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Spezial: Alan Turing III: Musterentstehung

Erst langsam beginnen wir, die Wirkung von Turings einflussreicher Arbeit zur Morphogenese zu verstehen.
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Mit seiner Arbeit von 1952 über den Ursprung der Entstehung biologischer Muster löste Alan Turing ein Rätsel, an dem sich die Entwicklungsbiologen lange die Zähne ausgebissen hatten.

Am Ende des 19. Jahrhunderts hatten Hans Driesch (1867 – 1941) und später auch Hans Spemann (1869 – 1941) gezeigt, dass sich der Körper eines Tiers aus einer einzelnen strukturlosen Zelle entwickelt und nicht etwa aus einer mikroskopischen, vorgeformten Version – einem "Homunculus" beim Menschen – heranwächst. Driesch erkannte aber, dass diese Form der Selbstorganisation mit den damaligen theore­tischen Mitteln nicht zu erfassen war. Was die Mathemati­ker vor der Erfindung des Computers zu lösen verstanden, waren – von seltenen Ausnahmefällen abgesehen – lineare Differenzialgleichungen; die jedoch können zwar die Entfaltung eines Musters beschreiben, nicht aber seine Entstehung.

In "The Chemical Basis of Morphogenesis" zeigt Turing, dass sich ein Muster tatsächlich aus dem Nichts bilden kann. Er betrachtet, wie der Embryo Schritt für Schritt, nur durch chemische Reaktionen und mechanische Kräfte getrieben, Strukturen bildet. Mit diesem modernen Zugang erforschen Biologen noch heute, wie Moleküle und Kräfte zwischen Zellen die embryonale Entwicklung steuern...

Juni 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2012

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  • Quellen

Kondo, S., Miura, T.: Reaction-Diffusion Model as a Framework forUnderstanding Biological Pattern Formation. In: Science 329,S. 1616 – 1620, 24. September 2010

Turing, A. M.: The Chemical Basis of Morphogenesis. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 237, S. 37 – 72, 1952