Un nouvel examen suggère que la « fraude » scientifique de Paul Kammerer était une véritable découverte de l’héritage épigénétique

Paul Kammerer s’est suicidé en 1926 après avoir été accusé de fraude dans ses fameuses expériences d' »héritage de traits acquis » avec la sage-femme crapaud. Une nouvelle étude montre comment les progrès récents en épigénétique moléculaire et le réexamen de ses descriptions suggèrent que les expériences étaient réellement authentiques.

La prétendue fraude scientifique de Paul Kammerer est peut-être l’un des mystères les plus controversés de l’histoire de la biologie. Au début du 20e siècle, il était un célèbre scientifique évolutionniste, salué comme un « nouveau Darwin » dans les pages du New York Times. Ses expériences ont fourni des preuves impressionnantes que les expériences de vie environnementales pouvaient avoir un effet direct et héréditaire sur la descendance, comme le soutenait son prédécesseur intellectuel Lamarck et Darwin lui-même. Dans l’une de ses expériences les plus célèbres, Kammerer avait montré comment une espèce normalement terrestre, le crapaud sage-femme, pouvait être amenée à vivre et à s’accoupler dans l’eau lorsqu’elle était maintenue dans un environnement chauffé artificiellement. Ces crapauds « aquatiques » modifiés ont pondu des œufs qui sont devenus des crapauds avec une préférence innée pour vivre et s’accoupler dans l’eau, même lorsqu’ils sont élevés dans des environnements normaux et non chauffés. Dans les générations successives de crapauds aquatiques, Kammerer a rapporté que les crapauds mâles développaient des coussinets nuptiaux sur leurs doigts. Ce sont des épaississements de peau rugueux et de couleur foncée qui sont généralement absents chez les crapauds sages-femmes, mais présents chez d’autres espèces qui aiment l’eau, qui les utilisent pour saisir les femelles pendant la copulation. De plus, Kammerer a croisé un de ses mâles « aquatiques » modifiés avec une femelle terrestre normale et non traitée, obtenant 100% de crapauds aquatiques dans la première génération, et environ les trois quarts de crapauds aquatiques dans la deuxième génération. Ainsi, les traits modifiés étaient hérités selon les règles de génétique de Mendel, les mêmes que celles enseignées à la plupart d’entre nous au lycée.

En 1926, son collègue scientifique G.K. Noble a examiné un spécimen fixe et usé d’un crapaud expérimental « d’eau ». Noble a constaté que les doigts avaient été injectés avec de l’encre de Chine pour créer une ressemblance artificielle avec des coussinets nuptiaux. Un énorme scandale s’ensuivit, remettant en question tout l’héritage scientifique de Kammerer. Kammerer s’est suicidé peu de temps après, et bien qu’il ait laissé des lettres affirmant que ses résultats étaient authentiques, beaucoup ont interprété le suicide comme un aveu de culpabilité. Ainsi, Paul Kammerer est devenu un symbole de fraude scientifique, ainsi qu’une histoire puissante sur l’échec ultime et l’invalidité scientifique des études dans « l’héritage des traits acquis. »Cette opinion de Kammerer a continué d’être l’opinion dominante, bien que certaines voix aient défendu son innocence. Les contemporains soviétiques n’ont pas accepté les accusations de fraude et ont même réalisé un film de propagande populaire, « Salamandra » (1928), qui racontait comment Kammerer (qui était un juif de gauche) avait été encadré par ses ennemis à la suite du nazisme autrichien. Dans les années 1970, le célèbre journaliste Arthur Koestler a écrit un livre célèbre, « Le cas du crapaud sage-femme », qui soulignait plusieurs problèmes avec les accusations de fraude, notamment le fait que les spécimens avaient été observés par plusieurs experts, qui n’auraient pas dû être facilement dupés par des injections d’encre grossières.

Ce n’est un secret pour personne qu’aujourd’hui encore, « l’héritage des caractéristiques acquises » est souvent traité comme une impossibilité, soi-disant écartée par des expériences telles que l’amputation de la queue de souris au cours de générations successives, ce qui ne conduit jamais à la naissance de souris sans queue. Il a été avancé qu’il n’existait aucun mécanisme spécial permettant aux changements environnementaux de modifier directement l’héritage et que chaque cas apparent pouvait être expliqué en fin de compte par des effets indirects de la sélection naturelle et de la génétique conventionnelle. Mais ces points de vue ont commencé à changer radicalement depuis les années 1990, avec les progrès des techniques d’étude de la génétique moléculaire. Ceux-ci ont découvert plusieurs mécanismes moléculaires, tels que la méthylation de l’ADN, qui pourraient modifier directement l’héritage en réponse à l’environnement. Le domaine moderne de l’épigénétique étudie les changements dans l’expression des gènes qui n’impliquent pas de mutation, mais qui sont néanmoins hérités en l’absence du signal ou de l’événement qui a initié le changement. Au cours du 21e siècle, des expériences sur des souris ont rapporté de telles modifications héritables, identifiant les gènes pertinents qui ont été modifiés par des mécanismes épigénétiques.

À la lumière de ces récentes découvertes révolutionnaires, une équipe de scientifiques de l’Université du Chili (Alexander Vargas), de l’Université technique de Munich (Quirin Krabichler) et de l’Université de Linköping (Carlos Guerrero-Bosagna) ont réexaminé les descriptions de Kammerer des expériences de crapaud sage-femme, et ont publié leurs conclusions hier dans le Journal of Experimental Zoology. La situation est peut-être analogue à celle des détectives analysant un journal qui décrit de nombreux meurtres en détail: Il y a de nombreuses occasions de savoir si cela correspond à la réalité ou s’il s’agit simplement d’une œuvre de fantaisie. Si certaines des données alléguées dans les articles de Kammerer étaient tout à fait extraordinaires, au-delà des phénomènes connus ou des mécanismes explicatifs, nous devrions rester prudents. Si, à son tour, la science offre des preuves expérimentales qui correspondent aux rapports de Kammerer jusqu’à des détails spécifiques, nous pouvons envisager une plus grande probabilité de leur authenticité.

