Pol Kamerer i slučaj žabice babice
Za mnoge Pol Kamerer je simbol prevare i nečasnog ponašanja u nauci. Zbog osuda savremenika da je sve svoje rezultate lažirao on je izvršio samoubistvo. Za druge, on je primer progona i žrtva naučnih neistomišljenika i društveno-političkih okolnosti u kojima je radio. Ovo je priča o uzbudljivom životu koji je Pol vodio, o njegovim eksperimentima, o sukobu naučnih stavova na početku XX veka, ali ovo je i priča o tome da li savremena saznanja mogu potpunije objasniti rezultate koje je Kamerer dobio.
Pol Kamerer rođen je 17. avgusta 1880. godine u Beču u uglednoj i imućnoj porodici koja se bavila proizvodnjom delova za optičke instrumente. Sofi i Karl, Polovi roditelji, kao i njihova deca iz prethodnih brakova, obožavali su ga. Od malena, on je razvijao svoje sklonosti prema muzici i gajenju životinja. Stoga i nije iznenađenje da je Pol prvo počeo da studira klavir. Kada je ipak odlučio da napusti studije muzike, zoologija je bila prirodni nastavak njegovog akademskog obrazovanja. Baveći se temama iz oblasti filogenije (evolucioni odnosi između različitih grupa organizama), uspešno je odbranio svoju disertaciju. Međutim, on je teme iz oblasti filogenije smatrao smrtno dosadnim i imao je jaku želju da svoj eksperimentalni rad realizuje na živim životinjama. Prilika za to ukazala mu se 1902. godine, kada je u Beču otvoren Institut za eksperimentalnu biologiju – Vivarijum u koji prelazi da radi, a svoju disertaciju brani 1904. godine.
Sedište ove nove i ekscentrične institucije nalazilo se u zgradi koja je bila nekadašnji akvarijum. Sama zgrada je sazidana 1873. godine za potrebe svetskog sajma koji se te godine održavao u Beču. Vivarijum je imao savremene laboratorije koje su bile specijalizovane za gajenje velikog broja organizama. Neke od specifičnosti bili su i akvarijumi sa slanom vodom koja je vozom dopremana iz Trsta, podrumske prostorije za gajenje pećinskih životinja, kao i posebni sistemi za rashlađivanje prostorija koji su omogućavali gajenje životinja na temperaturama u rasponu od +5°C do +20°C. Osnivači instituta, tzv. mađioničari, bili su zoolog Hans Przibram i botaničari Vilhelm Figdor i Leopold von Portheim koji su uspeli da kupe zgradu i preobrate je u važno mesto za eksperimentalnu biologiju razvića. Osnovni istraživački pravac ovog instituta bio je posvećen pitanjima kako životna sredina može da utiče na obrazac razvića i obrasce nasleđivanja kroz generacije. Stoga, nije iznenađenje što danas pojedini istoričari biologije dovode u vezu ovakav, sistemski i eksperimentalni pristup sa evolucionom biologijom razvića (evo-devo koncept). Oslanjajući se na eksperimentalizam, pravac u biologiji koji se pojavio s početka XX veka koji je zastupao stanovište da se biološki fenomeni moraju proučavati na nivou celog organizma, u Vivarijumu se izučavala regeneracija, simbioza, starenje, kao i uticaj gravitacije na rast i razvoj organizama. Sve ovo nesumnjivo je oblikovalo istraživački put mladog Pola Kamerera.
#/media/Datei:Vivariumprater.jpg)
Prvi eksperimenti koje je Kamerer radio u Vivarijumu bili su deo njegove disertacije i izvođeni na dve vrste daždevnjaka: bliskoistočnom (Salamandra maculosa) i crnom (S. atra). Iako srodne, ove dve vrste imaju potpuno drugačije reproduktivne strategije. Naime, bliskoistočni daždevnjak polaže oko 40 jaja u vodu i iz njih se razvijaju larve. S druge strane, crni daždevnjak koji živi u hladnim predelima, ima potpuno drugačiju strategiju i ženka na svet obično donese samo dva već metamorfozirana potomka. Proučavajući njihove reproduktivne strategije u izmenjenim uslovima životne sredine, Kamerer je primetio da kada se bliskoistočni daždevnjaci gaje u izrazito suvim uslovima, oni prestaju da polažu jaja i rađa se mali broj već metamorfoziranih malih daždevnjaka. S duge strane, crni daždevnjaci u vlažnim i toplim sredinama počinju da polažu veći broj jaja i to direktno u vodu. Iako na samom početku karijere, ovaj eksperiment je ukazao na veoma veliki talenat koji je Pol imao za eksperimentalan rad. Ovo se pre svega odnosi na veštine koje su potrebne da se organizmi gaje i razmnožavaju u uslovima koji su za njih veoma nepovoljni. Dodatno, posebno strpljenje i veština je potrebna ukoliko organizmi imaju i produžene životne cikluse kao što je to slučaj sa vodozemcima. Koliko su njegova ljubav i privrženost ka vodozemcima i gmizavcima bile velike najbolje svedoči i podatak da je svoju jedinu ćerku nazvao po jednom od najpoznatijih rodova guštera – Lacerta. Kamerer je nastavio da se bavi fenomenom upečatljive obojenosti tela kod daždevnjaka u tendenciji da pokaže da sredina može oblikovati i uticati na obrazac nasleđivanja. Ovakvo stanovište je poznato i kao nasleđivanje stečenih osobina i često se naziva lamarkizam, po čuvenom francuskom biologu Žan Baptist Lamarku, koje je u takvom obliku danas u potpunosti odbačeno.
