Ri-esame suggerisce Paul Kammerer scientifico ‘frode’ stata un’autentica scoperta di eredità epigenetica

Paul Kammerer si suicidò nel 1926 dopo essere stato accusato di frode nei suoi famosi esperimenti di “eredità di tratti acquisiti” con l’ostetrica rospo. Un nuovo studio mostra come i recenti progressi nell’epigenetica molecolare e il riesame delle sue descrizioni suggeriscono che gli esperimenti erano effettivamente autentici.

La presunta frode scientifica di Paul Kammerer è forse uno dei misteri più controversi della storia della biologia. All’inizio del 20 ° secolo, era un famoso scienziato evoluzionista, salutato come un “nuovo Darwin” nelle pagine del New York Times. I suoi esperimenti hanno fornito prove impressionanti che le esperienze di vita ambientale potrebbero avere un effetto diretto e ereditabile sulla progenie, come sostenuto dal suo predecessore intellettuale Lamarck e dallo stesso Darwin. In uno dei suoi esperimenti più famosi, Kammerer aveva mostrato come una specie normalmente terrestre, il rospo ostetrico, potesse essere fatta vivere e accoppiarsi in acqua se tenuta in un ambiente riscaldato artificialmente. Questi rospi modificati” acqua ” uova deposte che sono cresciuti in rospi con una preferenza innata per vivere e accoppiarsi in acqua, anche quando sollevato in ambienti normali, non riscaldati. Nelle generazioni successive di rospi d’acqua, Kammerer ha riferito che i rospi maschi hanno sviluppato pastiglie nuziali sulle dita. Si tratta di ispessimenti ruvidi e di colore scuro della pelle che di solito sono assenti nei rospi ostetrici, ma presenti in altre specie amanti dell’acqua, che li usano per afferrare le femmine durante la copulazione. Inoltre, Kammerer incrociò uno dei suoi maschi “acqua” modificati con una normale femmina terrestre non trattata, ottenendo il 100% di rospi d’acqua nella prima generazione e circa tre quarti di rospi d’acqua nella seconda generazione. Quindi, i tratti modificati venivano ereditati secondo le regole della genetica di Mendel, le stesse che la maggior parte di noi veniva insegnata al liceo.

Nel 1926, il collega scienziato G. K. Noble esaminò un esemplare fisso e usurato di un rospo sperimentale “acqua”. Noble scoprì che le dita erano state iniettate con inchiostro indiano per creare una somiglianza artificiale con i cuscinetti nuziali. Ne seguì un enorme scandalo, mettendo in discussione l’intera eredità scientifica di Kammerer. Kammerer si suicidò poco dopo, e anche se ha lasciato lettere sostenendo che i suoi risultati erano autentici, molti interpretato il suicidio come un’ammissione di colpa. Così, Paul Kammerer divenne un simbolo di frode scientifica, così come una potente storia sul fallimento finale e l’invalidità scientifica degli studi nell ‘ “eredità dei tratti acquisiti”.”Questa visione di Kammerer ha continuato ad essere l’opinione mainstream, anche se alcune voci hanno difeso la sua innocenza. I contemporanei sovietici non accettarono le accuse di frode e fecero persino un film di propaganda popolare,” Salamandra ” (1928), che narrava come Kammerer (che era un ebreo di sinistra) fosse stato incastrato dai suoi nemici sulla scia del nazismo austriaco. Nel 1970, il famoso giornalista Arthur Koestler ha scritto un famoso libro, “The case of the midwife toad”, che ha sottolineato diversi problemi con le accuse di frode, tra cui il fatto che i campioni erano stati osservati da diversi esperti, che non avrebbero dovuto essere facilmente ingannati da iniezioni di inchiostro grezzo.

Non è un segreto che ancora oggi, l ‘”eredità delle caratteristiche acquisite” è spesso trattata come un’impossibilità, presumibilmente scartata da esperimenti come l’amputazione della coda dei topi durante le generazioni successive, che non porta mai a topi nati senza coda. È stato sostenuto che non esisteva un meccanismo speciale attraverso il quale il cambiamento ambientale potesse modificare direttamente l’ereditarietà e che ogni caso apparente potesse essere spiegato in ultima analisi dagli effetti indiretti della selezione naturale e della genetica convenzionale. Ma questi punti di vista hanno iniziato a cambiare drasticamente dal 1990, insieme ai progressi nelle tecniche per studiare la genetica molecolare. Questi hanno scoperto diversi meccanismi molecolari, come la metilazione del DNA, che potrebbero cambiare direttamente l’ereditarietà in risposta all’ambiente. Il moderno campo dell’epigenetica studia quei cambiamenti nell’espressione genica che non comportano una mutazione, ma sono comunque ereditati in assenza del segnale o dell’evento che ha avviato il cambiamento. Durante il 21 ° secolo, esperimenti su topi hanno riportato tali modifiche ereditabili, identificando i geni rilevanti che sono stati alterati da meccanismi epigenetici.

alla luce di questi recenti e rivoluzionarie scoperte, un team di scienziati dell’Università del Cile (Alexander Vargas), l’Università Tecnica di Monaco di baviera (Quirin Krabichler) , e l’Università di Linköping (Carlos Guerrero-Bosagna) hanno riesaminato Kammerer descrizioni dell’ostetrica rospo esperimenti, e hanno pubblicato le loro conclusioni, che ieri, in Rivista Sperimentale di Zoologia. La situazione è forse analoga a quella dei detective che analizzano un diario che descrive dettagliatamente numerosi omicidi: ci sono molte opportunità per scoprire se si adatta alla realtà, o è semplicemente un’opera di fantasia. Se alcuni dei presunti dati nei documenti di Kammerer fossero del tutto straordinari, al di là di fenomeni noti o meccanismi esplicativi, dovremmo rimanere cauti. Se, a sua volta, la scienza offre prove sperimentali che corrispondono ai rapporti di Kammerer fino a dettagli specifici, possiamo considerare una maggiore probabilità della loro autenticità.

