Forscher-Wette Ein Portwein auf die Gene
Mit einer Wette wollen zwei englische Biologen die brisante Frage klären: Wie aussagekräftig sind die Ergebnisse der Genomforschung?
Es gibt viele Arten, wissenschaftliche Meinungsverschiedenheiten auszutragen: ein Duell im Morgengrauen (radikal, aber moralisch fragwürdig), eine Podiumsdiskussion (human, aber oft wenig zielführend) oder die Einsetzung eines Expertenkomitees (seriös, aber langwierig). Und dann gibt es da noch die elegante, angelsächsische Variante: eine Wette, die den Kampf um Positionen mit spielerischer Lust und materiellem Einsatz verbindet.
»Eine Meinung ist billig, sie kostet nichts. Wenn Sie dagegen Ihr Geld einsetzen müssen, konzentriert es den Geist enorm«, postulierte der britische Biologe Rupert Sheldrake schon vor vielen Jahren in der ZEIT. Damals wettete er darauf, dass seine umstrittene Theorie der »morphogenetischen Felder« bis zum Jahr 2000 bewiesen sei (was allerdings nicht eintrat). Nun fordert er das biologische Establishment erneut heraus: In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift New Scientist wettet er mit seinem Landsmann Lewis Wolpert um die Aussagekraft der modernen Genomforschung.
»Wird es bis zum 1. Mai 2029 gelingen, aus dem Genom einer Pflanze oder eines befruchteten Eis eines Tieres in wenigstens einem Fall alle Eigenheiten des sich daraus entwickelnden Organismus vorherzusagen, einschließlich möglicher Abnormitäten?« So lautet die Wette, von deren Gewinn beide überzeugt sind. Wolpert spricht zwar von einer »großen Herausforderung«; angesichts der Fortschritte der modernen Biologie und der Computertechnik sei eine solch detailgetreue Prognose in zwanzig Jahren aber durchaus möglich.
Sheldrake hält dagegen: Die Leistungsfähigkeit der Genomforschung werde gewaltig überschätzt. Seit der Entschlüsselung des Humangenoms habe große Ernüchterung eingesetzt; allein das Wechselspiel zwischen Genen und Proteinen sei bereits so komplex, dass die Kenntnis einer genetischen Sequenz kaum etwas über die Entwicklung eines Organismus verrate.
Nun ist der Einsatz in diesem Fall eher bescheiden: eine Flasche edlen Portweins, die bis 2029 im Keller der britischen Wine Society gelagert wird. Dennoch trifft die Wette einen Nerv. »Es steht viel mehr auf dem Spiel als nur eine Flasche Portwein«, schreibt Sheldrake. Schließlich setzen Pharmafirmen, Start-up-Unternehmen und Regierungen beachtliche Summen auf den Fortschritt der Genomforschung; das Venture-Capital liebt die Aussicht auf Gentherapien oder maßgeschneiderte Medikamente. Dabei bezweifeln mittlerweile selbst Biologen, dass die Genforschung je die hochgesteckten Erwartungen erfüllen kann, die sie weckt.
Da ist die Wette ein probates Mittel, die Debatte zuzuspitzen. Diese Methode hat sich in der Wissenschaft schon häufiger als hilfreich erwiesen. So stimulierte etwa die Aussicht auf einen Buchpreis im 17. Jahrhundert Isaac Newton zu seinen Überlegungen zur Mechanik der Himmelskörper. 1959 wettete der Physiker Richard Feynman 1000 Dollar darauf, dass niemand einen Motor konstruieren könne, der kleiner als 1/64 Inch (0,4 mm) sei – was den Ingenieur Bill McLellan zum Beweis des Gegenteils antrieb.
- Datum 10.07.2009 - 15:27 Uhr
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- Quelle DIE ZEIT, 09.07.2009 Nr. 29
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Wolpert wird scheitern, das hat logische und mathematische Gründe. Mich wundert immer wieder, wie hartnäckig oder naiv oder primitiv manche Wissenschaftler mit Logik umgehen.
Der berühmte Laplacesche Dämon legt nahe, was notwendig ist, damit Aussagen über die Entwicklung eines deterministisches Systems zutreffen. Die Entwicklung des Genoms einer Sache oder eines Menschen, ist, jedenfalls nach Wolperts Vorstellung, einem sehr komplexen Uhrwerk verwandt, und wenn er nur alle Unbekannten kennt, kann er Aussagen über die Zukunft oder seine künftige Entwicklung machen, so er. Dies ist eine materialistische These, die immer wieder aufflammt.
