Transkript

Woher kommen eigentlich die Kinder?

Eine faszinierende Zeitreise durch antike Irrtümer und bahnbrechende Entdeckungen. Wie entstand unser Wissen über die Entstehung des Lebens?

Hi, Hallo und herzlich willkommen bei einer neuen Episode unserer Audioreihe aus dem Beet. Am Mikrofon Eure Uschi Ross-Stitt vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie im Potsdam Science Park.

Wie schon mehrmals versprochen, soll heute doch endlich der Anfang gemacht werden zum Thema Vererbung. Beginnen möchte ich mit einer, wie es scheint ziemlich simplen Frage. Wer Kinder hat, der wird irgendwann mit der Frage konfrontiert: „Wo kommen eigentlich die Kinder her?“

Meist trifft uns als Eltern diese Frage unvorbereitet. Ich weiß, mein Sohn fragte mich als er 3 Jahre alt war, während einer Autofahrt danach. Mein Sohn saß hinter mir und ich schaute in den Rückspiegel und ich fragte mich, ob dies nun der geeignete Zeitpunkt sei, so ein grundlegendes Thema mit ihm über den Blickkontakt im Rückspiegel zu behandeln.

Während ich noch überlegte, wie sag ich es meinem 3-Jährigen, sprang das Interesse meines Sohnes (Gott sei Dank) ganz plötzlich auf ein anderes Thema über, er war fasziniert von einem Auto, das uns überholte und fragte mich nach der Automarke. Danach war die Frage, wo die Kinder herkommen erst einmal nicht mehr interessant.

Menschen, die noch nicht in die Verlegenheit kamen, diese Frage beantworten zu müssen, denken jetzt wahrscheinlich, was für ein Quatsch, die Antwort weiß doch jeder und die Frage kann doch ganz einfach beantwortet werden. Stimmt! Natürlich ist seit langem bekannt, wie Kinder gezeugt werden, aber was genau dabei biologisch passiert, war lange Zeit unklar!

Die Menschheit hat letztendlich mehr als 2000 Jahre dafür benötigt diese Frage zu beantworten. Kaum zu glauben, oder?

Ähnlich wie Kinder diese Frage stellen, fragten sich die Gelehrten in der Antike bereits, wie Nachwuchs entsteht, sich entwickelt und warum Kinder ihren Eltern ähnlichsehen. Manches, was in den mehr als 2000 Jahren bezüglich des Ursprungs des neuen Lebens und seiner Entwicklung angenommen wurde, klingt heutzutage ziemlich abenteuerlich.

Falls Ihr Euch jetzt fragen solltet, was hat die Entstehung der Nachkommenschaft mit der Vererbung zu tun, dann ist es so, dass die Beantwortung dieser Frage ausschlaggebend dafür ist, wie und wer welche Eigenschaften an die Nachkommenschaft weitergibt.

Hier ein kurzer geschichtlicher Rückblick auf die Irrungen und Wirrungen, die mit der Aufklärung der Frage, wie Nachwuchs entsteht verbunden war, bevor ich Euch (in weiteren Folgen) die Grundlagen der Vererbung näherbringe.

Ich weiß nicht, wie es Euch geht, aber ich finde es äußerst spannend, wie Gelehrte im Altertum versuchten Erklärungen für beobachtete Phänomene zu finden. Wie sie aus ihren Beobachtungen Hypothesen aufstellten um daraus Theorien zu entwickeln. Oft waren sich die Wissenschaftler nicht einig und ihre Theorien widersprachen sich sogar. Die Ursache dafür lag zum Teil darin, dass die technischen Möglichkeiten zur experimentellen Überprüfung der aufgestellten Hypothesen und Theorien sehr beschränkt waren.

Bereits im 5. Jahrhundert vor Christus machten sich die Gelehrten Gedanken über den Samen, wovon manche annahmen, dass ihn nur Männer bilden, andere wiederum waren der Meinung, dass auch Frauen zur Samenbildung befähigt seien und sie fragten sich, woher er kommt und wozu er dient.

Für manchen Gelehrten der Antike galt der menschliche Embryo als Ergebnis der Mischung aus beiden Samentypen. Wie diese Mischung aussah und nach welchen Regeln sich daraus die Nachkommenschaft entwickelt, war allerdings umstritten. So gab es einerseits die Theorie der sogenannten Epigenese, die besagte, dass die Nachkommen im Rahmen eines Entwicklungsprozesses ausgebildet würden, in dessen Verlauf Strukturen und Organe des neuen Lebewesens entstehen. Dem gegenüber existierte die Präformationstheorie oder Präformationslehre, die besagte, dass der Mensch bereits von Anfang an in winziger Form vorliegen würde und nur noch wachsen müsse.

