Darwin hatte doch recht

Wir vererben nicht nur die DNA-Sequenz, sondern auch erworbene Eigenschaften. Was man heute weiss, hat der französische Biologe Lamarck schon vor 200 Jahren vorausgesagt. Von seinen Kollegen wurde er jedoch diskreditiert.

Warum haben Giraffen einen langen Hals? Vor 150 Jahren waren sich zwei Biologen darüber uneins. (Franck Fouquet)

Warum haben Giraffen einen langen Hals? Vor 150 Jahren waren sich zwei Biologen darüber uneins. (Franck Fouquet)

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Darwin war nicht der Erste. Bereits in Darwins Geburtsjahr veröffentlichte der französische Biologe Jean-Baptiste Lamarck eine eigene Vererbungs- und Evolutionstheorie. Er ging davon aus, dass sich Tiere während ihres Lebens an die Umwelt anpassen und erworbene Eigenschaften – wie zum Beispiel ein besseres Gedächtnis – an ihren Nachwuchs weitergeben. Das bekannteste Beispiel von Lamarcks Theorie ist seine Erklärung, warum Giraffen einen langen Hals haben: Die Tiere wollen immer höher liegende Blätter erreichen. Dadurch wurde ihr Hals von Generation zu Generation länger. Lamarck nahm an, dass allen Lebewesen ein innewohnender Drang eigen ist, sich von einer einfachen Urform zu einer komplexeren Form hin zu entwickeln.

Bereits zu Lebzeiten wurde Lamarck von Kollegen diskreditiert. «Der Himmel bewahre mich vor Lamarcks Nonsens einer ‚Tendenz zum Fortschritt‘», schrieb Charles Darwin in einem Brief an einen Freund. Er präsentierte 50 Jahre nach Lamarck mit der natürlichen und der sexuellen Selektion eine Evolutionstheorie, die sich durchzusetzen vermochte (siehe Kasten links).

Vergessen und wiederentdeckt

Nicht nur Lamarcks Evolutionstheorie geriet bald in Vergessenheit, sondern auch seine Annahme der Vererbung erworbener Eigenschaften. Dies nachdem erste Versuche, sie zu beweisen, fehlschlugen. In der Molekulargenetik der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es lange keinen Platz für vererbbare Umwelteinflüsse. Die moderne Genetik baute argumentativ auf der recht stabilen DNA-Sequenz auf. Ausschliesslich diese Erbinformation wird – so das lange gültige Dogma – von einer Generation zur nächsten weitergegeben.

Neue Erkenntnisse verhelfen nun allerdings Lamarck zu einem Comeback: Unter gewissen Umständen können Umwelteinflüsse tatsächlich vererbt werden, haben Forscher herausgefunden. Daraus zu schliessen, Darwin hätte unrecht gehabt, wie dies gewisse Medien in den letzten Wochen und Monaten publikumsträchtig taten, sind jedoch nicht stichhaltig, sagen Wissenschaftshistoriker. Auch wenn sich Darwins Vorstellung von der Entstehung der Arten völlig von jener Lamarcks unterschied – die Idee von der Vererbung erworbener Eigenschaften hielt selbst Darwin für möglich.

Die bisherigen Hinweise auf die Vererbbarkeit von Umwelteinflüssen stammen meist von einzelligen Lebewesen oder Insekten. Doch auch beim Menschen gibt es entsprechende Hinweise, wie eine Forschungsarbeit des niederländischen Arzts Lambert Lumey zeigt: Zum Ende des Zweiten Weltkriegs herrschte in den Niederlanden eine Hungersnot. Die Kinder von unterernährten Frauen waren unterdurchschnittlich gross, konnte Lumey anhand von Geburtsakten zeigen. Und noch die Generation der Enkelkinder kam mit einem ungewöhnlich tiefen Geburtsgewicht zur Welt, auch wenn die Mütter nicht unterernährt waren.

Hinter solchen Phänomenen werden heute Mechanismen der sogenannten Epigenetik vermutet (siehe Kasten rechts). Veränderungen in den Ernährungsgewohnheiten können nämlich Veränderungen in den Zellen hervorrufen, die auf die nachfolgende Generation vererbt werden. Dies haben Forscher in Versuchen unter anderem bei Fliegen und Mäusen festgestellt. Die Vererbung von Umwelteinflüssen im lamarckschen Sinn wird heute von vielen Experten anerkannt.

Nicht auf immer und ewig

Noch nicht abschliessend erforscht ist jedoch, über wie viele Generationen so vererbte Eigenschaften bestehen bleiben. «Unter Laborbedingungen war es uns möglich, epigenetische Veränderungen bei Taufliegen gezielt während fünf Generationen aufrechtzuerhalten», sagt Renato Paro, Molekularbiologe am Departement Biosysteme der ETH in Basel. Grundsätzlich hätten epigenetische Veränderungen aber nicht ewig Bestand. Sie seien umkehrbar, so Paro.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass epigenetische Mechanismen den Lebewesen helfen, sich schnell an geänderte Umweltbedingungen anzupassen. Unter bestimmten Voraussetzungen – etwa bei einer andauernden Umweltveränderung – können sie bestehen bleiben. Derzeit nimmt man jedoch an, dass die epigenetischen Veränderungen wieder verloren gehen, sobald die Umweltbedingungen in den ursprünglichen Zustand zurückfallen – dies im Gegensatz zu den genetischen Veränderungen, also jenen in der DNA-Sequenz: Sie sind endgültig.

Wenn aber epigenetische Veränderungen nicht Bestand haben, dürften sie über die sehr langen Zeiträume der Evolution unbedeutend sein. Noch ist unklar, ob die Epigenetik überhaupt einen Einfluss auf die Evolution hat. Wenn, dann möglicherweise einen marginalen, sagen Experten. Auf jeden Fall sind auch epigenetische Veränderungen der von Darwin begründeten natürlichen und sexuellen Selektion unterworfen. Die teilweise Rehabilitation Lamarcks rüttelt also keineswegs an der Gültigkeit von Darwins Theorie. (Der Bund)

Erstellt: 08.05.2009, 10:33 Uhr

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