Die Wissenschaftsjournalistin Sonja Kastilan nimmt das jüngst in Science veröffentlichte neue Referenzgenom des Menschen genauer unter die Lupe. Die von der Human-Genom-Organisation und Craig Venter vor 20 Jahren medial gefeierte vermeintlich vollständige Entzifferung des Humanerbgutes erwies sich als durchaus ergänzungsbedürftig. Erst jetzt konnten die zahlreichen Unvollständigkeiten weitgehend abgearbeitet werden. Auch habe man gelernt, dass die DNA-Sequenz allein längst nicht alles enthält; daher hätten die Wissenschaftler des neuen Referenzgenoms auch epigenetische Daten mitgeliefert. Aber auch das sei noch nicht das Ziel. Dazu gehöre das menschliche "Pangenom" über die Vielfalt der gesamten Menschheit und die Berücksichtigung vormenschlicher Genome, will man denn das evolutive Erbe verstehen. Ein angenehmer Artikel, der keine Sensationen aufbauscht, sondern seriös in die wissenschaftliche Entwicklung einordnet. - hhp

Eine Grundlagendiskussion in der Evolutionsbiologie?

Seit etlichen Jahren ist die Epigenetik das Forschungsfeld viele Forschungsprojekte. Das ist nicht neu. Neu ist allerdings, dass manche Studien darauf zielen, die bisherigen Grundlagen der Evolutionsbiologie zumindestens zu erweitern. Neben die grundlegenden Mechanismen von Mutation und Selektion treten dann auch epigenetisch Einflüsse. Der Streit geht schlicht um die Frage, in welchem Umfang Umwelteinflüsse Auswirkungen auf vererbte Eigenschaften haben. Die Tatsache, dass es Einflüsse gibt, ist heute unstrittig, die Frage aber ist, wie weit diese gehen. Der angehängte Artikel führt einige Positionen an, die nahe legen, dass der Einfluss der Epigenetik weit größer ist als bislang gedacht. Es gibt aber auch kritische Stimmen. Diese beschränken die Wirkung der Umwelteinflüsse auf wenige Generationen. In diesem Fall bliebe die klassische Evolutionsbiologie unberührt, denn die interessiert sich nicht für kurzfristige Schwankungen, sondern für langfristige Trends. Eine entscheidende Frage ist, ob epigenetische Einflüsse auch Veränderungen im Genom bewirken können und nicht nur Veränderung der Regulationen in der Zelle!

Es ist nur auf den ersten Blick verwunderlich, dass in diesem Artikel zwei Kriminologie-Professoren vor dem neuen Epigenetik-Hype warnen. Sie beobachten mit Verwunderung, wie die Epigenetikwelle ihr eigenes Gebiet überschwemmt und anrät, einen Großteil der grundlegenden Verhaltensgenetik über Bord zu werfen, da die Epigenetik uns dazu zwänge, die Biologie neu zu denken. Enthusiasten erwarteten gar die Lösung großer Menschheitsprobleme wie Armut, Kriminalität und Fettleibigkeit - zum Erstaunen mancher Genetik-Experten. Die aufgeregte Rezeptionsbereitschaft bei den Sozialwissenschaften werde dabei v. a. durch das Schlagwort der "transgenerationellen Epigenetik" ausgelöst, der Annahme also, dass die Umwelt Gene beeinflusse und dies über Generationen weitergegeben werde. Den Grund für diese sozialwissenschaftliche Euphorie vermuten die Autoren weniger in der Wissenschaft als vielmehr darin, dass die Epigenetik vermeintlich den Sieg des "Sozialen" über das "Biologische" ausrufe. Die wirklichen Erkenntnisse dagegen rieten eher zur Vorsicht. In den Worten von Stephen Pinker deuten die Autoren auf ein Missverständnis: "Die intergenerationellen Effekte ... werden manchmal als Lamarckismus missverstanden, was sie aber nicht sind: Sie ändern nicht die DNA-Sequenz, werden nach ein oder zwei Generationen wieder aufgehoben und stehen ihrerseits unter Kontrolle der Gene". Obendrein seien die meisten dieser Effekte an Nagern mit hoher Reproduktionsrate nachgewiesen; eine Übertragung auf den Menschen basiere auf Vermutungen oder unzuverlässig kleinen Stichproben mit der Gefahr der Verwechslung von Ursachen. Keine der neuen Erkenntnisse ändere etwas an den reichen Einsichten der quantitativen Genetik und Vererbungsforschung.

Unter dem Titel "Der zelluläre Werkzeugkasten für DNA Reparatur" hat die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften den Nobelpreis für Chemie bekanntgegeben. Thomas Lindahl, Paul Modrich und Aziz Sancar werden für die Entdeckung verschiedener Reperaturmechanismen des Erbguts geehrt. Gemeint sind Schäden an DNA-Basen (untersucht von Lindahl) durch UV-Strahlung (Sancar) oder bei der Zellteilung (Modrich). Ihre Arbeit habe Basiswissen über das Funktionieren einer lebenden Zelle erbracht, aber auch Hoffnung auf neue Krebstherapien.

