Lamarcks skygge

Der er mere i arven end gæld og DNA. Nye data peger på, at vi kan påvirke vores genetiske materiale igennem aktivt erhvervede træk fra omverdenen


Af Robin Engelhardt

Selvom visse forskere måske har haft held med at formidle ideen om, at naturvidenskaben bestandigt bevæger sig hen imod simplere teorier om livet og kosmos, så forholder det sig efter al sandsynlighed omvendt.
 
Siden de gamle grækere har man startet med de mest primitive teorier for derefter at bevæge sig hen imod de mere komplicerede, og ofte også mere rigtige teorier. Så selvom reduktionismen har været metoden, har den bestemt ikke vist sig at være målet.
 
Sådan er det også gået for Darwins teori om den naturlige udvælgelse. Genetisk reduktionisme, hierarkisme, Malthusianisme, monisme, neutralisme, Weismannisme, gradualisme, saltationisme og Lamarckisme ­ antallet af teoretiske forgreninger og udbygninger af teorien er enorme.

EPIGENETIK
En ny, men også gammel idé, er langsomt ved at vække interesse: Forestillingen om, at der er mere i forplantningen end udvekslingen af arvematerialet DNA.
 
Sammen med det genetiske materiale DNA nedarves der nemlig også en slags genetisk instruktionsmanual, som skal fortælle generne, hvornår, hvor meget og hvor de skal aktiveres. Disse såkaldte epigenetiske instruktioner er en anderledes form for funktionel arvelighed end den rent genetiske. Ifølge biologen Eva Jablonka fra universitetet i Tel-Aviv er denne epigenetiske arvelighed helt afgørende for at multicellulære organismer kan opstå.

Enhver celle består i starten af nøjagtig de samme gener, men først de epigenetiske instruktioner afgør, hvilken endelig celletype de enkelte celler skal blive til. Den etablerede teori siger, at instruktionsmanualen er nulstillet ved dannelsen af sperm og ægceller, for derved at sikre, at alle gener er lige tilgængelige for den voksende embryo.

Men flere nye undersøgelser antyder, at ændringer i de epigenetiske instruktioner også kan nedarves til de efterfølgende generationer. Problemet med disse opdagelser er, at de smager mistænkelig meget af den diskrediterede teori kaldet lamarckisme, efter den franske biolog Jean Baptiste Lamarck, som antog, at dyr aktivt kan erhverve egenskaber fra deres omgivelser og videregive dem til deres afkom. Ifølge lamarckisterne fra 1800-tallet skulle body-buildere altså få muskuløse børn, og deres ideer lå da heller ikke langt fra at blive udnyttet af de værste eugenetiske indfald.

GENETISK DELIRIUM
Men lamarckismen var ikke kun Lamarcks idé ­ det var også, hvad Darwin selv troede på, for han kendte endnu ikke til gener eller til DNA . Han kaldte sin egen lamarckisme for pangenese, og faktorerne, der skulle videreføre den arvelige information, for pangener. Efter genopdagelsen af Gregor Mendels genetiske forsøg blev det til gener. Så selvom ordet lamarckisme i dag har stærkt nedladende konnotationer, er der ingen synderlig grund til at beskylde Lamarck for det frem for andre biologer fra det sene 1800-tal: Helt op til 1950 erne var det et udbredt synspunkt, at arveligheden fungerer på en sådan måde.
 
Men først efter at August Weismann i 1890 erne argumenterede for, at kønsceller kan videregive deres arvemateriale til kropsceller men ikke omvendt, og efter at Watson og Crick i 1953 fandt DNA dobbeltspiralens struktur, kunne molekylærbiologien opstå som en egen forskningsgren. På den måde fik molekylærbiologerne en fri licens til at behandle den morfologiske udvikling som en ligegyldig black box: Kun generne syntes nødvendige for at forstå den evolutionære dynamik og ikke andet.

Dette har ført os til nutidens genetiske delirium, hvor DNA ses som livets essens , og hvor levende organismer ikke betragtes som andet end et unødvendigt påhæng for de selviske gener . Sammen med forestillingen om, at videnskaben i sin faustiske søgen efter sandhed er nok i sig selv , har molekylærbiologerne haft held med at fremstå som uafhængige af større sociale strømninger, selvom de gerne accepterer tekniske fremskridt som ultracentrifugen og elektronmikroskopet.

MERE END KUN GENER
Men der er måske på tide at genåbne denne sorte boks, for det bliver langsomt tydeligt for selv de mest inkarnerede genocentriske reduktionister, at fremkomsten af livsformer i den fire-dimensionale rumtid ikke uden videre kan aflæses fra en én-dimensional streng af DNA.

'Der foregår bizarre ting, som vi først nu begynder at forstå,' siger Marcus Pembrey fra det kliniske helbredsinstitut i London til fagbladet New Scientist.
 
Et klassisk eksempel er historien om de hollandske gravide kvinder, der under den Anden Verdenskrig sultede så meget, at deres børn blev markant mindre. Det er i sig selv ikke mærkeligt, men derimod var det meget overraskende, at børnebørnene og også deres børn var ligeså små, selvom de i efterkrigstiden fik rigeligt med mad.

Også nye fund blandt mus og rotter vækker undren: Giver man en generation af rotter et stof kaldt alloxan (som nedsætter rotternes modtagelighed for insulin), vil de næste generationer blive sukkersyge ­ og det i tiltagende grad jo længere man kommer ned ad stamtræet. Giver man mus høje doser af morfin, vil også deres skader på nervesystemet nedarves til de næste generationer. Og så sent som for tre måneder siden viste Renato Paro fra centret for molekylærbiologi i Heidelberg i en artikel i tidsskriftet Cell, at en ændring i aktiviteten af et gen er nok til ændre øjenfarve hos bananfluer, og at denne ændring nedarves til deres afkom.

