Ziemke Cover

190 Seiten, broschur, € 19,90

 

 

Ich möchte Sie in das Geheimnis einer kleinen Blume einweihen. Einer Blume, die Dogmatiker religiöser und szientistischer Prägung in solch subversiver Weise herausgefordert und in Verlegenheit gebracht hat, dass sie als „Monsterblume“ in die Literatur eingegangen ist. Eine kleine Skizze von ihr findet sich in Goethes Aufzeichnungen zur Morphologie. Links sieht man die Blüte eines damals weit verbreiteten Ackerbeikrauts, des gemeinen Leinkrauts (Linaria vulgaris). Noch heute findet man es an Wegrändern, wo es uns mit seinen hübschen kleinen gelben Lippenblüten erfreut. Links daneben hat Goethe eine Variante dieser Pflanze festgehalten. Deutlich erkennt man an Wuchs- und Blattform, dass es sich auch bei ihr um das gemeine Leinkraut handelt – aber die Blüte ist völlig anders gestaltet.

Zunächst erscheint die kleine Zeichnung als Lehrstück für Goethes Metamorphosenlehre. Die Form der linken Blüte erklärt sich aus einer kunstvollen Metamorphose der Blütenblätter; das mittlere Kronenblatt der Unterlippe ist vom Umfang her das größte und bildet zudem durch ein örtlich verstärktes Gewebewachstum den langen Sporn der Blüte, in dem sich der Nektar sammelt. Es folgen zunächst die beiden seitlichen Kronenblätter der Unterlippe, die in ihrem Umfang bereits reduziert sind, und schließlich die beiden kleinsten Kronenblätter, die die Oberlippe bilden. Untereinander wachsen sie so vollkommen aufeinander abgestimmt, dass sie einen kunstvollen Schließmechanismus formen, den nur Hummeln und kräftige Bienen zu öffnen vermögen, um den Nektar aus dem Sporn schlürfen und dabei die Blüte bestäuben zu können. Die beiden in der Blattfolge anschließenden Staubblätter sind gleichzeitig die größten. Die beiden folgenden sind in ihrer Größe deutlich reduziert, ein fünftes ist nicht ausgebildet. Bei der rechts gezeichneten Variante unterbleiben die subtileren Schritte der Metamorphosenreihe: Alle fünf Kronenblätter gleichen dem ersten Kronenblatt der Lippenblüte und bilden entsprechend fünf Sporne. Miteinander verwachsen formen sie die nun radiär symmetrische Kronenröhre. Ebenso findet man im Inneren der Blüte neben dem Fruchtblatt fünf exakt gleichförmige Staubblätter.

 

Ein Geheimnis macht Geschichte

Doch wie so oft in Goethes naturwissenschaftlichen Schriften offenbart dieser Vergleich ein weit tieferes Geheimnis, von dem man ohne Übertreibung sagen kann, dass es „Geschichte gemacht“ hat. Die Geschichte begann, als Carl von Linné von einem Fachkollegen ein gepresstes Exemplar der Linaria-Variante zur Begutachtung zugeschickt bekam. Der schwedische Biologe erhob mit seinem noch heute gültigen System des Tier- und Pflanzenreiches den Anspruch, die Ordnung der göttlichen Schöpfung zu rekonstruieren. Und diese Ordnung folgte im Falle der Blütenpflanzen der Symmetrie der Blüte. Wie konnte dann aber ein und dieselbe Pflanzenart zwei so vollkommen verschiedene Blütenformen aufweisen?  „Es wäre kein größeres Wunder, wenn Apfelbäume Narzissen, Disteln Feigen oder Hundsrosen Weintrauben tragen würden“, schreibt er in einer Abhandlung. Jahrelang mühte Linné sich um eine Erklärung. Seine gewagteste Interpretation sollte die zukunftsweisendste werden: Peloria könnte eine Pflanzengattung sein, die aus Linaria entstanden ist. Aber halt! Eine Gattung, die eine Laune der Natur der Vollkommenheit göttlicher Schöpfung hinzufügt? Er wurde von geistlichen Würdenträgern gerügt – und verwarf seine Idee als ausgesprochene Dummheit.