Pored daždevnjaka, važan model za Kamererova istraživanja bile su i žabice babice (Alytes obstetricans). Žabice babice imaju veoma neobičan životni ciklus u poređenju sa ostalim vodozemcima. Naime, ove žabe jako vole da budu na kopnu i nakon parenja ženke polažu jaja koja mužjaci uzimaju i stavljaju na svoja leđa na kojima se razvijaju oko mesec dana. Nakon izleganja, tata žaba odlazi do vode gde pušta svoje potomstvo da nastavi razviće. Posle metamorfoze, žabice izlaze na kopno gde nastavljaju svoj život. Dakle, pored toga što više vole da borave na kopnu, imaju i izraženu brigu o potomstvu. Kamerer je imao dve eksperimentalne postavke koje su bile vezane za žabice babice. U prvom eksperimentu, varirao je sredinu u kojima su se razvijala jaja – povećavao je temperaturu i snižavao relativnu vlagu vazduha. Jaja koja su se razvijala u ovakvoj sredini bila su velika i imala su povećani udeo žumanceta, a kod pojedinih jaja su se izlegale žabice koje su imale i prednje i zadnje udove. Drugim rečima, iz jaja su izlazile već metamorfozirane žabice. Kamerer je uzimao ove jedinke za predstavnike sledeće generacije i uspevao je da, posle nekoliko generacija, dobije jedinke koje su iz jaja izlazile kao potpuno metamorfozirane žabice, čak i kada nije bilo promena u sredini, tj. kada su se žabe gajile u njima optimalnim uslovima.
Drugi eksperiment na žabicama babicama je daleko poznatiji i upravo je ovaj eksperiment prouzrokovao veliku buru u naučnoj javnosti izazivajući veliki broj napada. Nažalost, pod ovakvim okolnostima, nastupiće i tragična smrt Pola Kamerera. Ovaj eksperiment bio je usmeren ka razviću tzv. žuljevitih kožnih nabora, specijalizovanih izraslina na udovima mužjaka koji im pomažu da u vodenoj sredini što bolje prihvate ženke tokom parenja. Kako se inače pare na kopnu, žabice babice nemaju ove izrasline. Međutim, eksperimentalna postavka bila je takva da se temperatura vazduha povećavala, što je primoravalo žabe da se pare u vodi gde je bilo hladnije. Ovakav režim vodio je ka tome da su ženke polagale jaja u vodi, a sama jaja su bila sitinija i sa manjim žumancima od običnih. Posle nekoliko generacija pod ovakvim režimom, mužjaci su imali „žuljeve“ za koje je Pol tvrdio da su nasledni i da su nastali kao posledica nasleđivanja stečenih osobina.
Kamerer je svoje eksperimente tumačio kao dokaz nasleđivanja stečenih osobina, iako je ovakav vid nasleđivanja danas odbačen. Kako bismo u potpunosti razumeli stav po kome sredina aktivno oblikuje i menja obrazac nasleđivanja – varijanta lamarkizma, moramo znati i kako je Pol interpretirao evolucione procese. Naime, njegovo shvatanje evolucije bilo je neolamarkističko i on je pokušavao da istakne kreativnu stranu koju sredina ima kako bi se odabir mogao odvijati prirodnom selekcijom koja bi „filtrirala“ postojeće varijante. Drugim rečima, Kamerer je želeo da, do određene mere, pomiri stavove Darvina i Lamarka i da istakne važnost sredine u evolucionim procesima. Naime, on je, kao i mnogi u to vreme, smatrao da je osnova Lamarkovog stava o urođenom potencijalu bića da se usavršavaju pogrešna. Važno je istaći i da je Kamerer prepoznavao i prihvatao da postoje individualne razlike kod jedinki u stepenu promene u sredini kojoj su izložene. Dodatno, važno je znati i da je on značajno mesto davao i prirodnoj selekciji kao mehanizmu koji do kraja oblikuje nastale adaptacije. Konačno, Kamerer je zastupao i stav da procesi nasleđivanja stečenih osbina moraju biti, na neki način, uklopljeni u hromozomsku teoriju nasleđivanja i Mendelova pravila. I danas, skoro sto godina kasnije, ove teme su od ključne važnosti za potpuno razumevanje evolucionih procesa – eko-evo-devo program, a neki od njegovih rezultata mogu se interpretirati i u svetlu epigenetike.
