Heronderzoek suggereert Paul Kammerer ’s wetenschappelijke’ fraude ‘ was een echte ontdekking van epigenetische erfenis

Paul Kammerer pleegde zelfmoord in 1926 na beschuldigd te zijn van fraude in zijn beroemde experimenten van “erfenis van verworven eigenschappen” met de vroedvrouw pad. Een nieuwe studie laat zien hoe recente ontwikkelingen in moleculaire epigenetica en heronderzoek van zijn beschrijvingen suggereren dat de experimenten echt waren.

de vermeende wetenschappelijke fraude door Paul Kammerer is misschien wel een van de meest controversiële mysteries in de geschiedenis van de biologie. In het begin van de 20e eeuw, hij was een beroemde evolutionaire wetenschapper, geprezen als een “new Darwin” in de pagina ‘ s van de New York Times. Zijn experimenten leverden indrukwekkend bewijs dat milieu-levenservaringen een direct, erfelijk effect konden hebben op het nageslacht, zoals zijn intellectuele voorganger Lamarck en Darwin zelf beweerden. In een van zijn beroemdste experimenten had Kammerer laten zien hoe een normaal terrestrische soort, de vroedvrouwenpad, in water kon leven en paren wanneer hij in een kunstmatig verwarmde omgeving werd gehouden. Deze gemodificeerde” water ” padden legden eieren die uitgroeiden tot padden met een aangeboren voorkeur om te leven en paren in water, zelfs wanneer opgevoed in normale, onverwarmde omgevingen. In opeenvolgende generaties van water padden, Kammerer gemeld dat mannelijke padden ontwikkeld huwelijkse pads op hun vingers. Dit zijn ruwe, donker gekleurde verdikkingen van de huid die meestal afwezig zijn in vroedvrouw padden, maar aanwezig in andere water-liefhebbende soorten, die ze gebruiken om vrouwtjes te grijpen tijdens de copulatie. Daarnaast kruiste Kammerer een van zijn gemodificeerde “water” mannetjes met een normale, onbehandelde land vrouw, het verkrijgen van 100% water padden in de eerste generatie, en ongeveer driekwart water padden in de tweede generatie. Dus, gemodificeerde eigenschappen werden geërfd volgens Mendels regels van genetica, hetzelfde dat de meesten van ons werden onderwezen op de middelbare school.In 1926 onderzocht collega-wetenschapper G. K. Noble een vast en versleten exemplaar van een experimentele “water” pad. Noble vond dat de vingers waren geïnjecteerd met oost-indische inkt om een kunstmatige gelijkenis met huwelijkse pads te creëren. Er volgde een groot schandaal, waardoor Kammerers hele wetenschappelijke nalatenschap in twijfel werd getrokken. Kammerer pleegde kort daarna zelfmoord en hoewel hij brieven achterliet waarin hij beweerde dat zijn resultaten authentiek waren, interpreteerden velen de zelfmoord als een schuldbekentenis. Zo werd Paul Kammerer een symbool van wetenschappelijke fraude, evenals een krachtig verhaal over de uiteindelijke mislukking en wetenschappelijke ongeldigheid van studies in de “erfenis van verworven eigenschappen.”Deze visie van Kammerer is nog steeds de mainstream mening, hoewel sommige stemmen hebben verdedigd zijn onschuld. Sovjet tijdgenoten accepteerden de beschuldigingen van fraude niet en maakten zelfs een populaire propagandafilm, “Salamandra” (1928), die verhaalde hoe Kammerer (die een linkse Jood was) door zijn vijanden in de val werd gelokt in het kielzog van het Oostenrijkse nazisme. In de jaren ‘ 70 schreef de gerenommeerde journalist Arthur Koestler een beroemd boek, “The case of the midwife toad”, waarin verschillende problemen met de beschuldigingen van fraude aan de orde werden gesteld, waaronder het feit dat de monsters waren waargenomen door verschillende deskundigen, die niet gemakkelijk voor de gek hadden moeten worden gehouden door grove inktinjecties.

