Data Scientist Gregor Mendel

Was war das für ein eigenartiges Kloster? Und was für ein eigenartiger Mönch? Der Reihe nach: Brünn, die historische Hauptstadt Mährens, entwickelte sich im 19. Jahrhundert vom landwirtschaftlichen Zentrum zur Industriestadt, und das Kloster war mit seiner Brauerei und Textilproduktion der größte Wirtschaftsbetrieb der Stadt. Abt Napp, der zur deutschsprachigen Elite der Stadt gehörte, war Mitglied mehrerer wissenschaftlicher Vereinigungen, darunter auch der örtliche Verein der „Freunde, Kenner und Beförderer der Schafzucht“. Schon 1837 hatte er auf einer Schafzüchter-Versammlung gefordert, es müsse endlich wissenschaftlich geklärt werden, „was vererbt wird und wie“. Napp galt als unabhängiger Denker, und er führte sein Kloster „wie eine Universität“. So beschreibt es die Mendel-Biografin Robin Marantz Henig in ihrem Buch „Der Mönch im Garten“. Viele der Mönche unterrichteten an Gymnasien der Region, auch Naturwissenschaften.

Johann Mendel, wie er ursprünglich hieß, war dagegen der Sohn von Kleinbauern, geboren in einer Region Mährisch-Schlesiens, die man auch das „Kuhländchen“ nennt. Auch dort sprach man deutsch. Obwohl Johann es als Kind durchaus liebte, seinem Vater etwa beim Pfropfen der Obstbäume zu helfen, fühlte er sich nicht zum künftigen Landwirt berufen, sondern wollte lieber lernen und studieren. Seine beiden Schwestern ermöglichten ihm dies: Die Ältere übernahm mit ihrem Mann den Hof, als der Vater wegen eines Unfalls ausfiel; die jüngere schenkte dem Bruder ihre Aussteuer. Mit dieser konnte er zwei Jahre an der philosophischen Lehranstalt in Olmütz finanzieren, um das Reifezeugnis zu erwerben. Sein Physiklehrer dort, selbst ein Ordensmann, riet Mendel, ins Kloster zu gehen, und empfahl den begabten Schüler seinem Freund Napp. Damit übernahm die Kirche die Kosten für seine weitere Ausbildung und linderte die „bitteren Nahrungssorgen“, unter denen der Bauernsohn nach eigenen Worten litt. 1843 wurde Johann Mendel als Novize in St. Thomas aufgenommen und erhielt den Ordensnamen Gregor.

Abt Napp hatte viel Geduld mit dem klugen, sensiblen und oft ein wenig frechen Jungmönch. Als sich nach gründlichem Theologie-Studium und Priesterweihe zeigte, dass er zum Seelsorger ebenso wenig geeignet war wie zum Landwirt, schickte er ihn nach Wien, um ihn zum Gymnasiallehrer ausbilden zu lassen. Von 1851 bis 1853 studierte Mendel an der dortigen Universität unter anderem Experimental-Physik bei Christian Doppler, dem Entdecker des Doppler-Effekts, und Pflanzenphysiologie bei Franz Unger. Aber er fiel zweimal durch die Abschlussprüfung, sodass er nur – dies jedoch sehr erfolgreich – als Aushilfslehrer arbeiten konnte.

Unter seinen Biografen ist umstritten, ob nur Mendels Prüfungsangst an diesem Scheitern schuld war. Denkbar ist auch, dass er sich beim zweiten Versuch – damals war er bereits 34 Jahre alt – mit seinem Prüfer Eduard Fenzl in einen wissenschaftlichen Disput verwickelt hatte. Anders als Unger, der auch ein früher Anhänger der Evolutionstheorie war, glaubte Fenzl nämlich nicht an die Befruchtung als Verschmelzung von Ei- und Samenzelle, sondern war überzeugt, der männliche Pollen bringe allein alle Eigenschaften mit. Mendel dagegen war von der Sexualität der Pflanzen überzeugt. Er korrigierte in diesem Punkt später sogar Charles Darwin, der glaubte, es brauche mehrere Pollen, um die Eizelle einer Pflanze zu befruchten. Mendel machte Experimente, unter anderem mit Wunderblumen, und stellte fest: Ein Pollenkorn genügt.

Umfangreiche Erbsenzucht

Dass sein Abt ihn im Kloster frei forschen ließ, war jedenfalls ein großer Trost für den gescheiterten Prüfling. Er nahm sich vor, in die Forschung über Hybriden einzusteigen, die er aus dem Studium und der wissenschaftlichen Literatur gut kannte. Um ein „allgemein gültiges Gesetz für die Bildung und Entwicklung von Hybriden“ zu finden, plante er „eine Detailstudie“, bei der er die „Nachkommen der Hybriden (…) in den einzelnen Generationen ordnen und die gegenseitigen numerischen Verhältnisse feststellen“ wollte – er ging also mit einem mathematischen Ansatz an sein Experiment heran. Bei der Suche nach einer Modellpflanze fiel seine Wahl auf die Erbse. Im Buch „Versuche über Pflanzenhybriden“ begründet Mendel ausführlich, warum: So hat die Erbse etwa leicht und sicher zu unterscheidende Merkmale und ist vergleichsweise einfach zu kultivieren.

