Ponowna analiza sugeruje, że Naukowe „oszustwo” Paula Kammerera było prawdziwym odkryciem Dziedzictwa epigenetycznego

Paul Kammerer popełnił samobójstwo w 1926 roku po tym, jak został oskarżony o oszustwo w swoich słynnych eksperymentach „dziedziczenia nabytych cech” z ropuchą położną. Nowe badanie pokazuje, jak niedawne postępy w epigenetyce molekularnej i ponowne zbadanie jego opisów sugerują, że eksperymenty były rzeczywiście autentyczne.

rzekome oszustwo Naukowe Paula Kammerera jest prawdopodobnie jedną z najbardziej kontrowersyjnych zagadek w historii biologii. Na początku XX wieku był znanym naukowcem ewolucyjnym, okrzykniętym „nowym Darwinem” na łamach New York Timesa. Jego eksperymenty dostarczyły imponujących dowodów na to, że środowiskowe doświadczenia życiowe mogą mieć bezpośredni, dziedziczny wpływ na potomstwo, jak utrzymywał jego intelektualny poprzednik Lamarck i sam Darwin. W jednym ze swoich najsłynniejszych eksperymentów Kammerer pokazał, jak normalnie lądowy gatunek, ropucha położna, może być stworzony do życia i kojarzenia się w wodzie, gdy jest trzymana w sztucznie ogrzewanym środowisku. Te zmodyfikowane” wodne ” ropuchy składały jaja, które wyrosły na ropuchy z wrodzoną preferencją do życia i kojarzenia się w wodzie, nawet gdy były hodowane w normalnych, nieogrzewanych środowiskach. W kolejnych pokoleniach ropuch wodnych Kammerer donosił, że samce ropuch wykształciły na palcach podkładki zaślubinowe. Są to szorstkie, ciemnokolorowe zgrubienia skóry, które są zwykle nieobecne u ropuch, ale obecne u innych gatunków wodnych, które wykorzystują je do chwytania samic podczas kopulacji. Dodatkowo, Kammerer skrzyżował jednego ze swoich zmodyfikowanych” wodnych ” samców z normalną, nieoczyszczoną samicą lądową, uzyskując 100% ropuch wodnych w pierwszym pokoleniu i około 3/4 ropuch wodnych w drugim pokoleniu. Tak więc zmodyfikowane cechy były dziedziczone zgodnie z zasadami genetyki Mendla, takimi samymi, których większość z nas uczyła się w szkole średniej.

w 1926 roku kolega Naukowiec G. K. Noble zbadał stały i zużyty okaz Doświadczalnej ropuchy „wodnej”. Noble odkrył, że palce zostały wstrzyknięte atramentem indyjskim, aby stworzyć sztuczne podobieństwo do podkładek ślubnych. Wybuchł wielki skandal, stawiając pod znakiem zapytania całe naukowe dziedzictwo Kammerera. Kammerer wkrótce potem popełnił samobójstwo i chociaż zostawił listy, twierdząc, że jego wyniki są autentyczne, wielu interpretowało samobójstwo jako przyznanie się do winy. W ten sposób Paul Kammerer stał się symbolem naukowego oszustwa, a także potężną opowieścią o ostatecznej porażce i naukowej nieważności badań w „dziedziczeniu nabytych cech.”Ten pogląd Kammerera nadal był opinią głównego nurtu, chociaż niektóre głosy broniły jego niewinności. Sowieccy współcześni nie zaakceptowali oskarżeń o oszustwa, a nawet nakręcili popularny film propagandowy” Salamandra ” (1928), opowiadający o tym, jak Kammerer (lewicowy Żyd) został wrobiony przez swoich wrogów w wyniku austriackiego nazizmu. W latach 70-tych znany dziennikarz Arthur Koestler napisał słynną książkę „the case of the midwife toad”, w której zwrócił uwagę na kilka problemów z oskarżeniami o oszustwa, w tym na fakt, że okazy były obserwowane przez kilku ekspertów, którzy nie powinni być łatwo oszukani przez surowe zastrzyki atramentu.