het is geen geheim dat zelfs vandaag de dag de “overerving van verworven kenmerken” vaak als een onmogelijkheid wordt behandeld, zogenaamd verworpen door experimenten zoals de amputatie van de staart van muizen tijdens opeenvolgende generaties, wat er nooit toe leidt dat muizen zonder staarten worden geboren. Er werd aangevoerd dat er geen speciaal mechanisme bestond waardoor milieuveranderingen de overerving direct konden wijzigen, en dat elk schijnbaar geval uiteindelijk kon worden verklaard door indirecte effecten van natuurlijke selectie en conventionele genetica. Maar deze opvattingen begonnen drastisch te veranderen sinds de jaren 1990, samen met de vooruitgang in technieken om moleculaire genetica te bestuderen. Deze ontdekten verscheidene moleculaire mechanismen, zoals methylation van DNA, die overerving in reactie op het milieu direct konden veranderen. Het moderne gebied van epigenetics bestudeert die veranderingen in genuitdrukking die geen verandering impliceren, maar niettemin bij afwezigheid van het signaal of de gebeurtenis worden geërfd die de verandering in werking stelde. Tijdens de 21e eeuw, hebben de experimenten in muizen dergelijke erfelijke wijzigingen gemeld, het identificeren van de relevante genen die door epigenetische mechanismen zijn veranderd.In het licht van deze recente baanbrekende ontdekkingen hebben een team van wetenschappers van de Universiteit van Chili (Alexander Vargas), de Technische Universiteit van München (Quirin Krabichler) en de Linköping Universiteit (Carlos Guerrero-Bosagna) Kammerer ‘ s beschrijvingen van de vroedvrouw pad experimenten opnieuw onderzocht en hun conclusies gisteren gepubliceerd in het Journal of Experimental Zoology. De situatie is misschien analoog aan detectives die een tijdschrift analyseren dat talrijke moorden tot in detail beschrijft: er zijn veel mogelijkheden om uit te vinden of het past bij de realiteit, of slechts een fantasiewerk is. Als sommige van de vermeende gegevens in Kammerer ‘ s papers waren volledig buitengewoon, Buiten Bekende verschijnselen of verklarende mechanismen, moeten we voorzichtig blijven. Als de wetenschap op zijn beurt experimenteel bewijs levert dat overeenkomt met Kammerer ‘ s rapporten tot in de details, kunnen we een grotere kans op hun authenticiteit overwegen.

het team concludeerde dat Kammerers beschrijvingen volledig binnen het domein van de mogelijkheden liggen die door de moderne epigenetica worden blootgelegd. Dit is op zich een belangrijk alternatief voor fraude en de vermeende onmogelijkheid van de experimenten. Ze bevestigden echter ook een heel speciaal detail over de experimenten: dominantie in hybride kruisen zou afhangen van het geslacht van de padden, zodat als Kammerer nu een landmannetje kruiste met een watervrouwtje, de eerste generatie 100% landpaden zou zijn, en de volgende, ¾ landpaden. Dergelijke schakelingen in dominantie naar geslacht (ook bekend als “ouder van oorsprong effecten”) zijn bekend bij wetenschappers voor een lange tijd, maar zijn pas onlangs begrepen als gevolg van epigenetische mechanismen. Kammerer en andere Lamarckianen hebben nooit belang gehecht aan dit detail, dat werd genoemd als weinig meer dan een nieuwsgierigheid. Omdat epigenetische mechanismen deze effecten in verschillende moderne experimenten veroorzaken, geeft het een zeer specifieke gelijkenis, die sterk de authenticiteit van de vroedvrouw pad experimenten suggereert. Er is geen goede reden waarom Kammerer zo ‘ n detail zou verzinnen als zijn beschrijvingen slechts een fantasiewerk waren.

