1866 – 2016

150 Jahre Mendelsche Regeln

31.05.2016 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Mendeljahr 2016
Wer beim Namen Mendel nur an den Erbsenzähler aus dem Klostergarten denkt, kennt nur die halbe Wahrheit. (Bildquelle: © kot28/Fotolia.com)
Wer beim Namen Mendel nur an den Erbsenzähler aus dem Klostergarten denkt, kennt nur die halbe Wahrheit. (Bildquelle: © kot28/Fotolia.com)

Zu Lebzeiten unbeachtet und abgelehnt gilt Gregor Mendel (1822 – 1884) heute als Vater der Genetik. Wer beim Hören seines Namens nur an den Erbsenzähler aus dem Klostergarten denkt, kennt nur einen Teil der Wahrheit.

Jedes Schulkind kennt sie aus dem Biologieunterricht: die drei mendelschen Regeln. Jene Regeln, die den Vererbungsvorgang von Merkmalen bei Pflanzen und Tieren beschreiben. Benannt nach ihrem Entdecker, dem Naturforscher, Ordenspriester und Mönch Gregor Johann Mendel. Geboren 1822 in Heinzendorf, einem 200-Seelenort im idyllischen Braunauer Bergland Tschechiens. Als Kind einer Kleinbauernfamilie veredelt der Überflieger am Gymnasium von Troppau schon als Kind Obstbäume und betreibt in seiner Freizeit eine kleine Hobbyimkerei.

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Gregor Mendel (1822 - 1884): Mönch, Naturforscher und

Gregor Mendel (1822 - 1884): Mönch, Naturforscher und "Vater der Genetik".

Bildquelle: © Urheber unbekannt/ wikimedia.org/ CC0

Der Blick für das Wesentliche

Das Interesse, die Begeisterung und Neugier für die Natur und die enge Verbundenheit mit ihr begleiten Mendel Zeit seines Lebens. Und obwohl er nicht der erste ist, der sich mit der Ausprägung und Vererbung natürlicher Merkmale beschäftigt, ist ihm dennoch ein Platz in den Geschichtsbüchern sicher: als Begründer und Vater der klassischen Genetik. Entscheidend ist nicht das Was, sondern das Wie, das ihn von seinen Vorgängern, z. B. Joseph Gottlieb Kölreuter (1733 – 1806), unterscheidet. Anders als sie konzentriert sich Mendel, so betont er, auf „wesentliche Merkmale“ und nicht das Gesamterscheinungsbild, wertet seine Ergebnisse statistisch aus und lässt lieber Zahlen für sich sprechen.

Stoff für intensive Diskussionen

Die systematische Herangehensweise und Verknüpfung von Biologie und Mathematik gelten heute als Grund für den Erfolg und die Popularität Mendels, machen ihn zugleich aber auch angreifbar. Seit Wiederentdeckung seiner Publikation „Versuche über Pflanzen-Hybriden“ im Jahr 1900, in der die drei Mendelschen Regeln beschrieben werden und dessen Erstveröffentlichung (1866) sich 2016 zum 150. mal jährt, wurden Details seiner Arbeit immer wieder intensiv diskutiert.

Häufiger Streitpunkt war dabei nicht Mendels Auffassung, dass die Vererbung und Ausprägung von Merkmalen nach festen Regeln ablaufe, sondern vielmehr die Validität seiner Zahlen. Kritiker warfen Mendel posthum vor, seine Zahlen bewusst geschönt zu haben – freilich ohne jeden Beweis. Der Vorwurf lautete, diese würden einfach zu gut zu seiner Theorie passen, als es statistisch zu erwarten sei. Ganz nach dem Motto, zu schön, um wahr zu sein?

Hat Mendel geschummelt?

1902 weist Raphael Weldon (1860-1906), ein britischer Zoologe und Biometriker, nach, dass die Chance, Mendels Daten zu reproduzieren, in Wahrheit bei 1:16 liegt. 1936 kommt der britische Genetiker, Evolutionstheoretiker und Statistiker Ronald Aylman Fisher (1890-1962) zu einem ähnlichen Ergebnis. Beide werfen Mendel vor, dass es ihm vorrangig um die Untermauerung seiner Theorie gegangen sei, er Rohdaten an Erwartungswerte angenähert, stark gegenläufige Zahlen sogar unter Verschluss gehalten habe.

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Ein Vorwurf, den auch Allan David Franklin, US-amerikanischer Wissenschaftshistoriker und -philosoph, 2008 in seiner Schrift zur „Mendel-Fisher-Kontroverse“ für vertretbar hält, genau darin aber zugleich die Bestätigung für Mendels großartiges Verständnis für die Vererbung und Biologie sieht. Eine Einschätzung, die heute von der Mehrheit der Wissenschaftscommunity geteilt wird, die Mendel in erster Linie als Vordenker sehen. Doch warum eigentlich Mendel?

Warum Mendel und nicht Darwin?