Dieser Meinung war u.a. der griechische Philosoph Anaxagorars, der annahm, dass der Mensch bereits im männlichen Samen ausgeformt sei. Die Samen für weiblichen oder männlichen Nachwuchs sollten sich entsprechend seiner Hypothese in den unterschiedlichen Hoden befinden.

Plato vermutete, dass der Samen im Gehirn und im Rückenmark produziert würde. Nach Hippokrates „geht der Samen vom gesamten Körper aus; gesunder von gesunden Teilen und kranker von kranken Teilen“.

Insgesamt muss man sagen, dass manche der Gelehrten einen weiblichen Samen annahmen, der sogar dem der Männer ebenbürtig oder zumindest fast ebenbürtig sei. Die meisten Gelehrten negierten allerdings die Bedeutung des weiblichen Beitrags für die Fortpflanzung. Sie konnten sich gar nicht vorstellen, dass Frauen bei der Vererbung überhaupt eine wichtige Rolle spielen. Sie nahmen an, dass der Mann Erbanlagen besitze, während die Frau nur eine ernährende Funktion habe.

Zu den Gelehrten, die annahmen, dass auch Frauen Samen bilden, gehörte u.a. Hippokrates. Er vertrat im Unterschied zu Anaxagorars die Auffassung, dass sowohl Frauen als auch Männer Samen bilden, der sich aus Absonderungen aller Körperteile zusammensetzt und mit dem Blutstrom transportiert wird. In seinen Schriften beschrieb er einen für beide Geschlechter mehr oder weniger gleichen Samenbeitrag zur Zeugung. Wobei beide Geschlechter sowohl „stärkeren“ als auch „schwächeren“ Samen bildeten. Allerdings verknüpft er den „stärkeren“ Samen damit, dass ein männliches Kind entsteht, den „schwächeren Samen“ mit der Entstehung eines Mädchens. Zu den Anhängern dieser Theorie gehörten weitere Gelehrte, wie Alkmaion von Kroton oder Demokritos von Abdera. Sie sahen allerdings die Gleichheit des männlichen und weiblichen Samens als nicht so weitreichend an wie Hippokrates.

Dem hingegen sah Diogenes von Apollonia keinen Samenbeitrag der Frau. Er verband den männlichen Samen mit Begriffen, wie warm und schaumig und der Same werde durch die dem Manne innewohnende Wärme ausgeworfen.

Aristoteles bezog sich 100 Jahre später u.a. auch darauf und betonte, dass der Mann eine größere innewohnende „Hitze“ besäße als die Frau. Er betrachtete das Blut als Ausgangssubstrat für den Samen. Aufgrund der größeren Hitze sei es dem Mann möglich das Blut bis zum vollendetsten Produkt - dem Samen zu kochen. Der Frau sei dies nicht möglich und auch bei Männern gäbe es Bedingungen, wie Fettleibigkeit, Schwäche durch Krankheit oder Alter, die die vollkommene Durchkochung des Blutes bis zum Samen verhindere. Weiter führte er aus, dass die weiblichen Katamenien, damit ist die weibliche Monatsblutung gemeint, durch ihre „Feuchtigkeit“ und „Kälte“ den Samen des Mannes ausbremse. Je nach dem, wieviel Kraft im Samen zurückbliebe entstünden Ähnlichkeiten zum Vater oder Unähnlichkeiten. Bei vollständiger Ausbremsung entstünde eine Frau.

Er gestand dementsprechend der Frau und Mutter doch auch einen Einfluss auf die Vererbung zu. Allerdings klingen seine Erklärungen eher so, als ob die Mutter verhindere, dass ein vollkommener männlicher Nachkomme entsteht. Dazu passen auch die folgenden Zitate, die ihm zugeschrieben werden:

So soll er die Fortpflanzung am Beispiel eines Bildhauers erläutert haben, indem er sagte: „Die Frau liefert den Stein, während der Mann die ganze interessante kreative Arbeit leiste.“

Außerdem soll er gesagt haben: „Er, der seinen Eltern nicht ähnelt, ist bereits in gewissem Sinne eine Monstrosität. Tatsächlich liegt bereits dann eine Abweichung vor, wenn der Nachkomme weiblich statt männlich ist.“ Oder auch: „Die Frau ist ein verfehlter Mann“.