nie jest tajemnicą, że nawet dzisiaj „dziedziczenie nabytych cech” jest często traktowane jako niemożliwość, rzekomo odrzucana przez eksperymenty takie jak amputacja ogona myszy podczas kolejnych pokoleń, co nigdy nie prowadzi do narodzin myszy bez ogona. Argumentowano, że nie istnieje żaden specjalny mechanizm, dzięki któremu zmiany środowiskowe mogłyby bezpośrednio modyfikować dziedziczenie, a każdy oczywisty przypadek można ostatecznie wyjaśnić pośrednimi skutkami doboru naturalnego i genetyki konwencjonalnej. Ale poglądy te zaczęły się drastycznie zmieniać od 1990 roku, wraz z postępem w technikach do badania genetyki molekularnej. Odkryli kilka mechanizmów molekularnych, takich jak metylacja DNA, które mogłyby bezpośrednio zmienić dziedziczenie w odpowiedzi na środowisko. Współczesna dziedzina epigenetyki bada te zmiany ekspresji genów, które nie wiążą się z mutacją, ale mimo to są dziedziczone w przypadku braku sygnału lub zdarzenia, które zapoczątkowało zmianę. W XXI wieku eksperymenty na myszach zgłaszały takie dziedziczne modyfikacje, identyfikujące odpowiednie geny, które zostały zmienione przez mechanizmy epigenetyczne.

w świetle tych ostatnich przełomowych odkryć zespół naukowców z Uniwersytetu Chile (Alexander Vargas), Uniwersytetu Technicznego w Monachium (Quirin Krabichler) i Uniwersytetu Linköping (Carlos Guerrero-Bosagna) ponownie przeanalizował opisy Kammerera dotyczące eksperymentów z ropuchami położnymi i opublikował wczoraj swoje wnioski w Journal of Experimental Zoology. Sytuacja jest być może analogiczna do detektywów analizujących dziennik, który szczegółowo opisuje liczne morderstwa: istnieje wiele możliwości, aby dowiedzieć się, czy pasuje do rzeczywistości, czy jest tylko dziełem fantazji. Jeśli niektóre z domniemanych danych w dokumentach Kammerera były całkowicie niezwykłe, poza znanymi zjawiskami lub mechanizmami wyjaśniającymi, powinniśmy zachować ostrożność. Jeśli z kolei nauka oferuje eksperymentalne dowody, które pasują do raportów Kammerera do konkretnych szczegółów, możemy rozważyć większe prawdopodobieństwo ich autentyczności.

zespół doszedł do wniosku, że opisy Kammerera są całkowicie w sferze możliwości odkrytych przez współczesną epigenetykę. To samo w sobie jest ważną alternatywą dla oszustwa i rzekomej niemożności eksperymentów. Jednak dodatkowo potwierdzili bardzo szczególny szczegół dotyczący eksperymentów: dominacja w krzyżowaniach hybrydowych zależałaby od płci ropuch, tak że gdyby Kammerer teraz skrzyżował samca lądowego z samicą wodną, pierwsza generacja byłaby w 100% ropuchami lądowymi, a następna, ¾ ropuchami lądowymi. Takie przełączniki w dominacji w zależności od płci (znane również jako „efekty rodzica pochodzenia”) były znane naukowcom od dawna, ale dopiero niedawno uznano, że wynikają z mechanizmów epigenetycznych. Kammerer i inni Lamarckianie nigdy nie przywiązywali wagi do tego szczegółu, co było wspominane jako ciekawostka. Ponieważ jednak mechanizmy epigenetyczne wywołują te efekty w kilku współczesnych eksperymentach, wykazuje bardzo specyficzne podobieństwo, co zdecydowanie sugeruje autentyczność eksperymentów ropuchy położnej. Nie ma dobrego powodu, dla którego Kammerer by wymyślił taki szczegół, gdyby jego opisy były jedynie dziełem fantazji.

