Historische Vorträge II: Werner Arber über Evolution


Gespannt warte ich darauf, live vor Ort in Lindau diversen Nobelpreisträgern zuzuhören. Dennoch wird es nicht das erste Mal sein, dass ich Vorlesungen, die dort gehalten werden, sehe. Denn es gibt ein umfangreiches Videoarchiv, in dem die Lindauer Vorträge online abrufbar sind. Von 1952 an gibt es Aufzeichnungen, erst nur Ton, später dann natürlich auch mit Video gepaart. Für Wissenschaftshistoriker eine wahre Schatztruhe. Beatrice hatte hier bereits über Rita Levi-Montalcinis Vortrag von 1993 geschwärmt. Und auch ich habe mich mal ein wenig durch das Archiv durchgeklickt. Und bin dabei an der Vorlesung »Darwinian evolution as understood by scientists of the 21st century« von Werner Arber aus dem Jahr 2007 hängen geblieben.

Werner Arber 2007 

Werner Arber, 2007 – 57th Meeting of Nobel Laureates
Darwinian evolution as understood by scientists of the 21st century

Arber bekam 1978 zusammen mit Daniel Nathans und Hamilton O. Smith den Nobelpreis in der Kategorie Physiologie/Medizin für die Entdeckung der Restriktionsenzyme und wie man sie praktisch in der Molekulargenetik anwenden kann. Restriktionsenzyme erkennen bestimmte DNA-Sequenzen und schneiden an diesen Stellen. Verschiedene Restriktionsenzyme haben dabei verschiedene Sequenzen, die sie erkennen können. Mittlerweile lassen sich die Enzyme aus den wenigsten Laboren wegdenken. Denn mit ihnen kann man recht simpel anhand sogenannter Restriktionskarten DNA-Fragmente über ihre Länge identifizieren.

Außerdem bieten sie sich hervorragend dafür an, DNA-Fragmente aneinander zu koppeln: Zuerst schneidet man einen DNA-Strang gezielt mithilfe des Restriktionsenzyms auseinander. Weil man die so entstehenden Bruchstücke kennt, kann man nun mit einem passendem, zweiten DNA-Fragment den geöffneten Strang wieder verschliessen. Und schon hat man relativ simpel ein Stück DNA in ein anderes Stück eingebaut. Aber darauf ging Werner Arber in seinem damals bereits siebten Vortrag in Lindau schon längst nicht mehr ein, sondern er widmete sich der Evolution.

Und wie passt das zusammen? Nun, viele Dinge, die wir auf einem molekularen Level nachbauen können und im Labor auch tun, sind nicht viel anderes als das Nachspielen von evolutionären Ereignissen – so die Begründung von Arber. Seine Vorlesung fängt daher auch relativ historisch an: Mit Charles Darwin und Gregor Mendel.

Beide haben fast gleichzeitig ihre Entdeckungen gemacht. Darwin veröffentlichte 1859 das Werk, das die Evolution als biologische Disziplin eröffnen sollte: On the Origin of Species by Means of Natural Selection. Gregor Mendel veröffentlichte die Ergebnisse seiner Studien mit Erbsen 1866. Und begründete damit die Genetik. Leider haben sich beide nie kennengelernt, um ihre Ergebnisse auszutauschen. Für Darwin war klar, dass Eigenschaften in der einen oder anderen Form vererbt werden müssen, von den in der Reproduktion erfolgreichen Eltern auf die Nachkommen. Mit seinen Kreuzungsversuchen zeigte wiederum Mendel auf, nach welchen Basis-Regeln Vererbung funktioniert.

Irgendwann hat man gesehen, dass die Mechanismen, die im Rahmen der Evolution wirken, die gleichen sind, die auch schon bei Mendel für die Formen und Farben der Erbsen verantwortlich waren. Da man allerdings immer noch nicht wusste, welcher Mechanismus dafür sorgt, vergingen noch ein paar Jahre. Johannes Miescher entdeckte die Nukleinsäuren und 1953 konnten James Watson und Francis Crick die Struktur von DNA nachweisen und begründeten damit mehr oder weniger die moderne Molekular-Genetik.

Arber geht dann weiter auf Grundlagen der Evolutionsbiologie ein: Vererbung und genetische Variabilität. Ohne Vererbung gibt es keine Grundlage an der Evolution ansetzen kann und ohne Variabilität gäbe es keine Selektion. Als Mikrobiologe erklärt er natürlich auch, was die Vorteile von Bakterien als Versuchsgegenstand sind: Kurze Generationszeiten machen es einfach, schnell Ergebnisse zu sehen.

Arber präsentiert die Evolutionsbiologie in seinem Vortrag bravourös kurzweilig und lässt kaum etwas aus – Wie wirken sich Mutationen aus? Was sind positive Mutationen? Was negative? Was neutrale? Wie kann man Einblick in molekulare Evolution bekommen?. Er streift Grundzüge der Genetik – Was sind Gene? Was sind Mutationen?. Zudem geht Arber auf, für das Verständnis von Evolution wichtige Teile der Mikrobiologie ein – Was ist horizontaler Gentransfer? Wie funktioniert die Aufnahme von DNA in Mikroorganismen?. Und natürlich lässt er die Molekularbiologie nicht aus. Das schöne ist, dass er das alles ohne langweilige Powerpoint-Slides macht, die einem schon zum Hals raushängen. Sondern er präsentiert ganz traditionell mit handgemalten Folien. 

Zum Ende schlägt Arber noch die Brücke zum Thema Umweltschutz und dem Verlust von Biodiversität. An dem wir in vielen Fällen ja nicht ganz unschuldig sind. Nicht nur durch das aktive Ausrotten von Arten in der Vergangenheit, sondern auch durch die menschlichen Einflüsse auf die Natur. Für mich steht es außer Frage, dass wir unsere Umwelt beeinflussen. Wer daran zweifeln mag, der möge nur mal in den Golf von Mexiko schauen. Immerhin zeigte sich Arber aber in seinem Vortrag vor drei Jahren nicht als fatalistisch denkender Pessimist. Seiner Meinung nach sorge die Evolution weiterhin dafür, dass Arten entstehen. Nicht in dem unbedeutenden Zeitraum, den wir überschauen können, sondern «in the long range».

Wer also der englischen Sprache mächtig ist und noch einmal eine Auffrischung benötigt, was diese Teilbereiche der Biologie angeht: Ihr solltet euch die 3/4 Stunde für Arbers Vortrag nehmen. Und falls Biologie nicht so euer Fach ist: Auch für die Chemiker, Physiker und all die anderen tollen Wissenschaftsdisziplinen ist spannendes Material dabei.

Werner Arber wird in diesem Jahr übrigens bereits zum zehnten Mal in Lindau dabei sein. Offenbar ist ihm der Lindauer Dialog der Generationen ans Herz gewachsen. Das belegt auch sein Interview, das er dem Lindauer Blog 2009 gab. Auch hier empfehle ich, reinzuhören.

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