Links führen zu einem 8-seitigen, anschaulich illustrierten populärwissenschaftlichen Artikel und zu einem 17-seitigen Beitrag über den wissenschaftlichen Hintergrund.

Muss die Evolutionstheorie umdenken? "Ja" sagt die Pro-Gruppe um Kevin Laland, indem sie sich für Evolutionsfaktoren stark macht, die in der bisherigen Theorie nicht angemessen berücksichtigt werden (können). "Nein" sagt die Kontra-Gruppe um Gregory Wray, die bisherige Theorie sei hinreichend. Beide Gruppen verbindet der Wunsch nach einer erweiterten Theorie, nur will die Pro-Gruppe einen Paradigmenwechsel, während die Kontra-Gruppe die bisherige Theorie für ausbaufähig hält, sie habe schließlich schon immer ihre Integrationskraft unter Beweis gestellt. Auch werden die von der Pro-Gruppe ins Feld geführten Evolutionsfaktoren (z. B. die sog. Nischenkonstruktion und die Plastizität der Organismen) anerkannt - aber mit anderen Akzentsetzungen. Während die Pro-Gruppe die Fokussierung auf Gene und deren Änderung durch Selektion zugunsten einer "außer-genetischen-Vererbung" aufbrechen will, hält die Kontra-Gruppe am Primat der Gene fest. Die Faktoren der Pro-Gruppe seien Zusätze, aber "keiner dieser Zusätze ist für die Evolution essentiell". Insgesamt ein spannender Einblick in eine innerbiologische Kontroverse und Theorieentwicklung.

Der Bioinformatiker Grant Jacobs pflegt seit mehr als 6 Jahren "Epigenetik" als Schwerpunkt und kann so glaubwürdig die im Guardian veröffentlichte Darwinismuskiritk von O. Burkeman (s.u.) entkräften. Burkemans Hauptfehler sei es, ohne hinreichende Sachkenntnis die eigene Meinung in den Vordergrund zu stellen statt die Sichtweisen einschlägiger Experten wiederzugeben. Dabei suggeriere er, die neuen epigenetischen Erkenntnisse seien vor der Allgemeinheit verborgen worden. Jacobs stellt dagegen, dass die Epigenetik DAS Trendthema der letzen 5-6 Jahre ist, auch wenn es aufgrund der Vorläufigkeit noch nicht in Lehrbüchern Eingang gefunden hat. Jacobs stellt den Unterschied zwischen den Genen selbst und ihrer Regulation durch Epigenetik in den Vordergrund und weist damit Burkemans Formulierung, die Umwelt spiele eine Rolle in der SCHAFFUNG von Merkmalen, zurück. Nach Jacobs schaffen epigenetische Effekte keine neuen Eigenschaften, sondern sie verändern nur den Gebrauch bestehender Gene

Wer sich traut, als Nicht-Biologe die Evolutionstheorie zu hinterfragen, fängt sich leicht Prügel ein. So dauerte es nur ein paar Stunden, bis der Guardian-Artikel von Burkeman (s.u.) als "schlechtester Wissenschaftsjournalismus des Jahres" etikettiert wurde. Der Blogger, Jerry A. Coyne, kennt als Professor für Umwelt und Evolution freilich die epigenetische Kritik. Aber "diese dünnen Befunde sollen anscheinend die moderne Evolutionstheorie als falsch erweisen". Dagegen wendet Coyne ein, dass "in nahezu all diesen Beispielen die Veränderungen in ein oder zwei Generationen verschwunden sind und so den evolutionären Wandel nicht dauerhaft beeinträchtigen können". Gegen die Warnung (Burkemans und Fodors), die Selektionstheorie eben doch nicht als so einfach hinzustellen, schärft Coyne ein: "Sie IST einfach - das ist eine ihrer Schönheit"

Die Angriffe auf die Selektionstheorie scheinen zuzunehmen. Oliver Burkeman führt einige selektionskritische Befunde an. Vor allem die Durchbrüche im jungen Feld der Epigenetik ließen die vermeintliche Einfachheit der beiden elementaren Säulen der Selektionstheorie, zufällige Mutation und filternde Selektion, fragwürdig erscheinen lassen. Wenn erworbenes Verhalten und Umwelt genetischen Einfluss auf die Nachkommen hat (durch An- und Abschalten von Genen), sei sogar Lamarck ein Stück weit rehabilitiert. So sieht sich der Autor in einem Boot mit Fodors Darwinkritik, die er zwar nicht ganz nachvollziehen kann, die er aber versteht als "wichtige Warnung an alle von uns, die die natürliche Selektion zu verstehen glauben"