nowe dogłębne badanie opisów Kammerera wyjaśniło również kilka ważnych szczegółów na temat eksperymentów, które, jak wykazano, faworyzują mechanizm epigenetyczny w porównaniu z innymi omawianymi alternatywami. Ostatnie twierdzenia, że Kammerer dostarczy zmieniających się i niewiarygodne relacje z jego eksperymentów są również ostatecznie odrzucone przez nowe badanie. Gunter Wagner, genetyk ewolucyjny i profesor Uniwersytetu Yale ’ a, nazywa nowe badanie „ekscytującą lekturą” i „najbardziej dogłębną analizą podstawowych publikacji Paula Kammerera do tej pory i jedyną, która została przeprowadzona w świetle najnowszej wiedzy biologicznej na temat epigenetyki.”

dlaczego tak wielu współczesnych Kammerera nie wierzyło w eksperymenty? Najprawdopodobniej byli oni koncepcyjnie nieprzygotowani do zrozumienia wyników, z których wiele jest zagadkowych i trudnych do zrozumienia bez współczesnej wiedzy o epigenetycznych mechanizmach molekularnych. Szczególnie ważnym współczesnym Kammererem był William Bateson, który ukuł słowo ” genetyka.”Bateson opisał wyniki krzyżowań hybrydowych Kammerera jako „najbardziej zdumiewające”, ale wątpił w ich rzeczywistość, argumentując, że dopóki nie zostaną wyraźnie zademonstrowane i potwierdzone, „jesteśmy zwolnieni z opierania szerokich wniosków na jego świadectwie.”

rzeczywiście, Kammerer miał wyjątkowy sposób myślenia jak na swoje czasy. Podczas gdy większość jego rówieśników dzieliła się na przeciwne zespoły „Mendelian” i „Lamarckian”, łączył eksperymentalne Zasady obu szkół myślenia. Był również niezwykły wśród Lamarków, ponieważ nie uważał, że dziedziczenie nabytych cech jest z konieczności progresywne lub korzystne, ale może również wytworzyć neutralne lub szkodliwe cechy.

nowa praca Vargasa, Krabichlera i Guerrero-Bosagny zbiega się z niedawną publikacją nowej książki w języku niemieckim „Der Fall Paul Kammerer” („przypadek Paula Kammerera”) dziennikarza Klausa Taschlera. Ta książka dostarcza wielu nowych danych historycznych na temat dziwnych okoliczności związanych z odkryciem podkładek ślubnych wstrzykniętych atramentem, silnie sugerując, że Kammerer rzeczywiście został wrobiony. W połączeniu z naukowym podejściem Vargas et al. jest teraz więcej dowodów niż kiedykolwiek, które sugerują autentyczność eksperymentów z ropuchą położną. Ostateczne dowody mogą jednak pochodzić tylko z odnowionych eksperymentów z ropuchą położną. Nowe techniki molekularne pozwoliłyby na szybką ocenę mechanizmów epigenetycznych, a już poczyniono ważne postępy, które pokazują dziedziczenie epigenetyczne i efekty rodzica pochodzenia u innych płazów. Aby jeszcze bardziej zachęcić do nowych badań nad ropuchą położną, Vargas i wsp. zawarli model mechanizmów epigenetycznych, które mogą wyjaśnić wyniki Kammerera za pomocą konkretnych założeń, które mogą być testowane eksperymentalnie. Odnowione badania nad ropuchą położną mogą nie tylko zamknąć jedną z najbardziej intrygujących tajemnic w historii biologii, ale również prawdopodobnie wygenerować ważne postępy naukowe na temat działania mechanizmów epigenetycznych w ewolucji i adaptacji.

współczesna epigenetyka może oczyścić nazwisko Kammerera i już dokonuje tego, co prawdopodobnie będzie jego niespełnionym wkładem w naukę. W ironicznym ostatnim akapicie artykułu o krzyżach hybrydowych Kammerer nawiązuje do faktu, że sam Mendel był pomijany za życia: „Niech Moja praca wypada lepiej niż jej wielki poprzednik napisany przez Mendla; niech znajdzie swoje użyteczne zastosowanie w nauce i gospodarce przed śmiercią autora i przed upływem wielu dziesięcioleci!”