de nieuwe diepgaande studie van Kammerers beschrijvingen heeft ook een aantal belangrijke details over de experimenten verduidelijkt, waarvan is aangetoond dat ze een epigenetisch mechanisme bevoordelen boven andere besproken alternatieven. Recente beweringen dat Kammerer wisselende en onbetrouwbare verslagen van zijn experimenten zou verstrekken, worden ook definitief verworpen door de nieuwe studie. Gunter Wagner, een evolutionaire geneticus en professor aan Yale University, noemt de nieuwe studie een “spannende lees” en “de meest diepgaande analyse van Paul Kammerer’ s primaire publicaties tot nu toe, en de enige die is uitgevoerd in het licht van recente biologische kennis over epigenetica.”

waarom geloofden zoveel van Kammerers tijdgenoten de experimenten niet? Hoogstwaarschijnlijk waren ze conceptueel niet voorbereid om de resultaten te begrijpen, waarvan er veel raadselachtig en moeilijk te begrijpen zijn zonder een moderne kennis van epigenetische moleculaire mechanismen. Een bijzonder belangrijke tijdgenoot van Kammerer was William Bateson, die het woord “genetica” bedacht.”Bateson beschreef de resultaten van Kammerer’ s hybride kruisen als “meest verbazingwekkende,” maar twijfelde aan hun realiteit, met het argument dat totdat ze duidelijk werden aangetoond en bevestigd, “we zijn vrijgesteld van het baseren van brede conclusies op zijn getuigenis.”

inderdaad, Kammerer had een unieke manier van denken voor zijn tijd. Terwijl de meeste van zijn tijdgenoten zouden splitsen in tegengestelde “Mendelian” en “Lamarckian” bands, hij combineerde de experimentele principes van beide scholen van het denken. Hij was ook ongewoon onder de Lamarckiërs in dat hij niet geloofde dat de erfenis van verworven eigenschappen noodzakelijk progressief of heilzaam was, maar ook neutrale of schadelijke eigenschappen kon produceren.Het nieuwe artikel van Vargas, Krabichler en Guerrero-Bosagna valt samen met de zeer recente publicatie van een nieuw boek in het Duits, “Der Fall Paul Kammerer” (“de zaak van Paul Kammerer”) van journalist Klaus Taschwer. Dit boek biedt overvloedige nieuwe Historische gegevens over de vreemde omstandigheden rond de ontdekking van de inkt-geïnjecteerde huwelijkspads, sterk suggereren dat Kammerer inderdaad werd ingelijst. Gecombineerd met de wetenschappelijke benadering van Vargas et al., er is nu meer bewijs dan ooit dat de authenticiteit van de vroedvrouw pad experimenten suggereert. Sluitend bewijs kan echter alleen komen van hernieuwde experimenten met de vroedvrouw pad. Nieuwe moleculaire technieken zouden een snelle beoordeling van epigenetische mechanismen mogelijk maken, en er zijn al belangrijke vorderingen gemaakt die epigenetische overerving en ouder van oorsprong effecten in andere amfibieën aantonen. Om nieuw onderzoek in de vroedvrouw pad verder aan te moedigen, Vargas et al hebben een model van epigenetische mechanismen opgenomen die Kammerer ‘ s resultaten kunnen verklaren door middel van specifieke veronderstellingen, die experimenteel kunnen worden getest. Hernieuwd onderzoek in de vroedvrouw pad kan niet alleen de afsluiting van een van de meest intrigerende mysteries in de geschiedenis van de biologie, maar het is ook waarschijnlijk het genereren van belangrijke wetenschappelijke vooruitgang over hoe epigenetische mechanismen werken in evolutie en adaptatie. De moderne epigenetica kan Kammerer ‘ s naam zuiveren, en is al bezig met wat waarschijnlijk zijn onvervulde bijdrage aan de wetenschap zal zijn. In een ironische laatste paragraaf van zijn artikel over hybride kruisen, verwijst Kammerer naar het feit dat Mendel zelf in zijn leven over het hoofd werd gezien: “Moge mijn werk beter presteren dan zijn grote voorganger, geschreven door Mendel; moge het zijn nuttige toepassing vinden in de wetenschap en economie vóór de dood van de auteur en voor het verstrijken van vele decennia!”