Reexaminarea sugerează că frauda științifică a lui Paul Kammerer a fost o adevărată descoperire a moștenirii epigenetice

Paul Kammerer s-a sinucis în 1926 după ce a fost acuzat de fraudă în celebrele sale experimente de „moștenire a trăsăturilor dobândite” cu moașa toad. Un nou studiu arată cum progresele recente în epigenetica moleculară și reexaminarea descrierilor sale sugerează că experimentele au fost de fapt autentice.

presupusa fraudă științifică a lui Paul Kammerer este probabil unul dintre cele mai controversate mistere din istoria biologiei. La începutul secolului 20, el a fost un om de știință evolutiv celebru, salutat ca un „nou Darwin” în paginile New York Times. Experimentele sale au oferit dovezi impresionante că experiențele de viață din mediul înconjurător ar putea avea un efect direct, ereditar asupra descendenților, așa cum susține predecesorul său intelectual Lamarck și Darwin însuși. Într-unul dintre cele mai faimoase experimente ale sale, Kammerer a arătat cum o specie normală terestră, broasca moașă, ar putea fi făcută să trăiască și să se împerecheze în apă atunci când este păstrată într-un mediu încălzit artificial. Aceste broaște „de apă” modificate au depus ouă care au crescut în broaște cu o preferință înnăscută de a trăi și de a se împerechea în apă, chiar și atunci când sunt crescute în medii normale, neîncălzite. În generațiile succesive de broaște de apă, Kammerer a raportat că broaștele masculine au dezvoltat tampoane nupțiale pe degete. Acestea sunt îngroșări aspre, de culoare închisă, care sunt de obicei absente la broaștele moașei, dar prezente la alte specii iubitoare de apă, care le folosesc pentru a prinde femelele în timpul copulației. În plus, Kammerer a traversat unul dintre masculii săi „de apă” modificați cu o femelă normală, netratată, obținând broaște de apă 100% în prima generație și aproximativ trei sferturi de broaște de apă în a doua generație. Astfel, trăsăturile modificate au fost moștenite conform regulilor genetice ale lui Mendel, aceleași pe care majoritatea dintre noi le-am învățat în liceu.

în 1926, colegul de știință G. K. Noble a examinat un specimen fix și uzat al unui broască experimentală „de apă”. Noble a descoperit că degetele au fost injectate cu cerneală indiană pentru a crea o asemănare artificială cu tampoanele nupțiale. A urmat un scandal uriaș, punând sub semnul întrebării întreaga moștenire științifică a lui Kammerer. Kammerer s-a sinucis la scurt timp după aceea și, deși a lăsat scrisori susținând că rezultatele sale sunt autentice, mulți au interpretat sinuciderea ca o recunoaștere a vinovăției. Astfel, Paul Kammerer a devenit un simbol al fraudei științifice, precum și o poveste puternică despre eșecul final și invaliditatea științifică a studiilor în „moștenirea trăsăturilor dobândite.”Acest punct de vedere al lui Kammerer a continuat să fie opinia principală, deși unele voci i-au apărat nevinovăția. Contemporanii sovietici nu au acceptat acuzațiile de fraudă și chiar au realizat un film popular de propagandă, „Salamandra” (1928), care a povestit cum Kammerer (care era un evreu de stânga) fusese încadrat de dușmanii săi în urma nazismului austriac. În anii 1970, renumitul jurnalist Arthur Koestler a scris o carte faimoasă,” cazul broaștei moașe”, care a subliniat mai multe probleme cu acuzațiile de fraudă, inclusiv faptul că exemplarele au fost observate de mai mulți experți, care nu ar fi trebuit să fie ușor păcăliți de injecțiile de cerneală brută.

nu este un secret faptul că și astăzi, „moștenirea caracteristicilor dobândite” este adesea tratată ca o imposibilitate, presupusă aruncată prin experimente precum amputarea cozii șoarecilor în timpul generațiilor succesive, ceea ce nu duce niciodată la nașterea șoarecilor fără cozi. S-a susținut că nu exista un mecanism special prin care schimbările de mediu să poată modifica direct moștenirea și că fiecare caz aparent ar putea fi explicat în cele din urmă prin efectele indirecte ale selecției naturale și ale geneticii convenționale. Dar aceste puncte de vedere au început să se schimbe drastic începând cu anii 1990, împreună cu progresul în tehnicile de studiere a geneticii moleculare. Acestea au descoperit mai multe mecanisme moleculare, cum ar fi metilarea ADN-ului, care ar putea schimba direct moștenirea ca răspuns la mediu. Domeniul modern al epigeneticii studiază acele modificări ale expresiei genelor care nu implică o mutație, dar sunt totuși moștenite în absența semnalului sau evenimentului care a inițiat schimbarea. În secolul 21, experimentele pe șoareci au raportat astfel de modificări moștenite, identificând genele relevante care au fost modificate de mecanismele epigenetice.