Zugegeben: Eine unorthodoxe Frage, der Forscher vor einigen Jahren aber tatsächlich nachgingen. Denn wem, wenn nicht dem berühmten Charles Darwin (1809-1882), wäre die Entdeckung der Vererbungsregeln nicht auch zuzutrauen gewesen? Schließlich verfügt Mendels Zeitgenosse über vergleichbar technische Möglichkeiten, zeichnet sich ebenfalls durch einen großen Wissensschatz, einen unstillbaren Wissensdurst und Experimentierfreude aus und weiß, seinen Garten als Freiluftlaboratorium zu nutzen. Warum also kam gerade Mendel und nicht Darwin den Vererbungsregeln auf die Spur?

Prägende Perspektiven

Prof. Dr. Jonathan Howard von der Universität Köln glaubt, die Antwort in den unterschiedlichen Sicht- und Denkweisen der beiden Naturforscher entdeckt zu haben: „Für Darwin war die Variation, die Veränderung von Merkmalen, der Dreh- und Angelpunkt der Evolution. Sie war das Herzstück seiner Theorie und leider auch der letzte Ort, an dem Darwin jemals auf Mendels Vererbungsregeln hätte stoßen können.“

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Die sieben "wesentlichen" Merkmale, deren Vererbung Mendel untersuchte.

Bildquelle: © MarianaRuiz LadyofHats/ wikimedia.org/ CC0

Darwin ist überzeugt davon, dass Eltern und Nachkommen nie vollständig identisch seien, sich in bestimmten Merkmalen stets unterscheiden würden, also variieren. Eine Perspektive, ohne die er den Mechanismus der natürlichen Selektion freilich nie hätte finden können. Wie sonst hätte aus seiner Sicht erklärt werden können, dass bestimmte Individuen innerhalb einer Population besser an gegebene Umweltbedingungen angepasst sind (Selektionsvorteil) als ihre Artgenossen?

Darwins blinder Fleck

Howard ist sich sicher: „Darwins Sichtweise machte ihn blind, das Beständige in der kontinuierlichen Veränderung zu erkennen, dessen Bedeutung für die Evolution zu würdigen.“ Während sich Mendel auf einzelne Merkmale beschränkt, gibt es überspitzt formuliert nichts, was Darwin nicht beachtet. Kein Merkmal, das quantitativ zu klein sei, um vielleicht nicht doch von großer Bedeutung für die Evolution zu sein. Selbst als Darwin in Kreuzungsexperimenten zur Blütenform des Löwenmauls (Antirrhium) den Mendelschen Regeln zum Greifen nahe kommt, die Zahlen vor sich hat, ist er derart auf die kleinen und kleinsten Unterschiede fixiert, dass er das Muster hinter den Zahlen nicht sieht. Oder nicht sehen will?

Alles eine Sache der Motivation

Heute, im 21. Jahrhundert hüten sich Historiker und Wissenschaftler davor, sowohl dem einen als auch dem anderen Sturheit, geschweige denn Blindheit zu unterstellen. Stattdessen heben sie deren starke Motivation hervor, die sie anspornte, ihre Experimente und Beobachtungen über viele Jahre konsequent und für damalige Verhältnisse präzise und erfolgreich zu Ende zu führen.

Zudem darf die Strahlkraft beider Forscher nicht darüber hinweg täuschen, dass ihre Ergebnisse und Aussagen im Laufe der Zeit mehrfach angepasst, überarbeitet und korrigiert worden sind. Mendels Forschung rein auf die Statistik zu reduzieren und mit der Kritik dort anzusetzen, wie es Weldon und Fisher taten, verstellt somit die Sicht auf das Wesentliche und entspricht aus heutiger Sicht einem Rückschritt zum Status ante.

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Pimp your brain: Erste Mendel'sche Regel

Am Beispiel von Eisbegonien (Begonia ×semperflorens-cultorum) und Wunderblumen (Mirabilis jalapa) erklärt Kathleen Dahncke vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm im Video die erste Mendelsche Regel. (© Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie)

Wissenschaft als Passion

Stephanie Franck, Vorsitzende des Bundesverbands Deutscher Pflanzenzüchter (BDP), sieht es ähnlich, wie sie im Grußwort der ersten Ausgabe der BDP-Nachrichten im Jahr 2016 schreibt: „Die Wissenschaft war Gregor Mendels große Passion. Er nahm statt des Priesteramts eine Anstellung als Hilfslehrer an, um seinen Lebensunterhalt zu sichern und sich gleichzeitig den nötigen Freiraum für mehrjährige Untersuchungen an Erbsen zu schaffen. Die Leidenschaft für Pflanzen und das Streben nach dem Verständnis der Zusammenhänge haben sich die Züchter bis heute erhalten.“

Tatsächlich ähnelt Mendels Biografie der eines wahrhaft passionierten Wissenschaftlers. Denn so ruhmreich diese von heute aus erscheint, so beschwerlich war sie Zeit seines Lebens. Gepflastert von Rückschlägen während der Ausbildungszeit, gekennzeichnet durch Ablehnung und Desinteresse zum Zeitpunkt der Präsentation seiner Entdeckung.