Svoje rezultate Kamerer je predstavljao na predavanjima koje je organizovao širom sveta. Često, ova predavanja nisu bila deo naučnih konferencija, već su bila namenjena laicima, čime je Kamerer postao poznat široj javnosti. I pored svoje popularnosti, stručna javnost je često bila veoma skeptična prema njegovim rezultatima. Prvi svetski rat umogome je onemogućio dalji eksperimentalni rad, a sam Vivarijum i mnogi jevrejski istaživači su platili nesagledivu cenu. Kao posledica ovih okolnosti Kamerer skoro uopšte nije radio eksperimente godinama, iako je bio aktivan u svojim predavanjima. Jedno od tih predavanja bilo je u Kembridžu 1923. godine kada je čuveni zoolog Bejtson izrazio svoju veliku sumnju u validnost eksperimenata pitajući se da li su prikazane strukture zaista žuljeviti kožni nabori.
Poslednji udarac Kamerer je dobio kada je Vivarijum posetio ugledni herpetolog Kingsli Nobel 1926. godine. Osporavajući poprečne preseke, fotografije, opise, kao i svedočenja pojedinih istraživanja, Nobel je ukazao i na prisustvo mastila na uzorku koji je prikazivao žuljevite kožne nabore. Tvrdeći da je izraslina na tom uzoraku zapravo granulisano mastilo, a ne prava struktura, Kamerer je optužen da je svoje rezultate podvalio, a predstavljeni rezultati okarakterisani su kao potpuni plagijat.
Danas, forenzička analiza celog slučaja odbacila je ovakve navode za potpuno plagiranje rezultata i mnogi dokazi koji postoje osporavaju ovakve optužbe kao neosnovane. Podatak da su primerci mužjaka žabice babice sa ovim izraslinama pronađeni kod prirodnih populacija najbolji je dokaz da ove strukture zaista mogu da nastanu kao odgovor na izmenjene uslove životne sredine. Iako neke od najčešćih optužbi koje su ukazivale na nedostatak pouzdane dokumentacije eksperimenata, nemogućnosti da naučna javnost sama proveri i pogleda iznete dokaze i dalje stoje, brojni dokumenti nesporno potvrđuju umešnost koju je Pol Kamerer pokazivao tokom svog eksperimentalnog rada. Da li je mogao na bolji način da sakuplja i prezentuje rezultate? Da li je mogao da pokuša da bolje odbrani svoja saznanja o žabicama babicama i da na taj način osnaži svoju argumentaciju? Sigurno da je mogao. Međutim, ovaj ceo skandal mora se posmatrati i iz jednog šireg konteksta koji nema toliko veze sa samim Kamererovim eksperimentima, a koji može objasniti zbog čega je upravo ovaj slučaj privukao toliku pažnju. Reč je zapravo o raspravama u naučnim krugovima koji su se vodili oko uzroka variranja koji se javljaju u populacijama i njihovoj ulozi u evoluciji. Kao što je i napomenuto, Kamerer je pokušavao da pomiri stavove Lamarka i Darvina i da ponudi jedno rešenje koje će uvažiti ulogu sredine i procesa razvića u formiranju organizama otvarajući put istraživačima poput Goldšmita i Vadingtona, koji su postavili temelje za veoma aktuelna istraživanja epigenetičkih procesa i njihovog značaja za evoluciju organizama.
Dodatni izvori informacija i korišćena literatura:
Gliboff, S. (2006). The case of Paul Kammerer: evolution and experimentation in the early 20th century. Journal of the History of Biology, 39(3), 525-563.
Koestler, A. (1971). The case of the midwife toad (No. 575.0162 K6).
Müller, G. B. (Ed.). (2017). Vivarium: Experimental, Quantitative, and Theoretical Biology at Vienna's Biologische Versuchsanstalt (Vol. 19). MIT Press.
Vargas, A. O., Krabichler, Q., & Guerrero‐Bosagna, C. (2017). An epigenetic perspective on the midwife toad experiments of Paul Kammerer (1880–1926). Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, 328(1-2), 179-192.
http://nautil.us/blog/austrias-ahead_of_its_time-institute-that-was-lost-to-nazis
https://phys.org/news/2009-09-controversial-scientist-paul-kammerer.html
https://phys.org/news/2016-10-re-examination-paul-kammerer-scientific-fraud.html
https://www.irishtimes.com/news/science/paul-kammerer-may-have-been-an-honest-scientist-1.3459710
Comments