Linné taufte die Variante „Peloria“. Heute wie damals übersetzten die meisten Autoren den griechischen Namen mit dem lateinischen Wort „Monstrum“ und der deutschen Entsprechung „Ungeheuer“ und meinten, dass Linné mit diesem Namen seinem Entsetzen über den vermeintlichen Fehltritt der göttlichen Schöpfung Ausdruck verleihen wollte. Goethe mutmaßte hinter jener Benennung hingegen das wissenschaftliche Interesse des von ihm hoch verehrten Wissenschaftlers. Mit Peloria habe Linné eben das gemeint, was auch in der Antike mit diesem Wort benannt wurde: „ein Wunderzeichen, bedeutungsvoll, aller Aufmerksamkeit wert“.

Linnés verworfene Mutmaßung der Entstehung neuer Arten erhob Darwin zum allgemeinen Gesetz. Im Anschluss an ihn erklärt man Blütenformen wie jene der Linaria aus deren Koevolution mit verschiedenen Bestäubern.  Die Arbeiten Gregor Mendels zur Erforschung der genetischen Grundlagen seiner epochemachenden Entdeckung blieben Darwin lebenslang unbekannt. Der Augustinermönch demonstrierte seine berühmten Gesetze der Vererbung vornehmlich an Erbsenpflanzen. Aus seinen privaten Aufzeichnungen weiß man, dass er auch mit Linaria und Peloria experimentierte. Warum waren nicht sie es, die Eingang in seine Publikationen fanden? Um die Jahrhundertwende wurden die von Mendel beschrieben Gesetze der Vererbung wiederentdeckt. Zusammen mit Darwins Theorie bildeten sie die Grundlage des Neodarwinismus. Die Peloria galt nun als „Mutante“, der eine zufällige Veränderung der Erbanlagen zu Grunde liegt. Hugo de Vries, einer der ersten Neodarwinisten, führte mit der Peloria-„Mutante“ die gleichen Kreuzungsexperimente durch, an denen sich bereits Mendel versucht hatte. Und er war nicht wenig erstaunt über seine Ergebnisse. Nach Mendels Gesetzen hätte etwa die Kreuzung der (rezessiven) pelorischen Pflanzen untereinander zu 100 Prozent pelorische Tochterpflanzen ergeben müssen. De Vries erhielt aber über zehn Prozent normale Leinkräuter. Und auch in vielen anderen Punkten widersprachen seine Ergebnisse Mendels Vorhersagen. Hatte sich die Peloria ein weiteres Mal als dogmenbrechendes Monster erwiesen? Hatte bereits Mendel diese Kreuzungsergebnisse nicht veröffentlicht, weil sie so offensichtlich seinen Gesetzen widersprachen?

 

Ein abgeschaltetes Gen

Der Neodarwinismus erlebte seinen größten Triumph, als man die zunächst nur theoretisch postulierten Mutationen in den folgenden Jahrzehnten tatsächlich als chemische Veränderungen zunächst der Chromosomen und dann der DNA nachweisen konnte. Angesichts jener Erfolge gerieten die Merkwürdigkeiten des Leinkrauts offenbar in Vergessenheit. Ihren neuen Auftritt auf der Bühne der Wissenschaftsgeschichte erlebte die Peloria erst im Gefolge einer Verwandten, die zu den bevorzugten Versuchsobjekten der Pflanzengenetik gehört, nämlich des Löwenmäulchens. Bereits Darwin züchtete in seinem Gärtchen in Down eine Variante dieser Gartenblume, die wie das Leinkraut eine radiär symmetrische, also „pelorische“ Blütenform aufwies. Ende des vergangenen Jahrhunderts entdeckte man tatsächlich eine Mutation, die dieser Blütenform zugrunde liegt. Man nannte das mutierte Gen CYCLOIDEA (CYC). Normalerweise produziert es an der am Stängel anliegenden Seite der Blütenknospe ein Protein, das verschiedene andere Gene in ihrer Ausprägung beeinflusst. Da es sich mehr schlecht als recht durch die Knospe verteilt, kommt an den dem Stängel am nächsten liegenden Kronenblatt- und Staubblattanlagen viel und an den entfernteren nur sehr wenig davon an, so dass sie unterschiedlich ausgebildet werden – eine Voraussetzung für die Bildung der komplexen Lippenblüte. Ist das Gen mutiert und das Protein funktionsunfähig, dann muss also eine Blüte mit jeweils fünf gleichen Kronen- und Staubblättern entstehen – und somit eine pelorische Blüte.