Ein wissenschaftlicher Wettstreit

Wie die österreichische Biologin Rosalie Wunderlich (1906 – 1990) 1983 zusammenfasst, tobt zur Zeit von Mendels Forschungstätigkeit ein hitziger Streit über die korrekte Darstellung des pflanzlichen Befruchtungsvorgangs, der den gesamten Fachbereich der Biologie überschattet. An der Spitze zweier Fronten stehen der einflussreiche Botaniker Matthias Jacob Schleiden (1804 – 1881) und der Astronom und Mathematiker Giovanni Batista Amici (1786 – 1863).

Während Schleiden überzeugt ist, dass der Pollenschlauch in den Embryosack hineinwachse, dieser nur das Keimbett bilde, hatte Amici im Jahr 1823 bereits entdeckt, dass schon vor dem Eintreffen des Pollenschlauchs im Embryosack eine „besondere Zelle“ vorhanden sei. Die Eizelle. Im Zeitraum von etwa 1830 bis 1856 existieren faktisch nur zwei Positionen und das Prinzip „Wer nicht für mich ist, ist gegen mich“.

Forscher aus Überzeugung

Mendel ist ein überzeugter Anhänger Amicis und damit in der Minderheit, da der Großteil der Wissenschaftscommunity, so Wunderlich, der Rhetorik, dem Charme und Charisma Schleidens erliegt. Die meisten von ihnen arbeiteten noch nicht einmal auf dem Gebiet. Genau hier sieht Wunderlich den Keim von Mendels Motivation, Zielstrebigkeit und Hartnäckigkeit begraben. Deutlich wird dies in einer ausführlichen Passage in der sonst kurz und knapp gehaltenen Publikation von Mendel.

Ihm gelingt dort der Beweis für die gleichgewichtige und gleichwertige Beteiligung väterlicher und mütterlicher Geschlechtszellen beim Befruchtungsvorgang. Es ist die Formulierung, die unmissverständlich unterstreicht, wie Mendel seine Entdeckung sieht: "als Widerlegung der Ansicht berühmter Physiologen“, womit Schleiden gemeint sei, so Wunderlich. Wer die Vorgeschichte kennt, wird ahnen können, welche Genugtuung Mendel beim Verfassen dieser Zeilen empfunden haben muss.

Ausgleichende Gerechtigkeit

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Der Klostergarten der Abtei St. Thomas, in dem Mendel seine Experimente durchführte, liegt heute inmitten von Brünn.

Der Klostergarten der Abtei St. Thomas, in dem Mendel seine Experimente durchführte, liegt heute inmitten von Brünn.

Bildquelle: © Parmesan/ wikimedia.org/ CC BY 3.0

Zehn Jahre zuvor nämlich, im Jahr 1856, fällt Mendel aufgrund des Beharrens auf jenem (nun bewiesenen) Standpunkt durch die Lehramtsprüfung der Universität Wien. Damaliger Prüfer ist der renomierte Botaniker Eduard Fenzl (1808 – 1879), ein treu ergebener Anhänger von Schleiden. Ironischerweise ist er der Großvater des „Mendel-Wiederentdeckers“ Erich von Tschmerak-Seysenegg (1871 – 1962), ohne den Mendels Publikation vielleicht nicht für immer, aber womöglich für längere Zeit unentdeckt geblieben wäre. Welche Folgen dies gehabt hätte, ist kaum vorstellbar.

Posthumer Ruhm

Zweifelsohne ist Mendel dem Denken seiner Zeit voraus. Ruhm und Würdigung seiner Arbeiten werden ihm (wie so oft in der Geschichte) erst posthum zuteil. Als Tschmerak-Seysenegg gemeinsam mit Carl Correns und Hugo de Vries seine heute so berühmte Publikation entdeckt, ist Mendel bereits seit 16 Jahren Tod (Er stirbt am 6. Januar 1884 in Brünn). Es dauert bis in die späten Zwanziger und frühen Dreißiger des 20. Jahrhunderts, bis Mendels Regeln der Vererbung an botanischen und zoologischen Forschungsobjekten bestätigt werden und die Bedeutung vollends erkannt wird.

Nichtsdestotrotz dürfte der Erbsenzähler aus dem Klostergarten zufrieden in der Gewissheit gestorben sein, zeitlebens Recht behalten zu haben. Im Oktober 1883, drei Monate vor seinem Tod, sagt Mendel in einer Ansprache für seinen künftigen Nachfolger als Abt des Klosters:

„Mir haben meine wissenschaftlichen Arbeiten viel Befriedigung gebracht, und ich bin überzeugt, dass es nicht lange dauern wird, da die ganze Welt die Ergebnisse dieser Arbeit anerkennen wird.“

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