Festetics Imre, a genetika elfelejtett nagyapja

A Festetics család számos érdeme között van egy, ami méltatlanul kevés alkalommal hangzik el. Olyannyira, hogy szinte ismeretlen a nagyobb publikum előtt. Ez pedig nem más mint Festetics Imre tudományos munkássága. Így hát, visszafogottan fogalmazva is, hatalmas űrt pótol a PLOS Biology napokban megjelent cikke, amelyben a Helsinki Egyetemen dolgozó Poczai Péter és munkatársai irányítják a figyelmet erre a maga korában úttörő, mára már mégis szinte elfeledett életműre. 

A tudomány nagy fordulópontjait gyakran egy-egy névhez kötjük, pedig ezek a nagy elmék sosem légüres térben dolgoztak, hanem gyakran koruk már meglevő tudományos ismereteire alapoztak. Tulajdonképpen az evolúció már a “levegőben lógott”, amikor 1858-ban Londonban felolvasták Darwin és Wallace levelét, és természetesen ez semennyiben nem csökkenti az említettek zsenialitását, hiszen mégiscsak ők voltak az elsők akiknél összeállt a kép. Ugyanígy Mendel sem szerzetesi magányában döbbent rá a semmiből a genetika alaptörvényeire, hanem ő maga is aktívan követte kora tudományos vitáit. De ahogy az evolúció esetében fontos emlékezni Erasmus Darwin, Lamarck és társaik szerepére is, mert enélkül nem érthetjük meg az elmélet születését, Mendel története sem teljes a 250 éve született Festetics Imre nélkül.

Imre, a kastély-építő, Georgikon-alapító György öccse volt, aki a maga korának egyik kiemelkedő zoológusa lett. Bátyja érdeklődéséhez hasonlóan, maga is (részben praktikus okokból) érdeklődött az agrártudományok iránt és ennek köszönhető, hogy tagja lett kora egyik legfontosabb szakmai testületének, a brünni Juhtenyésztő Egyesületnek (Schafzüchtervereinigung), vagy ahogy maga is tréfásan nevezte, a Brünni Juhos Társaságnak.  

A kor legfontosabb vitája az “öröklődés” mibenlétéről szólt. Mivel a tenyésztők számára abszolút releváns volt, hogy miképp maximalizálhatják a gyapjú/hús/stb. eladásából származó hasznukat, érthető, hogy igyekeztek megérteni, miképp öröklődhetnek ezek a tulajdonságok.

Kissé a mai “nature vs. nurture” vita előfutáraként, már akkor is két táborra szakadtak a vitatkozók, aszerint, hogy a “belső tulajdonságok” (génekről ekkor még szó sem volt) vagy a környezet számlájára írták az egyes előnyös, vagy éppen hátrányos tulajdonságok megjelenését.

Festetics egyértelműen abban hitt, hogy a “belső tulajdonságok” a lényegesek az egyes jellegek örökölhetőségében, épp ezért a megfelelő állatok keresztezésével fokozható az előnyös tulajdonságok megjelenése. Az örökölhetőséget leírandó néhány törvényt fogalmazott meg, amelyek közül néhány kísértetiesen hasonlít a Mendel által később megfogalmazottakra, ráadásul “a természet genetikai törvényeinek” (“Die genetische Gesätze der Natur”) nevezte el őket, ezzel mintegy nyolcvan évvel megelőzve Bateson-t a “genetikai” kifejezés használatában. Sőt, minden valószínűség szerint, ellentétben az örökké felmerülő és soha el nem döntött  “ismerte-e Darwin Mendel munkásságát” kérdéssel, Mendel minden valószínűség szerint ismerte Festeticsét és az inspirációul szolgált munkája számára.

A részletekért egy email-interjú erejéig raboltam Péter idejét.

Mi volt Festetics idejében a domináns nézet az egyes jellegek örökölhetőségéről, illetve az örökölhető tényezők jelleg-kialakító hatásáról? 

 Az állattartók mindig is érdeklődtek a tenyésztés iránt és tisztában voltak a származás vagy „vér” jelentőségével. A 18. század közepe előtt azonban általánosan elfogadott volt, hogy az éghajlat, a talaj és más tényezők, amelyeket ma összefoglalóan „környezetieknek” hívunk, gyakorolják a legnagyobb hatást egy adott területen élő állatok jellemzőire, akár több nemzedéken át. Noha tudták, hogy a fajták tulajdonságait javítani lehet máshonnan származó, kedvező tulajdonságú állatokkal való keresztezések során, de e tulajdonságok fokozatos leromlását a következő generációk során a helyi körülmények, vagy a „legelő” döntő befolyását jelző bizonyítéknak tekintették. Ennek következtében nem is tudták kiaknázni a keresztezésből származó előnyöket. Azt gondolták, hogy a keresztezés az állatot alkotó „fő plazma” ellen való lenne és rontaná a minőséget. Nehéz elhinni, de nem volt különbség az „öröklődés” és „fejlődés” fogalmak között. A kortárs tudósok biológiailag értelmetlen szónak tartották az „öröklődést”. Úgy tekintettek rá, mint a zökkenőmentes „fejlődés” egy elemére és nem feltételezték, hogy az „átviteli” folyamatok különválaszthatóak és tanulmányozhatóak lennének. Ennek a felfogásnak Festetics „genetikai törvényei” szögesen ellentmondtak.