în lumina acestor descoperiri recente, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Chile (Alexander Vargas), de la Universitatea Tehnică din Munchen (Quirin Krabichler) și de la Universitatea link (Carlos Guerrero-Bosagna) au reexaminat descrierile lui Kammerer ale experimentelor de broască moașă și și-au publicat concluziile ieri în Jurnalul de Zoologie experimentală. Situația este probabil similară cu cea a detectivilor care analizează un jurnal care descrie numeroase crime în detaliu: există multe oportunități de a afla dacă se potrivește cu realitatea sau este doar o lucrare de fantezie. Dacă unele dintre presupusele date din lucrările lui Kammerer ar fi cu totul extraordinare, dincolo de fenomene cunoscute sau mecanisme explicative, ar trebui să rămânem precauți. Dacă, la rândul său, știința oferă dovezi experimentale care se potrivesc cu rapoartele lui Kammerer până la detalii specifice, putem lua în considerare o probabilitate mai mare de autenticitate a acestora.

echipa a concluzionat că descrierile lui Kammerer sunt complet în domeniul posibilităților descoperite de epigenetica modernă. Aceasta în sine este o alternativă importantă la fraudă și presupusa imposibilitate a experimentelor. Cu toate acestea, au confirmat în plus un detaliu foarte special despre experimente: dominanța în încrucișările hibride ar depinde de sexul broaștelor, astfel încât, dacă Kammerer ar traversa acum un mascul terestru cu o femelă de apă, prima generație ar fi 100% broaște terestre, iar următoarea, broaște terestre de la sută. Astfel de schimbări de dominare în funcție de sex (cunoscute și sub numele de „efecte părinte de origine”) au fost cunoscute de oamenii de știință de mult timp, dar au fost înțelese doar recent ca rezultate din mecanismele epigenetice. Kammerer și alți Lamarckieni nu au acordat niciodată importanță acestui detaliu, care a fost menționat ca puțin mai mult decât o curiozitate. Cu toate acestea, deoarece mecanismele epigenetice produc aceste efecte în mai multe experimente moderne, oferă o asemănare foarte specifică, care sugerează cu tărie autenticitatea experimentelor de broască moașă. Nu există niciun motiv întemeiat pentru care Kammerer ar inventa un astfel de detaliu dacă descrierile sale ar fi o simplă lucrare de fantezie.

noul studiu aprofundat al descrierilor lui Kammerer a clarificat, de asemenea, câteva detalii importante despre experimente, care se arată că favorizează un mecanism epigenetic față de alte alternative discutate. Afirmațiile recente conform cărora Kammerer ar oferi conturi schimbătoare și nesigure ale experimentelor sale sunt, de asemenea, eliminate în mod concludent de noul studiu. Gunter Wagner, genetician evolutiv și profesor la Universitatea Yale, numește noul studiu o „lectură interesantă” și „cea mai aprofundată analiză a publicațiilor primare ale lui Paul Kammerer până în prezent și singura care a fost realizată în lumina cunoștințelor biologice recente despre epigenetică.”

de ce atât de mulți dintre contemporanii lui Kammerer nu au crezut experimentele? Cel mai probabil, ei au fost nepregătiți conceptual pentru a înțelege rezultatele, dintre care multe sunt încurcate și greu de înțeles fără o cunoaștere modernă a mecanismelor moleculare epigenetice. Un contemporan deosebit de important al lui Kammerer a fost William Bateson, care a inventat cuvântul „genetică. Bateson a descris rezultatele încrucișărilor hibride ale lui Kammerer ca fiind „cele mai uluitoare”, dar s-a îndoit de realitatea lor, argumentând că până când nu au fost clar demonstrate și confirmate, „suntem absolviți de a baza concluzii largi pe mărturia sa.”

într-adevăr, Kammerer a avut un mod unic de gândire pentru timpul său. În timp ce majoritatea contemporanilor săi s-ar împărți în trupe opuse „Mendelian” și „Lamarckian”, el a combinat principiile experimentale ale ambelor școli de gândire. El a fost, de asemenea, neobișnuit în rândul Lamarckienilor prin faptul că nu credea că moștenirea trăsăturilor dobândite era neapărat progresivă sau benefică, dar putea produce și trăsături neutre sau dăunătoare.

noua lucrare de Vargas, Krabichler și Guerrero-Bosagna coincide cu publicarea foarte recentă a unei noi cărți în limba germană, „Der Fall Paul Kammerer” („cazul lui Paul Kammerer”) de jurnalistul Klaus Taschwer. Această carte oferă noi Date istorice abundente despre circumstanțele ciudate din jurul descoperirii tampoanelor nupțiale injectate cu cerneală, sugerând cu tărie că Kammerer a fost într-adevăr încadrat. Combinat cu abordarea științifică a lui Vargas și colab., acum există mai multe dovezi ca niciodată care sugerează autenticitatea experimentelor de broască moașă. Cu toate acestea, dovezile concludente pot proveni doar din experimentarea reînnoită cu broasca moașă. Noile tehnici moleculare ar permite o evaluare rapidă a mecanismelor epigenetice și s-au făcut deja progrese importante care demonstrează moștenirea epigenetică și efectele părintelui de origine la alți amfibieni. Pentru a încuraja în continuare noi cercetări în broasca moașă, Vargas și colab au inclus un model de mecanisme epigenetice care pot explica rezultatele lui Kammerer prin ipoteze specifice, care pot fi testate experimental. Cercetările reînnoite în broasca moașă nu numai că pot închide unul dintre cele mai interesante mistere din istoria biologiei, dar este, de asemenea, probabil să genereze progrese științifice importante cu privire la modul în care mecanismele epigenetice funcționează în evoluție și adaptare.

epigenetica modernă poate șterge numele lui Kammerer și realizează deja ceea ce este probabil să fie contribuția sa neîmplinită la știință. Într-un ultim paragraf ironic al lucrării sale despre cruci hibride, Kammerer face aluzie la faptul că Mendel însuși a fost trecut cu vederea în timpul vieții sale: „Fie ca lucrarea Mea să se descurce mai bine decât marele său predecesor scris de Mendel; să-și găsească aplicația utilă în știință și economie înainte de moartea autorului și înainte de trecerea multor decenii!”