Der im 18. Jh. von Laplace formulierte Dämon, kennt alle Variablen und alle Unbekannten eines Systems, das auch alle anderen Systeme beinhaltet, dadurch ist er imstande Aussagen über Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft absolut zu machen. Anders gesagt: Für Laplace ist die Welt ein Uhrwerk, wir können nur keine Aussagen über zb. das Wetter machen, weil wir nicht alle Bedingungen des Wetters kennen. Dergleichen hofft Wolpert. Die stille Hoffnung ist dabei ja die, dass mit der Zunahme der Sachkenntnis bessere Aussagen über dessen künftige Entwicklung oder Beschaffenheit getroffen werden können.
Ursprünglich wollte ich an der Stelle weiter ausholen, Komplexe Systeme und Determiniertheit erklären, und warum wir zb. keine absolut zuverlässigen Aussagen treffen können über Wetter, über Wirtschaftsabläufe, über Gesellschaftentwicklungen oder gar den menschlichen Charakter, dessen Entwicklung gewissermaßen so komplex ist wie das des Wetters. Aber ich glaube, dass es besser ist, ich fasse mich kurz.
Sogar, wenn Wolpert die genetischen Bedingungen kennt, wird er nicht alle äußeren Einflüsse kennen. Und sogar, wenn er alle äußeren Einflüsse kennen würde (was natürlich unmöglich ist, es gibt keinen Laplaceschen Dämon und wird nie einen geben, da äußere Einflüsse selbstorganisatorisch sind und sich gewissermaßen jederzeit neu erfinden), unterschätzt er den Selbstorganisationsgrad solcher Systeme. Systeme neigen dazu aus sich selbst heraus Entwicklungen anzustoßen, die mikroskopische Ursachen haben, die irgendwann makroskopisch sichtbar werden. Das nennt man Selbstorganisation. Es reicht nicht den Fahrplan oder den Bauplan einer Sache zu kennen.
Deswegen können wir vorhersagen, wie eine Uhr im Idealzustand läuft, nicht jedoch zuverlässig, wann sie „immer“ auseinander fallen oder stoppen müsste (weil Verschleiß der Komponenten, weil Gravitation, weil usw.). Systeme neigen dazu selbst zu mutieren (Rekursion); im Falle der Uhr bspw. verändert sich die innere Logik der Uhr durch die Abnutzung und durch äußere Einflüsse geringfügig, bis sie irgendwann nicht mehr wie früher funktioniert, und nicht mal, wenn man sie neu aufzieht oder ähnliches. Die ehemals klinisch saubere und industriell optimale Uhr hat sich mit der Zeit gewissermaßen „verselbstständigt“ und bildet nun eine neue innere Logik, die dazu führt, dass die Uhr (theoretisch) besser oder (praktisch) schlechter läuft bis zum Stillstand. So einem selbstorganisatorischen System versuchen wir mit Empirie zu begegnen, die eine Wahrscheinlichkeitsrechnung ist. Aber deswegen lassen sich keine absoluten Aussagen wie folgende für das Wetter noch die Wirtschaft noch die menschliche Gesundheit noch Uhren treffen:
„aus dem Genom einer Pflanze oder eines befruchteten Eis eines Tieres in wenigstens einem Fall alle Eigenheiten des sich daraus entwickelnden Organismus vorherzusagen, einschließlich möglicher Abnormitäten“
Anders ausgedrückt: Auch der Computerheini weiß, dass sein Betriebssystem oder sein Programm unter bestimmten Bedingungen zuverlässig läuft. Er benennt die Bedingungen, das kann er, so ist das System angelegt. Aber deswegen stürzen Programm allenthalber ab und müssen ständig aktualisiert werden, deswegen sind sie irgendwann ausrangiert. Es gibt kein Programm, das immer läuft. Es gibt nur Programme, die unter konstanten Verhältnissen (dann müsste auch die Festplatte oder der Speichern oder Prozessor konstant sein, was nicht möglich ist) immer laufen, die es aber nicht gibt noch je geben wird. Denn die Bedingungen stellen ein abwesendes Ideal da, das nie für immer und ewig erreicht werden kann. Es hat, wie gesagt, logische und mathematische Ursachen. Es drückt sich auch in der Politik, in der Literatur, in - usw. aus.
Herzlich
Vielen Dank für diesen Kommentar, nichtdasbild!
Es liegt wohl in der Natur des Menschen, dass er glaubt, irgendwann alles verstehen und "berechnen" zu können.
Die Problematik der Komplexen Systeme ist vielen Hobbywissenschaftlern (wie ich einer bin) wohl zu wenig greifbar oder gar fremd.
Sie haben diese aber hinreichend gut beschrieben.
Trotzdem hat die Genomforschung hoffentlich auch ihre Berechtigung; nicht in dem versprochenen Ausmaß, aber die ein oder andere neue Therapie oder zumindest einige neue Diagnoseverfahren erwarte ich mir durchaus.
