Tabla de Contenidos
1809 schlug der französische Naturforscher Jean Baptiste de Lamarck das Gesetz zur Vererbung erworbener Merkmale vor. Ihrer Meinung nach wären die im Leben erworbenen Eigenschaften auf die nachfolgenden Generationen übertragbar. Laut Lamarck haben zum Beispiel jene Giraffen, die ihren Hals verlängert haben, diese Eigenschaft an ihre Nachkommen weitergegeben, was die Halsmerkmale moderner Giraffen erklären würde.
Aus verschiedenen Studien ist bekannt, dass erworbene Merkmale nicht in der DNA eines Individuums kodiert sind, und daher gibt es keinen ausreichenden wissenschaftlichen Konsens, um zu bestätigen, dass sie während der Fortpflanzung auf die Nachkommen übertragen werden können. Damit ein Merkmal an die nächste Generation weitergegeben werden kann, muss es in Ihrer DNA enthalten sein. In Anbetracht dessen wurde Lamarcks Theorie nach 1930 fast vollständig verworfen.
Derzeit wird ein erworbenes Merkmal als ein Merkmal definiert, das durch Umwelteinflüsse einen Phänotyp hervorbringt . Ein Phänotyp ist der Ausdruck des Genotyps, also der beobachtbaren Merkmale (Augenfarbe, Größe, Blutgruppe ua); Der Genotyp bildet die Gene eines Organismus.
Trotz der Ablehnung von Lamarcks Theorie sind seit den 1990er Jahren Phänomene zu beobachten, die scheinbar eine Vererbung erworbener Eigenschaften zeigen. Diesbezüglich wurden Studien an Organismen wie Pflanzen, Würmern und Spermien bestimmter Säugetiere durchgeführt.
Vererbung erworbener Eigenschaften bei Pflanzen
1962 wurde in einer Studie des University College of Wales beobachtet, dass Flachspflanzen, die in nährstoffreichen Medien angebaut wurden, ein dreimal höheres Gewicht aufwiesen als solche, die in nährstoffarmen Medien angebaut wurden. Diese Eigenschaft wurde über sechs Generationen weitergegeben, unabhängig von den danach angewandten Kulturbedingungen. Daraus schlossen die Forscher, dass die Induktion neuer Merkmale abhängig von den Umweltbedingungen und der genetischen Ausstattung der Pflanzen weitergegeben werden kann.
In den 1990er Jahren wurden weitere Fälle der Vererbung erworbener Merkmale berichtet: Zwergwuchs bei Reis, unterschiedliche Reifezeiten bei Hybriden zwischen Weizen und Roggen und frühe Blüte bei Flachspflanzen waren induzierte Merkmale, die ebenfalls in mindestens zwei Generationen stabil weitergegeben wurden.
Die molekularen Grundlagen für die Vererbung erworbener Merkmale sind jedoch nicht vollständig bekannt. Es wird angenommen, dass Veränderungen in der Genexpression nicht durch Veränderung der Nukleotidsequenz induziert werden, das heißt, sie treten nicht aufgrund von Mutationen auf. Stattdessen wird angenommen, dass die Modifikation in den Phänotypen aufgrund einiger anderer Faktoren auftritt, die reversibel auf externe Stimuli reagieren.
Vererbung erworbener Eigenschaften bei Tieren
Im Jahr 2011 experimentierte eine Studie des Columbia University Medical Center (CUMC) mit Spulwürmern, die eine Resistenz gegen ein Virus entwickelten und diese Immunität für aufeinanderfolgende Generationen an ihre Nachkommen weitergeben konnten. Dies ist ein direkter Beweis dafür, dass ein erworbenes Merkmal vererbt werden kann, ohne dass DNA beteiligt ist.
In ihrer Studie gingen die Forscher davon aus, dass die Ribonukleinsäure-Interferenz (RNAi) an der Vererbung erworbener Merkmale beteiligt ist. Normalerweise ist RNAi an der Abwehr von Viren beteiligt. Wenn ein Virus eine Zelle infiziert, baut RNAi Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) ab, die normalerweise in der Zelle vorhanden und mit dem Virus kompatibel ist. Auf diese Weise kann sich das Virus nicht vermehren.
Die RNAi-Produktion kann künstlich gefördert werden, indem das Virus an gesunde Personen abgegeben wird. Die aus diesem Verfahren resultierende Immunaktivität wird bei behandelten Tieren und ihren Nachkommen beobachtet. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Fähigkeit, das Virus abzuwehren, in Form von viraler RNA „gespeichert“ wird, die dann an nachfolgende Generationen weitergegeben wird.
Andererseits ist bekannt, dass Spermatozoen-RNA die Übertragung von väterlich erworbenen Phänotypen und solchen, die von psychischem Stress und ernährungsbedingten Stoffwechselstörungen herrühren, vermitteln kann. Es ist jedoch noch unbekannt, wie viele Arten von erworbenen Eigenschaften über Spermien an die Nachkommen weitergegeben werden können und unter welchen Umständen dies geschieht.
Beim Menschen wurde über einige Fälle der Vererbung erworbener Merkmale berichtet. Eine, die häufig erwähnt wird, ist die von unterernährten schwangeren holländischen Müttern, deren Kinder und Enkelkinder sowohl für Fettleibigkeit als auch für andere Stoffwechselstörungen anfällig waren.
Diese Erkenntnisse sind von Interesse für die Epigenetik, also die Untersuchung von vererbten Funktionsänderungen von Genen, die keine Veränderung der DNA-Sequenz beinhalten. Trotz der Kontroversen ist es zweckmäßig, die Lamarcksche Vererbung aus Sicht dieser Disziplin neu zu bewerten, unter Berücksichtigung der zitierten Studien an Pflanzen, Nematoden und Säugetierspermien.
Quellen
Medizinisches Zentrum der Columbia University, CUMC. Howard Hughes Medizinisches Institut. Erworbene Eigenschaften können über kleine RNAs vererbt werden , 2011.
Chen, Q., Yan, W. & Duan, E. Epigenetische Vererbung erworbener Merkmale durch Spermien-RNAs und Spermien-RNA-Modifikationen . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. Vererbung erworbener Merkmale in Pflanzen: Wiedereinsetzung von Lamarck . Plant Signaling & Behaviour , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
