För tidigt fynd eller falsarium?

Publicerat i Folkvett nr 4/2009.

Marianne Rasmuson, professor emerita i genetik vid Umeå universitet, väcker fallet Paul Kammerer till liv igen.

Vetenskapen har sina dissidenter. Ibland är de för tidigt ute och visar sig senare ha rätt. Gregor Mendel fick sina ärftlighetslagar bekräftade först 20 år efter sin död. Andra har helt enkelt haft fel och glöms bort då nya rön avslöjar deras hypoteser som ohållbara.

För ett fåtal står det länge och väger. Kanske är de missförstådda genier, kanske misstrodda på goda grunder. En sådan person är den österrikiske biologen Paul Kammerer, verksam i Wien under 1900-talets första decennier och en ivrig anhängare av J.B. Lamarcks idé om förvärvade egenskapers ärftlighet. Lamarck hävdade att vitala beteenden och kroppsliga attribut som utvecklas genom användning och övning sedan kan ärvas vidare i kommande generationer och därigenom vara en mekanism för evolutionen. Kammerer försökte genom experiment med kräldjur och grodor få fram bevis för sådana processer. Hans metod var att utsätta djuren för miljöer som de inte var anpassade för. I ett experiment ändrade han bakgrundsfärgen i burar med kamoflagefärgade salamandrar. Naturligt fläckiga salamandrar blev svarta då de fick leva på svart jord och fick ljusare fläckar i en miljö med ljus sand, egenskaper som blev än tydligare hos avkomman.

Hans paradexempel var Alytes obstetricans, en grodart som parar sig på land och där hanen sedan bär med sig de befruktade äggen tills de kläcks och övergår till ett i vatten simmande yngelstadium. Kammerer ändrade grodornas miljö så att de tvingades para sig och lägga sina ägg i vatten. De flesta djuren klarade inte av omställningen men några få procent överlevde och hade då förlorat sin tidigare preferens för landliv. I senare generationer förbättrades anpassningen till vattenliv, äggen fick ett tjockt geleartat hölje och ynglen större gälar. Särskilt märkligt var att handjuren i senare generationer fick svarta vårtiga utväxter på tummarna, lämpliga att hålla fast honan under parningen och ett nödvändigt redskap då parningen sker i vatten. Liknande organ finns hos normalt vattenlevande grodarter. Kammerer tolkade resultaten tveklöst: anpassningarna var vitala för djurens överlevnad i den nya miljön och blev därför så småningom ärftliga, enligt honom ett klart bevis för Lamarcks teser.

Kammerer verkade under ett skede av genetikens historia då dess företrädare kämpade för att etablera den nya vetenskapen, mendelismen, som bygger på arvsfaktorernas stabilitet och integritet. För dem var förvärvade egenskapers ärftlighet anatema och de bekämpade obevekligt teorins anhängare. I Kammerers fall var det inte bara fråga om skepticism mot hans resultat, han beskylldes för vetenskapligt bedrägeri. Under kriget hade hans djurförsök spolierats och kvar som bevis fanns endast en hane med de famösa vårtorna, bevarad i sprit. Vid ett besök i Wien undersöktes exemplaret av en amerikansk groddjursexpert som fann att svärtan hade åstadkommits genom insprutning av bläck under grodans hud. I en artikel i tidskriften Nature år 1926 riktade han allvarliga anklagelser mot Kammerer. Falsariet bekräftades men vem som var den skyldige har aldrig klarlagts. Ett par månader senare tog Kammerer sitt liv och angav i ett efterlämnat brev att tvivlen på hans vetenskapliga resultat och beskyllningarna om ohederlighet låg bakom hans beslut.

Långt senare skrev författaren Arthur Koestler boken The Case of the Midwife Toad där han tog Kammerer i försvar och gjorde honom till en vetenskapens martyr. Så vad är sanning? Kammerer var en erkänt skicklig experimentator men sämre på att tolka sina resultat. Han lyckades hålla sina djur vid liv under extrema förhållanden och ännu har ingen försökt eller i alla fall inte lyckats upprepa försöken. Men mycket har ändå framkommit som kan göra hans resultat rimliga och förklarliga utifrån senare upptäckta genetiska mekanismer. Redan på 1950-talet visade C.H. Waddington i experiment med bananflugor att extrem miljö kan synliggöra en normalt dold genetisk variation som då blir tillgänglig för urval. Han kallade fenomenet genetisk assimilation. På 1980-talet visade S.L. Rutherford och S. Lindqvist att ett protein, Hsp 90, stabiliserar signalproteiner och är en buffert mot mindre geneller miljöstyrda oregelbundenheter under individens utveckling. Skadas detta protein framträder annars dolda individuella olikheter.

Nyligen har en biolog från Chile, A. Vargas, påpekat ännu en möjlig förklaring: epigenetik. Fenomenet är ett hett forskningsområde och innebär studiet av förändringar som påverkar synliga egenskaper utan att förändra genotypen. Ofta sker detta genom en kemisk förändring, metylering, av DNA-molekylen som effektivt kan stänga av en gen eller aktivera en tidigare avstängd gen. Förändringar av kromosomernas struktur kan också påverka åtkomligheten och avskrivningen av DNA och därigenom geners aktivitet, ibland under flera generationer.

Sällsynta avvikelser från de strikta mendelska lagarna har således beskrivits som konsekvenser av intrikata molekylära mekanismer som aktiverar eller stänger av gener. Kanske kan detta fria Kammerer från anklagelser om fusk, men knappast upprätta hans anseende som forskare: därtill var hans utsagor för dåligt underbyggda och förklaringarna alltför svävande.

KÄLLOR

  • A. Koestler (1971). The Case of the Midwife Toad. Hutchinson & Co, London.
  • S. L. Rutherford & S. Lindquist (1998). Hsp90 as a capacitor of morphological evolution. Nature 396:336–342.
  • A. Vargas (2009). Did Paul Kammerer discover epigenetic inheritance? A modern look at the controversial midwife toad experiments. Journal of Experimental Zoology 321B.
  • C. H. Waddington 1953. Genetic assimilation of an acquired character. Evolution 7:118–126