An dieser Stelle kann ich mir eine kleine Randbemerkung und einen kleinen Seitenhieb nicht verkneifen, auch wenn ich damit den Grundlagen der Vererbung ein wenig vorgreife: heutzutage ist nämlich klar, dass das Geschlecht der Nachkommen vom Mann abhängt.

Beim Menschen haben in der Regel Frauen in den Körperzellen zwei X-Chromosomen, die Männer ein X und ein Y-Chromosom. Neben den Körperzellen gibt es die Zellen, die auf die Fortpflanzung spezialisiert sind, Das sind Eizellen und Spermien. Die enthalten nur die Hälfte der Chromosomen und deshalb jeweils auch nur ein Geschlechtschromosom. Also gibt es Eizellen mit jeweils einem X-Chromosom. Bei den Spermien ist das ein wenig anders: die können nämlich entweder ein X oder ein Y Chromosom besitzen. Das heißt je nachdem welches Spermium die Eizelle befruchtet entsteht ein Mädchen mit einem X Chromosomen von der Mutter und einem X Chromosom vom Vater. Oder es entsteht ein Junge, der ein X Chromosom von der Mutter und das Y Chromosom vom Vater erhält. Da nur der Vater Y-Chromosome vererben kann, bestimmen letztendlich die Väter ob, wie Aristoteles gesagt haben soll ein „verfehlter“ Mann entsteht, also ein Mädchen mit 2 X-Chromosomen, oder ob es männlichen Nachwuchs gibt, der dann ein X und ein Y-Chromosom enthält.

Deshalb waren die Vorwürfe an Königinnen oder Kaiserinnen vollkommen verfehlt, wenn ihnen vorgeworfen wurde, dass sie nicht in der Lage seien für männlichen Nachwuchs zu sorgen, da nur das Spermium des Vaters über Sohn oder Tochter entscheidet und er allein die Verantwortung dafür trägt, ob ein Junge oder ein Mädchen geboren wird.

Aristoteles war übrigens auch nicht verborgen geblieben, dass der Nachwuchs manchmal Ähnlichkeiten mit den Großeltern hatte. Er erklärte diese Ähnlichkeiten mit einer Abschwächung sowohl der väterlichen als auch der mütterlichen Impulse im Samen bzw. im Menstruationsblut, so dass die Impulse der männlichen oder weiblichen Vorfahren zum Zuge kommen konnten, die gleichfalls im Samen bzw. Menstruationsblut gespeichert seien, woraus sich Ähnlichkeiten mit Vater oder Großvater bzw. Mutter oder Großmutter ergäben.

Nach dem Untergang des antiken Griechenlands gerieten die Theorien der griechischen Gelehrten wie Hippokrates, Anaxagoras oder Aristoteles über die Vererbung zeitweise in Vergessenheit. Erst im 17. Jahrhundert wurden die Ideen wieder aufgenommen. Statt der Epigenese, die besagte, dass Nachkommen im Rahmen eines Entwicklungsprozesses ausgebildet würden, überwog im 17. und 18. Jahrhundert das präformistische Konzept der Fortpflanzung, das besagte, dass der gesamte Organismus bereits im Spermium oder im Ei vorgebildet sei und nur noch wachsen müsste. Diejenigen, die argumentierten, dass der Mensch aus dem vorgeformten Fötus im Ei stamme, nannte man Ovisten – die anderen, die wie Anaxagorars schon im alten Griechenland die Idee verfolgten, dass der Mensch bereits im Spermium fertig vorgebildet ist, nannte man Spermisten und die Lehre Animalkulismus. Für beide Theorien gab es allerdings keinen überzeugenden Beweis.

Die Voraussetzung dafür, dass Theorien bewiesen und Hypothesen belegt werden können, sind davon abhängig, dass sie durch geeignete Experimente nachweisbar sind.

Solange die geeigneten technischen Hilfsmittel und Geräte nicht entwickelt sind, die zur Überprüfung von Hypothesen und Theorien eingesetzt werden können, basiert Forschung in der Regel auf Beobachtungen, Annahmen und Beschreibungen. Neue Erkenntnisse und Entdeckungen in der Wissenschaft folgen häufig auf technologischen Fortschritt.