Mi az, amiben Festetics Imre tudományos munkássága egyértelműen úttörő volt? 

Festetics 15 év keresztezési kísérlet után egyértelműen azt állította, hogy az állatok tulajdonságait nem a külső környezeti tényezők, hanem belső faktorok határozzák meg. Ezeket „genetikai” tényezőknek nevezte el, majd négy pontban foglalta össze tapasztalatait, amit „A természet genetikai törvényeinek”(Die genetische Gesätze der Natur) hívott. Fontos megemlíteni, hogy Festetics Imre használta először a „genetika” szót 80 évvel William Bateson előtt. Ekkoriban Mendel még meg sem született, Charles Darwin pedig még csak 10 éves volt. Elsőként Festetics felhívta a figyelmet a második hibridnemzedék alapos vizsgálatának szükségességére (szegregáció), a kis eltérések fontosságára (mutáció), a szelekció evolúciós jelentőségére, a keresztezési kísérletek módszertani buktatóira és a matematikai módszerek fontosságára is. Ezen kívül a beltenyésztéses leromlás okai közül egyértelműen kizárta a “környezeti” tényezőket. Felismerte továbbá azt is, hogy a beltenyésztéses leromlás mellett egy beltenyésztéssel és keresztezéssel összefüggő javulás is van, azaz a rossz és jó változás azonos genetikai folyamatnak ellentétes oldalaként fogható fel.

Ha összevetjük Festetics és Mendel munkásságát, milyen hasonlóságokat és milyen különbségeket találhatunk?

Nagyon fontos, hogy Festetics nem fedezte fel Mendel előtt a faktoriális vagy „mendeli” genetikát, de kétségtelenül megalapozta Mendel későbbi felfedezéseit. Ha Mendel a genetika atyja, akkor Festeticset nyugodtan tekinthetjük a genetika nagyapjának. Mendel nagy valószínűséggel ismerte és olvasta Festetics munkáját. Tanárai Johann Karl Nestler (1783–1842) vagy Cyrill Franz Napp (1792–1867) ismerték és olvasták Festetics cikkeit, sőt Nestler öröklődésről írt könyvében hivatkozik is a munkáira. Mindkét személy fontos szerepet töltött be Mendel életében és munkásságában. Napp volt az, aki szabályszerűen levadászta Mendelt az Olomouci Egyetemről a brünni Szent Tamás kolostor számára és később valósággal „ráállította” az öröklődés tanulmányozásra. Ugyan nincs semmilyen direkt bizonyíték arra, hogy Mendel vagy Festetics valaha is találkoztak volna, de nehéz elhinni, hogy Mendel soha ne hallott volna Festetics munkájáról tanáraitól. Egyébként Festetics cikkei ott voltak abban a brünni könyvtárban, amit Mendel nap, mint nap használt.

A legjobb példa, hogy Mendel szegregációs törvénye tulajdonképpen Festetics második pontjának matematikai bizonyítása. Mendel törvénye kimondja, hogy a gaméták keletkezése során a két örökletes „faktor” (allél) kópiái szegregálnak, úgy hogy az utód csak egy „faktort” örökölhet. Mendel ezt a nagyszülők tulajdonságainak második nemzedékében való újra megjelenésével bizonyította borsóban. Megfigyeléseit matematikai számításokkal is alátámasztotta, ebből hasadási arányokat is számolt, ami további következtetésekhez vezette őt. Ez nagy különbség Festetics munkájához képest, mivel Festetics megfigyelései csupán empírikusak voltak és nem használt matematikai számításokat elmélete bizonyításához. Ennek jelentőségével azonban tisztában volt. Rudolf André, a Brünnben zajló vitákat vezető CC André fia Festetics cikkére reflektálva egy mikrométert készített, amellyel pontosan meg lehetett mérni a gyapjú vastagságát. Ezzel a módszerrel a Festetics által javasolt precíz méréseket el lehetett volna végezni, melyre Festetics a következőképpen reagált: „úgy ítélhető meg, hogy a nemesítés tudományában új korszak veszi kezdetét azáltal, hogy a gyapjú finomság fokozatait meghatározó eljárás megszületett, melyet így matematikai pontossággal lehet már jellemezni”. Az más kérdés, hogy ezek a mérések nem segítettek volna Festeticsnek, mert a gyapjú tulajdonságok poligénikusan öröklődnek a Mendel által választott monogénes borsó tulajdonságokkal szemben. Így bármifajta matematikai értékelés zsákutcába vezetett volna. Ahhoz, hogy Festetics ugyanolyan következtetésekre jusson, mint azt később Mendel tette, a magyar mezőgazdásznak  21. századi számítógépes technológiára és olyan módszerekre lett volna szüksége, mint a kvantitatív tulajdonságok (QTL) térképezése.

