuperävaikutusten vanhempi”) ovat olleet tutkijoiden tiedossa jo pitkään, mutta vasta viime aikoina niiden on ymmärretty johtuvan epigeneettisistä mekanismeista. Kammerer ja muut Lamarckilaiset eivät koskaan kiinnittäneet huomiota tähän yksityiskohtaan, joka mainittiin vain uteliaisuutena. Kuitenkin, koska epigeneettiset mekanismit tuottavat näitä vaikutuksia useissa nykyaikaisissa kokeissa, se tarjoaa hyvin spesifisen yhdennäköisyyden, joka viittaa vahvasti kätilö-rupikonnan kokeiden aitouteen. Ei ole mitään hyvää syytä, miksi Kammerer keksisi tällaisen yksityiskohdan, jos hänen kuvauksensa olisivat pelkkää fantasiaa.

Kammererin kuvausten Uusi perusteellinen tutkimus on myös selventänyt useita tärkeitä yksityiskohtia kokeista, joiden on osoitettu suosivan epigeneettistä mekanismia muihin käsiteltyihin vaihtoehtoihin nähden. Tuoreessa tutkimuksessa hylätään lopullisesti myös väitteet siitä, että Kammerer antaisi muuttuvia ja epäluotettavia kertomuksia kokeistaan. Gunter Wagner, evolutiivinen geneetikko ja Yalen yliopiston professori, kutsuu uutta tutkimusta ”jännittäväksi luettavaksi” ja ” Paul Kammererin tähän mennessä perusteellisimmaksi analyysiksi ja ainoaksi, joka on tehty viimeaikaisen epigenetiikkaa koskevan biologisen tiedon valossa.”

miksi niin monet Kammererin aikalaiset eivät uskoneet kokeisiin? Todennäköisesti he olivat käsitteellisesti valmistautumattomia ymmärtämään tuloksia, joista monet ovat hämmentäviä ja vaikea ymmärtää ilman nykyaikaista tietoa epigeneettisistä molekyylimekanismeista. Erityisen tärkeä Kammererin aikalainen oli William Bateson, joka keksi sanan ”genetics.”Bateson kuvaili Kammererin risteytysten tuloksia ”mitä hämmästyttävimmiksi”, mutta epäili niiden todenperäisyyttä väittäen, että ennen kuin ne on selvästi osoitettu ja vahvistettu, ” olemme vapaita perustamasta laajoja johtopäätöksiä hänen todistukseensa.”

Kammererilla olikin omanlaisensa ajattelutapa ajalleen. Vaikka suurin osa hänen aikalaisistaan jakaantui vastakkaisiin ”Mendelialaisiin”ja” Lamarckilaisiin ” yhtyeisiin, hän yhdisteli molempien koulukuntien kokeellisia periaatteita. Hän oli epätavallinen Lamarckilaisten keskuudessa myös siinä mielessä, että hän ei uskonut hankittujen piirteiden periytymisen olevan välttämättä edistyksellistä tai hyödyllistä, vaan saattoi tuottaa myös neutraaleja tai haitallisia piirteitä.

Vargasin, Krabichlerin ja Guerrero-Bosagnan Uusi paperi osuu samaan ajankohtaan, kun toimittaja Klaus Taschwer julkaisi aivan äskettäin uuden saksankielisen kirjan ”Der Fall Paul Kammerer” (”Paul Kammererin tapaus”). Tämä kirja tarjoaa runsaasti uutta historiallista tietoa oudoista olosuhteista, jotka ympäröivät musteella ruiskutettujen vihkityynyjen löytymistä, mikä viittaa vahvasti siihen, että Kammerer todellakin lavastettiin. Yhdistettynä tieteelliseen lähestymistapaan Vargas et al. kätilön konnakokeiden aitoudesta on nyt enemmän todisteita kuin koskaan. Ratkaisevia todisteita voidaan kuitenkin saada vain kätilökonnalla tehdyistä uusituista kokeista. Uudet molekyylitekniikat mahdollistaisivat epigeneettisten mekanismien nopean arvioinnin, ja merkittäviä edistysaskeleita on jo tehty, jotka osoittavat epigeneettisen periytymisen ja alkuperävaikutusten vanhemman muissa sammakkoeläimissä. Edelleen kannustaa uutta tutkimusta kätilö toad, Vargas et al ovat sisällyttäneet mallin epigeneettisiä mekanismeja, jotka voivat selittää Kammerer tulokset erityisten oletusten, jotka voidaan kokeellisesti testattu. Kätilö-rupikonnan uudistettu tutkimus saattaa paitsi sulkea yhden biologian historian kiehtovimmista mysteereistä, myös todennäköisesti tuottaa tärkeitä tieteellisiä edistysaskelia siitä, miten epigeneettiset mekanismit toimivat evoluutiossa ja sopeutumisessa.

nykyaikainen epigenetiikka saattaa puhdistaa Kammererin nimen, ja hän toteuttaa jo sitä, mikä todennäköisesti on hänen täyttymätön panoksensa tieteelle. Hybridiristejä käsittelevän tutkielmansa ironisessa viimeisessä kappaleessa Kammerer viittaa siihen, että Mendel itse jäi hänen elinaikanaan huomiotta: ”Menestyköön teokseni paremmin kuin Mendelin kirjoittama suuri edeltäjänsä; löytäköön se hyödyllisen sovelluksensa tieteessä ja taloudessa ennen kirjailijan kuolemaa ja ennen vuosikymmenten kulumista!”