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Genetisches Gedächtnis

    In der Psychologie bezeichnet der Begriff genetisches Gedächtnis eine bei der Geburt vorhandene Erinnerung, die ohne sensorische Erfahrung existiert und über längere Zeiträume in das Genom eingebaut wird. Es basiert auf der Idee, dass gemeinsame Erfahrungen einer Art in ihren genetischen Code aufgenommen werden, nicht durch einen Lamarckschen Prozess, der bestimmte Erinnerungen codiert, sondern durch eine vage Tendenz, die Bereitschaft zu codieren, auf bestimmte Reize auf bestimmte Weise zu reagieren.

    In ihren Tierversuchen (Dias & Ressler, 2014) konnte man zeigen, dass das Verhalten durch Ereignisse in früheren Generationen beeinflusst werden kann, indem diese Erlebnisse durch eine Art genetisches Gedächtnis vererbt werden. In einer Studie lernten Mäuse, einen bestimmten Geruch (Kirschblüten) zu vermeiden, wobei diese Aversion die Mäuse auch an ihre Enkel weitergaben. Ein Abschnitt in der DNA des Mäuse-Spermiums, der für Kirschblütengeruch verantwortlich ist, war in der Folge überaktiv, d. h., die Nachkommen der ersten und zweiten Generation reagierten ebenso sensibel auf den Geruch von Kirschblüten, obwohl sie selber keine Erfahrungen damit gemacht hatten, wobei es auch Veränderungen in der Gehirnstruktur der Mäusenachkommen gab. Auch können extreme Stresserlebnisse bei Mäusen nachfolgende Generationen beeinflussen, wobei die Erfahrungen eines Elternteils bereits vor der Empfängnis die Struktur und Funktion des Nervensystems nachfolgender Generationen deutlich beeinflussen. Man vermutet daher, dass ähnliche genetische Mechanismen beim Menschen mit Phobien, Angstzuständen und posttraumatischen Belastungsstörungen sowie anderen neuropsychiatrischen Störungen verbunden sein könnten, indem Ängste oder posttraumatische Belastungsstörungen über Generationen hinweg das Verhalten von Menschen prägen.

    Pflanzen blühen im Frühling nur, wenn sie sich erinnern, dass vorher Winter war, wobei beim Wachsen ihr genetisches Gedächtnis an neue Zellen weitergegeben wird, aber wenn die Pollen gebildet werden, die so wie die Spermien bei Tieren und Menschen die männlichen Keimzellen für die nächste Generation darstellen, wird diese genetische Erinnerung wieder gelöscht. Das liegt daran, dass Pollen über lange Distanzen etwa von Bienen oder dem Wind vertragen werden können, ist es sinnvoll, dass die Sprösslinge die Umgebung ihrer Väter vergessen, und stattdessen jene der Mütter im Gedächtnis haben, neben denen sie ja höchstwahrscheinlich gedeihen werden. Das Erbgut ist bekanntlich von Histonen umhüllt, einer Art Eiweiß-Verpackungsstoff, wobei der Zustand dieser Histone darüber entscheidet, ob ein Gen zugänglich und damit ablesbar ist. Das genetische Gedächtnis von Pflanzen funktioniert über Markierungen an dieser Verpackung, denn ist ein bestimmter Eiweißstoff an einer bestimmten Stelle mit drei Markierungen (Methylgruppen) versehen, wird die Verpackung nicht geöffnet und das Gen darin nicht abgelesen. Nach dem Winter werden zum Beispiel Gene, die das Blühen unterdrücken, damit eingewickelt, damit die Gewächse rechtzeitig Blüten tragen. Für einen Gedächtnisverlust aber sorgen dann drei Mechanismen: Erstens werden jene molekularen Maschinen (Enzyme) ruhiggestellt, die Markierungen an der Verpackung vornehmen, zweitens werden Maschinen aktiviert, die solche Markierungen abschneiden, und drittens wird der bestimmte Verpackungseiweißstoff durch eine nicht-markierbare Version ausgetauscht. Bei Tieren ist ein anderer Mechanismus am Werk, denn bei ihren Spermien werden überall die Markierungen gelöscht und die Verpackung als Ganzes erneuert (Borg et al., 2020).

    Siehe dazu auch Epigenetik.

    Literatur

    Borg, Michael, Jacob, Yannick, Susaki, Daichi, LeBlanc, Chantal, Buendía, Daniel, Axelsson, Elin, Kawashima, Tomokazu, Voigt, Philipp, Boavida, Leonor, Becker, Jörg, Higashiyama, Tetsuya, Martienssen, Robert & Berger, Frédéric (2020). Targeted reprogramming of H3K27me3 resets epigenetic memory in plant paternal chromatin. Nature Cell Biology, 22, 621-629.
    Callaway, Ewen (2013). Fearful memories haunt mouse descendants. Nature, doi:10.1038/nature.2013.14272.
    Dias, Brian G, & Ressler, Kerry J. (2014). Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nature Neuroscience, 17, 89–96.


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