Mi lehet az oka annak, hogy mind Festetics, mind Mendel eredményei évtizedekig feledésbe merültek, és a 20. század elején újra fel kellett “fedezni” őket?

Mendel eredményeit valójában sosem felejtették el, miután 1866-ban publikálta tanulmányát, azonban csak egy maroknyi ember ismerte fel annak valódi jelentőségét. Mendel 1881-ben bekövetkezett halála és az 1900-ban történt három kutató, Tschermak (Bécs), Correns (Grác) és de Vries (Amsterdam) általi „újrafelfedezés” között Mendel cikkét folyamatosan idézték. Festetics munkája se múlt el nyomtalan, hiszen azt Mendel indirekt módon bizonyíthatóan nagy valószínűséggel felhasználta, de Festeticsnek valószínű még annyi elismerés sem jutott életében, mint Mendelnek. Mai szemmel nézve ez olyan mintha írnánk egy cikket valamely nagy kiadó lapjába, mint a Springer, Elsevier, de a Google Scholar egész életünk során négy citációt jelezne vissza. Száz évvel később pedig ez a szám hirtelen több ezer fölé kúszna. Meglepő, de a kortársak egyikőjük munkájának se ismerték fel valódi értékét. A tudományos publikum és más elméleteket preferáló kutatók, a nagy többség, szimplán félresöpörték ezeket az ideákat. Képzeljük csak el a helyzetet, 1865. február 8.-án egy esős napon egy szürke szerzetes (Gregor Mendel) bemegy egy terembe, ahol kb. 40 ember tartózkodik és egy táblára mindenféle bonyolult egyenlet kezd el írni, hogy megmagyarázzon egy olyan dolgot, amiről a hallgatóság nagytöbbségének fogalma sincs. Ha van is, akkor azt gondolja, hogy az állatok lényét egyfajta misztikus plazma határozhatja meg. Ilyen szempontból Festetics még rosszabb helyzetben volt, hiszen 1819-ben az agrártudomány, mint tudományos diszciplína még csak születőben volt. Már az nagy áttörésnek számított, hogy próbálták összekapcsolni az állattenyésztést a matematikával. Ebbe a korba képzeljünk el egy magyar grófot aki saját kőszegi birtokán a családi vagyont arra használja, hogy Festetics saját szavaival élve különleges „gyapjas jószágokat” tenyésszen a „Brünni Juhos Társaság” számára. Majd ezeket hintóval Morvaországba szállítatja, ahol arról próbálja meggyőzni a tudományos publikumot, hogy azok a beltenyésztési szabályok, amik a birkákra hatnak ugyan úgy érvényesek az emberre is, kis elzárt falvakban degeneratív betegségeket okozva. Elég hihetetlennek hangzik. Én sem biztos, hogy hittem volna neki. Festetics és Mendel életét tragikusnak gondolhatjuk, mert életük során senki sem tisztelgett előttük, mint nagy tudományos felfedezők előtt, úgy ahogy azt ma tennénk. Vannak olyan emberek, akik jóval megelőzik a korukat gondolkodásban. Festetics és Mendel eredményei nem a 19. hanem a 20. századba tartoztak. A tudomány kortalan az írás fennmarad és egy idő után utat talál magának.

Miért nem lett folytatása Festetics munkájának itthon, például a Georgikon keretén belül? 

Ebben valószínűleg több tényezőnek is szerepe van, bár erről nagyon keveset tudunk. A Brünnben zajló öröklésről folytatott viták kimenetelével a Monarchia és az uralkodó egyáltalán nem volt elégedett. Példádul a vitákban vezető szerepet betöltő Christian Carl Andrénak politikai hatásra el kellett hagynia Morvaországot. Festetics eztán nem nyilatkozott meg többé ebben az ügyben. 1847-ben bekövetkezett halála után a Georgikon hallgatói és tanárai részt vettek az 1848-as szabadságharcban így az intézmény be is zárt egy időre és később sem került napirendre a téma. A Georgikont alapító Festetics Györggyel öccse Imre nem ápolt túl jó viszonyt, birtokvitáik voltak. Ezért Festetics Imre nem a Georgikonon, hanem Kőszegen, saját birtokán folytatta kísérleteit, de a keszthelyi kastélyban található terjedelmes könyvtárat rendszeresen használta. Egy másik magyarázat lehet, hogy Festetics és Mendel nem voltak „magányos géniuszok”mind a ketten a Brünnben zajló tudományos élet termékei voltak. Ez nagyban hasonlított a mai tudományos hálózatokra és együttműködésekre, amiben több kutató eltökélt egy probléma megoldásában, mint például ma a Higgs-bozon keresése az LHC-ben. Festetics halála után azonban senki nem csatlakozott ezekhez a parázs vitákhoz.

Poczai P, Bell N, Hyvönen J (2014) Imre Festetics and the Sheep Breeders’ Society of Moravia: Mendel’s Forgotten “Research Network”. PLoS Biol 12(1): e1001772. doi:10.1371/journal.pbio.1001772
Galton D (2009) Did Darwin read Mendel? QJM 102(8):587-9.