Ließe sich vielleicht entsprechend auch die geschichtsträchtige Blütenform der Peloria erklären? Tatsächlich fand ein Forscherteam ein analoges Gen bei Linaria und taufte es LCYC.[1] Als nächstes suchten sie nach den Unterschieden in der Abfolge der DNA-Bausteine von LCYC bei Linaria und Peloria und fanden – nichts! Die Basenabfolgen waren völlig identisch. Die genauere Untersuchung erwies Erstaunliches: Die DNA des LCYC von Peloria war mit vielen Methylgruppen versehen, kleinen chemischen  „Anhängseln“, bestehend aus einem Kohlenstoff- und drei Wasserstoffatomen. Man wusste, dass Zellen nicht benötigte Gene durch Methylierung, also die Hinzufügung solcher Anhängsel „abschalten“ und somit deren Aktivität regeln können. Die Blütenform der Peloria entsteht also nicht durch eine zufällige Mutation, sondern weil LCYC methyliert und somit aktiv außer Betrieb gesetzt wurde. Erstaunlicherweise wurde dieses Methylierungsmuster aber von Generation zu Generation weiter gegeben. Also eine Vererbung jenseits der Basenfolge der DNA? Eine „zielgerichtete“ Veränderung der Erbinformation? Gar eine „Vererbung erworbener Eigenschaften“?

 

Wenn Angst sich vererbt

Schon einmal stand die Peloria einem Dogma im Wege, dem Glauben an eine göttliche Schöpfung. Nun traf es zwei fundamentale Dogmen der biowissenschaftlichen Forschung: den genetischen Determinismus, der davon ausgeht, dass Gene den Organismus bestimmen (und nicht umgekehrt), und den Neodarwinismus, der eine rein zufällige Variabilität als Grundlage der Entstehung von Neuem in der Evolution voraussetzt. Mit dieser und einer Reihe anderer Entdeckungen war eine neue Wissenschaftsdisziplin geboren: die Epigenetik. Schnell reihten sich Entdeckungen an Mensch und Tier in das neue Forschungsgebiet ein. Eine schwedische Arbeitsgruppe zeigte bei ihren Untersuchungen der Bevölkerung eines abgelegenen Dörfchens am Polarkreis, dass die männlichen Einwohner eine erhöhte Lebenserwartung und eine deutlich geringere Anfälligkeit für Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen aufwiesen, wenn ihre Großväter väterlicherseits zwischen dem neunten und zwölften Lebensjahr unter einer Hungersnot gelitten hatten.[2] Die Krankheiten haben eine genetische Komponente. Das war nicht neu. Wie konnten aber die Ernährungsbedingungen der Großväter diese genetischen Dispositionen in das Erbgut der Enkel „einschreiben“? Einen Erklärungsansatz lieferten Experimente mit knallgelben, fettleibigen und diabetesanfälligen Mausmutanten, die bei geeigneter Diät kurz vor und während der Trächtigkeit häufig braune, schlanke und gesunde Mäusekinder hervorbrachten, die ihrerseits eben diese „erworbenen“ Eigenschaften an ihre eigenen Nachkommen weiter vererbten[3]. Und tatsächlich waren es Methylgruppen übertragende Bestandteile ihrer Nahrung, die zur Inaktivierung des mutierten Gens führten. Und auch hier wurde dieses Methylierungsmuster offenbar epigenetisch weiter vererbt.