L’équipe a conclu que les descriptions de Kammerer sont complètement dans le domaine des possibilités découvertes par l’épigénétique moderne. C’est en soi une alternative importante à la fraude et à la prétendue impossibilité des expériences. Cependant, ils ont en outre confirmé un détail très particulier sur les expériences: la dominance dans les croisements hybrides dépendrait du sexe des crapauds, de sorte que si Kammerer croisait maintenant un mâle terrestre avec une femelle aquatique, la première génération serait 100% crapauds terrestres et la suivante, ¾ crapauds terrestres. De tels changements de dominance selon le sexe (également appelés « effets parents d’origine ») sont connus des scientifiques depuis longtemps, mais n’ont été compris que récemment comme résultant de mécanismes épigénétiques. Kammerer et d’autres Lamarckiens n’ont jamais accordé d’importance à ce détail, qui a été mentionné comme un peu plus qu’une curiosité. Cependant, étant donné que les mécanismes épigénétiques produisent ces effets dans plusieurs expériences modernes, cela fournit une ressemblance très spécifique, qui suggère fortement l’authenticité des expériences de crapaud sage-femme. Il n’y a aucune bonne raison pour que Kammerer invente un tel détail si ses descriptions n’étaient qu’un simple travail de fantaisie.

La nouvelle étude approfondie des descriptions de Kammerer a également clarifié plusieurs détails importants sur les expériences, qui favorisent un mécanisme épigénétique par rapport aux autres alternatives discutées. Les affirmations récentes selon lesquelles Kammerer fournirait des récits changeants et peu fiables de ses expériences sont également rejetées de manière concluante par la nouvelle étude. Gunter Wagner, généticien évolutionniste et professeur à l’Université de Yale, qualifie la nouvelle étude de « lecture passionnante » et de « l’analyse la plus approfondie des principales publications de Paul Kammerer à ce jour, et la seule qui ait été réalisée à la lumière des connaissances biologiques récentes sur l’épigénétique. »

Pourquoi tant de contemporains de Kammerer ont-ils mécru les expériences ? Très probablement, ils n’étaient conceptuellement pas préparés à comprendre les résultats, dont beaucoup sont déroutants et difficiles à comprendre sans une connaissance moderne des mécanismes moléculaires épigénétiques. Un contemporain particulièrement important de Kammerer était William Bateson, qui a inventé le mot « génétique. Bateson a décrit les résultats des croisements hybrides de Kammerer comme « les plus étonnants », mais a douté de leur réalité, arguant que jusqu’à ce qu’ils soient clairement démontrés et confirmés, « nous sommes absous de fonder de larges conclusions sur son témoignage. »

En effet, Kammerer avait une façon de penser unique pour son époque. Alors que la plupart de ses contemporains se diviseraient en groupes opposés « mendéliens » et « lamarckiens », il combinait les principes expérimentaux des deux écoles de pensée. Il était également inhabituel chez les Lamarckiens en ce sens qu’il ne croyait pas que l’héritage des traits acquis était nécessairement progressif ou bénéfique, mais pouvait également produire des traits neutres ou préjudiciables.

Le nouvel article de Vargas, Krabichler et Guerrero-Bosagna coïncide avec la publication très récente d’un nouveau livre en allemand, « Der Fall Paul Kammerer » (« Le cas de Paul Kammerer ») par le journaliste Klaus Taschwer. Ce livre fournit de nombreuses nouvelles données historiques sur les circonstances étranges entourant la découverte des tampons nuptiaux injectés d’encre, suggérant fortement que Kammerer était bien encadré. Combiné à l’approche scientifique de Vargas et al., il y a maintenant plus de preuves que jamais qui suggèrent l’authenticité des expériences de crapaud sage-femme. Des preuves concluantes, cependant, ne peuvent provenir que d’une expérimentation renouvelée avec le crapaud sage-femme. De nouvelles techniques moléculaires permettraient une évaluation rapide des mécanismes épigénétiques, et d’importants progrès ont déjà été réalisés qui démontrent l’hérédité épigénétique et les effets des parents d’origine chez d’autres amphibiens. Pour encourager davantage de nouvelles recherches sur le crapaud sage-femme, Vargas et al ont inclus un modèle de mécanismes épigénétiques pouvant expliquer les résultats de Kammerer par des hypothèses spécifiques, qui peuvent être testées expérimentalement. La recherche renouvelée sur le crapaud sage-femme pourrait non seulement clore l’un des mystères les plus intrigants de l’histoire de la biologie, mais elle devrait également générer d’importantes avancées scientifiques sur le fonctionnement des mécanismes épigénétiques dans l’évolution et l’adaptation.

L’épigénétique moderne peut effacer le nom de Kammerer, et réalise déjà ce qui est probablement sa contribution non accomplie à la science. Dans un dernier paragraphe ironique de son article sur les croisements hybrides, Kammerer fait allusion au fait que Mendel lui-même a été négligé de son vivant: « Que mon œuvre se porte mieux que son grand prédécesseur écrit par Mendel; puisse-t-elle trouver son application utile dans la science et l’économie avant la mort de l’auteur et avant le passage de nombreuses décennies! »