Alle disse vidnesbyrd tyder på, at der foregår langt mere i løbet af nedarvningsprocessen end en udveksling af DNA.

MÆRKNINGSORDNING
Et af de mest utvetydige eksperimenter er blevet lavet af Wolf Reik fra Babraham Instituttet udenfor Cambridge.

Han interesserede sig for et fænomen kaldt imprinting (markering, prægning). Det har vist sig, at nogle gener kun aktiveres, hvis de kommer fra faderen, og andre kun hvis de kommer fra moderen. Ingen ved sådan rigtigt, hvordan det fungerer, men der må altså eksistere en form for mærkningsanordning igennem generationerne, der fortæller cellerne hvilke gener, der skal mærkes igen. Aktiviteten af disse gener kan blokeres af nogle molekyler kaldt methylgrupper, og Reik fandt ud af, at nogle gener blokeres (eller methyleres) automatisk, når man flytter cellekernen fra en nybefrugtet musecelle over i ægget på en anden musecelle, der har fået fjernet sit arvemateriale (hvilket faktisk er den gængse kloningsteknik). Og hvad værre var: De to blokerede gener var ansvarlige for både musenes størrelse og for parringslysten, og begge disse forringede egenskaber blev nedarvet til de næste generationer. Epigenetiske forandringer kunne altså overføres til kønscellerne og påvirke slægtsfølgen.

Besynderligvis har det vist sig, at klonede får kan blive op til dobbelt så store som normalt, og ingen ved sådan rigtigt, hvad der er årsagen. 'Vores undersøgelser rejser spørgsmålet, hvorvidt sådanne manipulationer kunne have langvarige effekter for fremtidige generationer,' siger Reik.

KONSEKVENSER
'Vi har kun set toppen af isbjerget,' siger også Marilyn Monk, der er kollega til Marcus Pembrey. Hun forudser, at man vil opdage mange flere epigenetiske faktorer, og at det vil have tankevækkende følger for den moderne biologi. For det første vil de nye genterapeutiske tilbud til ufrugtbare mænd og kvinder, som for eksempel kunstig befrugtning og mikroinsemination være højst tvivlsomme i det lange løb. Hvis den fysiske manipulation af menneskelige æg og spermceller gennem centrifugering, pipetering og nedfrysninger er nok til at provokere en uønsket methylering af enkelte gener, vil konsekvenserne hurtigt være uoverskuelige. Der har faktisk allerede været nogle (kontroversielle) rapporter om, at spædbørn, født ved hjælp af kunstig befrugtning (in vitro fertilisation, IVF, er mindre end normale spædbørn.

På et rent evolutionært plan er de teoretiske konsekvenser mindst lige så store. I og med at de epigenetiske faktorer kan tændes og slukkes uden først at skulle findes igennem tilfældige mutationer, vil den evolutionære hastighed, hvormed organismer tilpasser sig, sandsynligvis øges gevaldigt. Ændringerne i instruktionsmanualen skaber en slags motortrafikvej for udvælgelse og tilpasning i forhold til de snørklede grusveje, den gængse darwinistiske udvælgelse bevæger sig på.
 
I den darwinistiske teoridebat er begrebet arvelighed det væsentligste omdrejningspunkt for diskussionerne. Mens brugen af spilteori på den neo-darwinistiske syntese (primært repræsenteret af biologerne John Maynard Smith og Richard Dawkins) har erklæret genet som den altafgørende enhed for udvælgelsen, har en lang række andre biologer udviklet et meget mere hierarkisk koncept for darwinismen (f.eks. Niles Eldredge og Stephen Jay Gould). Her anses andre organisationsniveauer i organismen som mindst lige så vigtige for den naturlige udvælgelse (dvs. ikke kun gener, men også celler, og kropsdele, og hele individet, og derudover også gruppe-selektion samt udvælgelse på artsniveau). Den epigenetiske arvelighed for multicellulære organismer forekommer at være et konkret vidnesbyrd for denne bredere forståelse af evolutionen.

KULTUREL TILPASNING
Den kulturelle udvikling er typisk lamarckistisk . Det tog f.eks. ikke mere end et par opringninger for befolkningen at lære at bruge en telefon.
 
Overførelsen af information på de kulturelle niveauer foregår i dag med overlydshastighed. Derfor spekulerer nogle forskere over, om de forskellige lags forskellige tilpasningshastigheder er et specifikt særkende for hierarkiske biosystemer, eller om der ikke snarere kan opstå en konflikt imellem de mange forskellige niveauer for udvælgelse.
 
Normalt anser man dette kulturelle lag som højere end de andre, hvilket igen retfærdiggør menneskets tro på sin suverænitet, og sin tro på et fremskridt. Men fra et rent evolutionært standpunkt er det slet ikke sikkert. Bakterier har levet på jordkloden, siden havet begyndte at rejse sig for at dulme vulkanernes buldren, og de lever stadig i bedste velgående. Alt imens har mennesket og andre højerestående dyr kun levet i godt et geologisk sekund.

Men hvorom alt er, så ligger livets mening ikke i DNA men derimod i hele livsorganisationen ­ i formen, i generne, i helheden og i dens dynamiske vekselvirkninger med sin omverden. At den genetiske reduktionismes metode stadig giver os masser af konkrete informationer er tydeligt. Men det er ligeså tydeligt, at den har sine begrænsninger i forståelsen af de komplekse fænomener, som livet er, og at manipulation og lapperi i disse unikke strukturer hurtigt kan gå hen og blive en tvivlsom fornøjelse.

0 comments:

There was an error in this gadget