Was war das Neue am Ansatz von Gregor Mendel? „Im Gegensatz zu seinen hybridisierenden Zeitgenossen (…) beschränkte sich Mendel darauf, wohldefinierte Varietäten einer einzigen Art, Pisum sativum, zu beschreiben“, betonen die Wissenschaftshistoriker Hans-Jörg Rheinberger und Staffan Müller-Wille in ihrem Buch „Vererbung. Geschichte und Kultur eines biologischen Konzepts“. Mendel konzentrierte seine Beobachtungen dabei auf einige wenige Merkmalspaare (wie Samenfarbe, Schotenform und Stängellänge) und kontrollierte den Vorgang der künstlichen Befruchtung sehr streng. Zweitens züchtete er, so die Autoren weiter, „eine große Zahl von Hybriden, die er statistisch auswerten konnte“. Je höher die Zahl, desto besser die Statistik – oder, in Mendels Worten, „desto genauer wird das bloß Zufällige eliminiert“. „Er benutzte drittens ein algebraisches Symbolsystem zur Darstellung seiner Annahme, dass jedem von zwei alternativen Merkmalen jeweils ein Faktor zugrunde lag, der vom anderen getrennt über die Keimzellen weitergegeben wurde“, so Rheinberger und Müller-Wille weiter. Viertens habe er angenommen, dass diese merkmalsbestimmenden Erbfaktoren im Prinzip frei vertauschbar sind – und dass den Ei- und Samenzellen nur jeweils ein solcher Faktor pro Merkmal mitgegeben wird. Das waren eine ganze Reihe von Neuerungen in Theorie und Praxis der Kreuzungsforschung – und wie sich viel später zeigen sollte, lag Gregor Mendel mit vielen seiner Annahmen erstaunlich richtig.

Realitätsnahe Vorstellungen

Als sich im 20. Jahrhundert die Genetik stürmisch entwickelte, Chromosomen und DNA entdeckt und in Laboratorien ganze Heerscharen von Fliegenmutanten gekreuzt wurden, stellte sich zwar heraus, dass nicht jeder Erbgang den Mendelschen Regeln folgt. Gene, die auf dem gleichen Chromosom eng beieinanderliegen, werden beispielsweise nicht unabhängig voneinander vererbt, sie sind „gekoppelt“. Und doch waren Mendels Vorstellungen von der Vererbung so viel realitätsnäher als etwa die seines berühmten Zeitgenossen Darwin: Dessen sogenannte Pangenesistheorie, die so ähnlich bereits in der Antike von dem griechischen Arzt Hippokrates vertreten worden war, ging nämlich davon aus, dass von allen Organen eines Menschen kleine „Keimchen“ abgegeben werden, die durch den Körper zirkulieren und sich dann in den Geschlechtszellen sammeln. Im Kind würden sich die Keimchen mischen, und so würden auch erworbene Eigenschaften der Eltern vererbt.

„Ich glaube nicht, dass diese Vermischung als Erklärung dienen kann“, lässt Autorin Henig Mendel in einem imaginierten Gespräch zu Darwin sagen. „Den Regeln zufolge, die ich entdeckt habe, zumindest den Regeln zufolge, wie sie bei Pisum zum Tragen kommen, gehen die Merkmale nicht ineinander über. Sie bleiben getrennt und werden unabhängig voneinander weitergegeben.“ Darwin freut sich über die alternative Erklärung, weil sie besser zu seiner Evolutionstheorie passt. „Ich bin es leid, meine Kritiker vom Verdünnungseffekt reden zu hören“, antwortet er. „Sagt mir also – was wisst ihr darüber, wie Anpassungen erhalten bleiben?“

Leider hat ein solches Gespräch nie stattgefunden. Die beiden Wissenschaftler sind sich nie begegnet. Zwar muss Mendel Darwin einen Sonderdruck der „Pflanzenhybriden“ geschickt haben, aber dieser hat ihn wohl nie gelesen. Darwin hatte auch kein Gespür für Zahlen, berichtet Henig. Die Tabellen und Gleichungen in Mendels Arbeit hätten Darwin wohl ziemlich verwirrt.

Ein Freund der Zahlen

Gregor Mendel aber war schon seit seinem Studium fasziniert von Zahlen. „Er zählte nicht nur Erbsen“, weiß die Biografin, „sondern auch Wetterdaten, die Schüler seiner Klassen und die für den Klosterkeller angeschafften Weinflaschen.“ Besonders mochte er die Kombinatorik, mit der ihn einer seiner Wiener Physikprofessoren, Andreas von Ettingshausen, vertraut gemacht hatte. Diese wandte er nicht nur bei den Kreuzungsexperimenten an, sondern probierte sie auch beim Studium zusammengesetzter Familiennamen (etwa Landmann) aus. Heute würde man jemanden wie Mendel als „Data Scientist“ bezeichnen.

Erst als Gregor Mendel im Juli 1867 nach dem Tod von Cyrill Napp selbst zum Abt des Klosters St. Thomas in Brünn gewählt wurde, gab er das Forschen auf – jedenfalls fast. Das neue Amt „soll mich indessen nicht abhalten, die mir so lieb gewordenen Bastardierungs-Versuche fortzusetzen“, schrieb er einem Freund.

Gregor Mendel sei ein „wahres Monstrum“ gewesen, weil er „Methoden verwendete und sich in einen theoretischen Horizont stellte, die der Biologie seiner Epoche fremd waren“, hat der französische Philosoph Michel Foucault einmal gesagt. Henig nennt ihn einen „Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts, der im 19. Jahrhundert gefangen war“. Mendel selbst sah es gelassen und war überzeugt: „Meine Zeit wird noch kommen.“