Wie bereits in der Folge über die Entdeckung von Krankheits- und Schaderreger erläutert, war die Entwicklung des Mikroskops Voraussetzung dafür, Bakterien und Pilze sichtbar zu machen und ihre Existenz nachzuweisen.

Aber auch im Zusammenhang mit einem verbesserten Verständnis über die Fortpflanzung und Vererbung spielte die Entwicklung des Mikroskops durch den Engländer Robert Hook und den Niederländer Antoni van Leeuvenhoek im 17. Jahrhundert eine entscheidende Rolle! Ihr erinnert Euch evtl. noch an die beiden Namen aus Teil 6 der Komm ins Beet Audioreihe.

Dieses wachsende Verständnis startet mit der Entdeckung der Spermatozyten durch Antoni van Leeuvenhoek, also den einzelnen Spermien, von denen es mehrere Millionen in der Samenflüssigheit gibt.

Zuvor berichtete ihm der Medizinstudenten Johan Ham, dass er „Tierchen“ in der menschlichen Samenflüssigkeit gesehen habe. Ham nahm an, dass diese kleinen Tierchen durch Fäulnis entstanden seien, da der Ursprung der Probe von einem Gonorrhoe Kranken stammte. Leeuwenhoek, der bereits schon einige Jahre zuvor Samenflüssigkeit untersucht hatte, hatte darin Kügelchen gesehen. Nachdem Ham ihm von den, wie er sie nannte „Tierchen“ erzählt hatte, nahm Leeuwenhoek seine Untersuchungen wieder auf und untersuchte die Samenflüssigkeit eines gesunden Mannes. Leeuwenhoek begriff, dass die Spermatozoen nicht krankheitsbedingt entstanden, sondern normaler Bestandteil der Samenflüssigkeit waren. Er entdeckte auch, dass sie sich durch die Bewegung ihres Schwanzes vorwärtsbewegten.

Es gibt eine Geschichte darüber, dass Leeuwenhoek angeblich einen Homunkulus in Spermien beschrieben haben soll. Auf der Basis der Vorstellungen der Spermisten, also derjenigen Wissenschaftler, die glaubten, dass im Spermium der Mensch bereits fertig angelegt sei und das weibliche Ei nur der Ernährung dieses „Homunculus“ diente, wurden Bilder dieses Homunkulus angefertigt. Allerdings sollen weder Leeuwenhoek noch Nicholas Hartsoeker, der Bilder eines solchen Homuculus angefertigt haben soll, jemals behauptet haben einen solchen Homunkulus gesehen zu haben. Die einzige Person, die jemals behauptet haben soll, einen Homunkulus gesehen zu haben, war ein junger Wissenschaftler namens Plantade. Dabei soll es sich allerdings um einen Scherz gehandelt haben. Wie dem auch sei!!

Im Laufe seiner Kariere beschrieb Leeuwenhoek Spermien vieler Spezies. Seine Beobachtungen führten zu einem neuen Konzept des Befruchtungsprozesses. Zu Zeiten Leeuwenhoeks ging man nämlich davon aus, dass die Befruchtung durch Dämpfe aus der Samenflüssigkeit erfolgt. Leeuwenhoek war der erste, der die Hypothese aufstellte, dass die Spermien in die Eizelle eindringen, obwohl er diesen Vorgang nie beobachtet hatte, Homunculus hin oder her.

Welche Rolle Eizelle und Spermium bei der Zeugung spielen, konnte von einem anderen Wissenschaftler, dessen Name uns in der Audiofolge über die pflanzlichen Schaderreger auch schon begegnet ist, im 18. Jahrhundert aufgeklärt werden. Es handelte sich um den Italiener Lazzaro Spallanzani. Ihm gelang es durch ein gut durchdachtes Experiment eindeutig nachzuweisen, dass die Befruchtung nicht durch Dämpfe aus der Samenflüssigkeit erfolgt und widerlegte damit die Theorie der sogenannten „Aura spermatica“. In einem seiner Experimente versah er die männlichen Frösche bei der Paarung mit engen Taft-Hosen. Durch diese Hosen wären Dämpfe aus der Samenflüssigkeit nicht behindert worden, aber trotzdem entwickelte sich keines der Eier zu Kaulquappen. Als er das Sperma von den Hosen abkratzte und zu den Eiern gab, entwickelten sich Kaulquappen. Damit konnte Spalanzani die Rolle der Eizelle und des Spermas eindeutig nachweisen.