Ist ja noch etwas Zeit bis zum 01.05.2029...
Vielen Dank für diesen Kommentar, nichtdasbild!
Es liegt wohl in der Natur des Menschen, dass er glaubt, irgendwann alles verstehen und "berechnen" zu können.
Die Problematik der Komplexen Systeme ist vielen Hobbywissenschaftlern (wie ich einer bin) wohl zu wenig greifbar oder gar fremd.
Sie haben diese aber hinreichend gut beschrieben.
Trotzdem hat die Genomforschung hoffentlich auch ihre Berechtigung; nicht in dem versprochenen Ausmaß, aber die ein oder andere neue Therapie oder zumindest einige neue Diagnoseverfahren erwarte ich mir durchaus.
Ist ja noch etwas Zeit bis zum 01.05.2029...
Vielen Dank für diesen Kommentar, nichtdasbild!
Es liegt wohl in der Natur des Menschen, dass er glaubt, irgendwann alles verstehen und "berechnen" zu können.
Die Problematik der Komplexen Systeme ist vielen Hobbywissenschaftlern (wie ich einer bin) wohl zu wenig greifbar oder gar fremd.
Sie haben diese aber hinreichend gut beschrieben.
Trotzdem hat die Genomforschung hoffentlich auch ihre Berechtigung; nicht in dem versprochenen Ausmaß, aber die ein oder andere neue Therapie oder zumindest einige neue Diagnoseverfahren erwarte ich mir durchaus.
Ist ja noch etwas Zeit bis zum 01.05.2029...
Auch deshalb lustig, weil die beiden Wettenden anscheinend unterschiedliche Vorstellungen davon haben, wann die Wette als gewonnen gilt.
"Was heißt es, »alle Eigenheiten« dieses Wurms vorherzusagen?" fragt Ulrich Schnabel am Ende seines Artikels. Und das ist der springende Punkt.
Laut Lewis Wolpert: "To win the bet, we will have to be able to predict the behaviour of _almost all the cells_ in the embryo."
Rupert Sheldrake hingegen: "Wolpert's wager presupposes that the folding of proteins can be computed from first principles, given the sequence of amino acids specified by the genes. So far, this has proved impossible. (...) Even if we could solve protein-folding, the next stage would be to predict the structure of cells on the basis of the interactions of millions of proteins and other molecules."
Ich würde es prinzipiell für möglich halten, dass man die embryonale Entwicklung eines Fadenwurms vollständig beschreiben kann. Der Entwicklungsvorgang lässt sich beliebig oft beobachten, und noch immer ist aus dem Genom des Wurms nichts anderes als ein Wurm hervorgegangen. Das spricht für gewisse Gesetzmäßigkeiten bei der Entwicklung, die sich bis zu einer gewissen Genauigkeit im Prinzip beschreiben lassen sollten. Soll heißen: Es braucht keinen Laplaceschen Dämon, es ist keine logische Unmöglichkeit, wie Kommentar 1 nahe legt.
Doch selbst, wenn das geschafft wäre: Könnte man dann für jede beliebige Mutation an jedem beliebigen Genort vorhersagen, wie sie sich auf die Embryonalentwicklung auswirken würde? Wie lange würde ein Rechner rechnen, bis er aus allen Möglichkeiten die wahrscheinlichste herausgefiltert hätte? Wie müssten solche Rechner oder Programme konstruiert sein, um die hochdynamischen zirkulären Prozesse eines mehrzelligen Organismus 1:1 zu simulieren?
In dem ARtikel ist sehr schön erklärt, welche Hoffnungen (oder genauer: Spekulationen) sich bereits heute mit der modernen Biologie verbinden - bizarrerweise meist von Leuten, die selbst nichts mit der Forschung zu tun haben. Da ist schnell mal der Wunsch der Vater des Gedankens.
Die Tradition zu denken, es könne nicht berechnet werden, ist viel älter als die Vermutung, es könne alles berechnet werden: Die Bahn der Planeten war es auch einmal (deshalb die Astrologie, allerdings noch heute).
Das Wörtchen "alles" ist bei komplexen Systemem unsinning: Es gibt einfache Aussagen und Spezialfälle, es gibt chaotisches Verhalten, es gibt sogar "echten" Zufall. Es ist schon grossartig zu verstehen , ob der Fadenwurm allergisch sein wird gegen eine Substanz oder so etwas wie MS bekommen wird:
Wenn jemand eine derartige hässliche genetisch bedingte Krankheit miterlebt hat, dann sieht er die Genomforschung ganz anders!
Übrigens ist der Fortschritt in diesem Bereich schneller als erwartet ...
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