Il team ha concluso che le descrizioni di Kammerer sono completamente all’interno del regno delle possibilità scoperte dall’epigenetica moderna. Questa di per sé è un’alternativa importante alla frode e alla presunta impossibilità degli esperimenti. Tuttavia, hanno inoltre confermato un dettaglio molto speciale sugli esperimenti: il dominio nelle croci ibride dipenderebbe dal sesso dei rospi, in modo tale che se Kammerer ora attraversasse un maschio terrestre con una femmina acquatica, la prima generazione sarebbe 100% rospi terrestri e il successivo, ¾ rospi terrestri. Tali interruttori di dominanza in base al sesso (noti anche come “effetti genitori di origine”) sono noti agli scienziati da molto tempo, ma solo di recente si è capito che derivano da meccanismi epigenetici. Kammerer e altri lamarckiani non hanno mai dato importanza a questo dettaglio, che è stato menzionato come poco più di una curiosità. Tuttavia, poiché i meccanismi epigenetici producono questi effetti in diversi esperimenti moderni, fornisce una somiglianza molto specifica, che suggerisce fortemente l’autenticità degli esperimenti del rospo ostetrico. Non c’è una buona ragione per cui Kammerer avrebbe inventato un tale dettaglio se le sue descrizioni fossero un semplice lavoro di fantasia.

Il nuovo studio approfondito delle descrizioni di Kammerer ha anche chiarito diversi dettagli importanti sugli esperimenti, che hanno dimostrato di favorire un meccanismo epigenetico rispetto ad altre alternative discusse. Recenti affermazioni secondo cui Kammerer avrebbe fornito resoconti mutevoli e inaffidabili dei suoi esperimenti sono anche definitivamente scartate dal nuovo studio. Gunter Wagner, un genetista evolutivo e professore alla Yale University, definisce il nuovo studio una “lettura emozionante” e ” l’analisi più approfondita delle pubblicazioni primarie di Paul Kammerer fino ad oggi, e l’unico che è stato eseguito alla luce delle recenti conoscenze biologiche sull’epigenetica.”

Perché così tanti contemporanei di Kammerer non credevano agli esperimenti? Molto probabilmente, erano concettualmente impreparati a comprendere i risultati, molti dei quali sono sconcertanti e difficili da capire senza una moderna conoscenza dei meccanismi molecolari epigenetici. Un contemporaneo particolarmente importante di Kammerer fu William Bateson, che coniò la parola ” genetica.”Bateson ha descritto i risultati delle croci ibride di Kammerer come “più sorprendenti”, ma ha dubitato della loro realtà, sostenendo che fino a quando non sono stati chiaramente dimostrati e confermati, ” siamo assolti dal basare ampie conclusioni sulla sua testimonianza.”

In effetti, Kammerer aveva un modo di pensare unico per il suo tempo. Mentre la maggior parte dei suoi contemporanei si sarebbe divisa in gruppi opposti “Mendelian” e “Lamarckian”, ha combinato i principi sperimentali di entrambe le scuole di pensiero. Era anche insolito tra i lamarckiani in quanto non credeva che l’eredità dei tratti acquisiti fosse necessariamente progressiva o benefica, ma poteva anche produrre tratti neutri o dannosi.

Il nuovo lavoro di Vargas, Krabichler e Guerrero-Bosagna coincide con la recentissima pubblicazione di un nuovo libro in tedesco, “Der Fall Paul Kammerer” (“Il caso di Paul Kammerer”) del giornalista Klaus Taschwer. Questo libro fornisce abbondanti nuovi dati storici sulle strane circostanze che circondano la scoperta dei cuscinetti nuziali iniettati con inchiostro, suggerendo fortemente che Kammerer fosse davvero incorniciato. Combinato con l’approccio scientifico di Vargas et al., c’è ora più prova che mai che suggerisce l’autenticità degli esperimenti di rospo di ostetrica. Prove conclusive, tuttavia, possono venire solo da una rinnovata sperimentazione con il rospo ostetrico. Nuove tecniche molecolari consentirebbero una rapida valutazione dei meccanismi epigenetici e sono già stati fatti importanti progressi che dimostrano l’ereditarietà epigenetica e gli effetti dei genitori di origine in altri anfibi. Per incoraggiare ulteriormente nuove ricerche nel rospo ostetrico, Vargas et al hanno incluso un modello di meccanismi epigenetici che possono spiegare i risultati di Kammerer attraverso ipotesi specifiche, che possono essere testate sperimentalmente. La rinnovata ricerca nel rospo ostetrico potrebbe non solo dare chiusura a uno dei misteri più intriganti della storia della biologia, ma è anche probabile che generi importanti progressi scientifici su come funzionano i meccanismi epigenetici nell’evoluzione e nell’adattamento.

L’epigenetica moderna può cancellare il nome di Kammerer e sta già portando avanti quello che probabilmente sarà il suo contributo insoddisfatto alla scienza. In un ironico paragrafo finale del suo articolo sulle croci ibride, Kammerer allude al fatto che Mendel stesso è stato trascurato nella sua vita: “Possa il mio lavoro cavarsela meglio del suo grande predecessore scritto da Mendel; possa trovare la sua utile applicazione nella scienza e nell’economia prima della morte dell’autore e prima del passare di molti decenni!”