Verbesserungen im Bereich der Optik und der Mikroskopietechniken sowie die Aufklärung der Zelltheorie, die besagt, dass Pflanzen und Tiere aus Zellen aufgebaut sind, führten dann im 19. Jahrhundert zur Klärung des Befruchtungsprozesses. Im Jahre 1879 wurde erstmalig das Eindringen der Spermien in die Eizelle und die anschließende Vereinigung von männlichem und weiblichem Zellkern in Seesternen tatsächlich beobachtet und beschrieben. Es dauerte also seit Leeuwenhoeks Entdeckung der Spermien im 17. Jahrhundert und Spallanzanis Experimenten im 18. Jahrhundert noch bis ins 19. Jahrhundert bis sichtbar gemacht werden konnte, dass während des Befruchtungsprozesses Eizelle und Spermium miteinander verschmelzen und die Embryonalentwicklung auslösen.

Nachdem es mehr als 2000 Jahre dauerte den Befruchtungsprozess aufzuklären, an dem Frau und Mann zu gleichen Teilen beteiligt sind, konnten in der Folge ab Mitte des 19. Jahrhunderts innerhalb von ca. 100 Jahren die Gesetzmäßigkeiten der Verteilung von Erbanlagen auf die Nachkommen beschrieben, die DNA entdeckt, die Chromosomen als Träger der Erbinformation erkannt, das Crossing over als Möglichkeit des Austauschs männlicher und weiblicher Erbinformation identifiziert, die DNA Struktur aufgedeckt und der genetische Code entziffert werden um nur die wichtigsten Ergebnisse zu nennen, die letztendlich zum Verständnis darüber führten, wie es denn kommt, dass Nachkommen ihren Eltern ähneln und woran das liegt.

Ich hoffe, Ihr fandet den historischen Rückblick auf die Beantwortung der Frage, wo die Kinder herkommen genauso interessant wie ich. Manches, was uns heute als einfach und selbstverständlich erscheint, ist letztendlich das Ergebnis jahrelanger, ausdauernder und kreativer Forschung unter Einsatz technischer Innovationen und verbesserter Methoden.

Da ich im Augenblick mit zwei Buchprojekten beschäftigt bin, wird es die nächste Folge zur Vererbung leider erst im nächsten Jahr geben. Aber zuvor wird es, wie im letzten Jahr versprochen, in der Adventszeit weitere Weihnachtsspecials geben zu Pflanzen, an denen wir uns während der Vorweihnachtszeit erfreuen.

Die erste Folge dazu, könnt Ihr Euch am 1. Dezember anhören.

Bis dahin wünsche ich Euch eine schöne Zeit und bleibt gesund und neugierig,

Eure Uschi Ross-Stitt vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie aus dem Potsdam Science Park.

Weitere Literaturhinweise:

Aristoteles-Handbuch Leben-Werk-Wirkung, Cristof Rapp/Klaus Corcilius (Hg), 2. Aktualisierte Auflage, J.B. Metzler ©Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature, 2021

ISBN 978-3-476-05741-9, ISBN 978-3-476-05742-6 (eBook)

https://doi.org/10.1007/978–3-476–05742–6

Moments in reproductive medicine, Society for Male Reproduction and Urology, Copyright 1997 American Society for Regenerative Medicine, Antoine van Leeuwenhoek and the discovery of sperm, Stuart S. Howards, M.D., Deparment of Urology, University of Virginia Health Science Center, Charlottesville, Virginia, Vol. 67, No. 1. January 1997

The road to 1978: A brief history of fertility research, Michael Carroll, Article in The Biochemist · June 2018 DOI: 10.1042/BIO04003004

Das differenzierte Geschlechterverständnis der Antike, Hans-Jürgen Voß, GENDER Heft 2 | 2009, S. 61–74

Das Geheimnis der dreifarbigen Katzen oder dem genetischen Mosaik auf der Spur, Laura Gould, Aus dem Amerikan. von Monika Niehaus-Osterloh. Einheitssacht.: Cats arenot peas

ISBN 978-3-0348-6093-2 ISBN 978-3-0348-6092-5 (eBook), DOI 10.1007/978-3-0348-6092-5 © 1997 Springer Basel AG

Ursprünglich erschienen bei Birkhäuser Verlag, Basel 1997