Doch damit nicht genug: Am Menschen fanden sich auf molekularer und epidemiologischer Ebene immer mehr Hinweise, dass auch das Verhalten, ja sogar seelische Dispositionen epigenetisch beeinflusst sein könnten. Suizidopfer im Gefolge sexuellen Missbrauchs weisen in bestimmten Hirnregionen ungewöhnliche Methylierungsmuster von Genen auf. Könnten auch diese Muster epigenetisch vererbt werden? Die Enkel von Juden, die während des Holocaust in die USA geflohen waren, zeigen eine höhere Anfälligkeit gegenüber Angstneurosen als die Enkel der damals bereits in den USA lebenden Juden. Ein Ergebnis epigenetischer Vererbung? Und dann im vorigen Jahr eine neue wissenschaftliche Sensation: Amerikanische Forscher traktierten Ratten mit milden Elektroschocks, nachdem sie mit dem süßlich riechenden Aromastoff Acetophenon bedampft wurden[4]. Erwartungsgemäß zeigten sie anschließend ein ausgeprägtes Vermeidungsverhalten diesem „Duft“ gegenüber. Womit aber kaum jemand gerechnet hatte: Die Enkel der so behandelten Ratten wiesen größere Abschnitte ihres Riechhirns auf, die für diesen Geruchsstoff empfindlich sind, und mieden den Geruch auch dann stärker als die Enkel unbehandelter Ratten, wenn sie mit ihm niemals negative Erfahrungen gemacht hatten. Und auch hier konnte ein verändertes Methylierungsmuster eines für diese Geruchsempfindung wichtigen Gens nachgewiesen werden. Die Ergebnisse werden zurzeit heiß diskutiert: Wie soll die durch geruchsgekoppelte Elektroschocks bewirkte Ängstlichkeit der Ratten zu einer epigenetischen Veränderung der DNA ihrer Geschlechtszellen führen? Und: Erlauben diese Ergebnisse etwa die Schlussfolgerung, dass auch unser eigenes Seelenleben Auswirkungen auf unsere Gene haben kann?

Alle Schöpfung ist Werk der Natur hier direkt beim Verlag bestellen.

 

Axel Ziemke, geboren 1960 in Karl-Marx-Stadt (Chemnitz), studierte Biochemie und promovierte zum Dr. phil. mit einer Arbeit über Hegel im Kontext der modernen Systemtheorie. Er war Postdoktorand am Graduiertenkolleg „Kognition, Gehirn, Neurale Netze“ der Ruhr-Universität in Bochum und Mitarbeiter des Instituts für interdisziplinäre Forschung in Österreich. Zahlreiche Veröffentlichungen in Fach- und Publikumszeitschriften. Axel Ziemke ist heute Lehrer für Biologie, Chemie, Philosophie und Schauspiel an einer Rudolf Steiner-Schule.

 

[1] Cubas et al., An epigenetic mutation responsible for natural variation in floral symmetry, Nature 401 (1999), 157-161

[2] Bygren et al., Longevity determined by Parental Ancestors’ Nutrition during their Slow Growth Period, Acta biotheoretica 49 (2001); Kaati et al., Cardiovascular and Diabetes Mortality determined by nutrition during Parents’ and Grandparents’ Slow Growth Period, European Journal of Human Genetics 10 (2002)

[3] Cropley et al., Germ-line epigenetic modification […] by nutritional supplementation, Proceedings of the National Academy of Sciences 103, 46 (2006)

[4] Brian Dias, Kerry Ressler, Parental olfactorial experience influences behavior and neural structure in subsequent generations, Nature Neuroscience 17 (2014), 89-96