Kalenderblatt ­ vor 120 Jahren Zuletzt erschienen vom selben Autor   Nikolai Vavilov ‘Vor 250 Jahren - Franz Andreas Bauer’ in Heft 5/2008 ‘Vor 300 Jahren ­ Georg Dionysius Ehret’ in Heft 1/2008 ‘Vor 80 Jahren - Flammendes Kätchen’ in Heft 5/2007     von Reinhardt Höhn   Mit seinem ‘Gesetz der homologen Reihen’ und seiner Genzentren-Theorie hat sich Nikolai Iwanowitsch Vavilov (1887­1943) einen bleibenden Platz unter den Großen der Genetik und der Pflanzenzüchtung erworben. Sein Name steht aber nicht nur für wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse und Fortschritte, sondern auch für die Tragik eines Wissenschaftlerlebens unter der stalinistischen Willkürherrschaft. Vavilov (in der Literatur auch als Wawilow geführt) wurde am 25. November 1887 - also vor 120 Jahren - in Moskau geboren. 1906­10 studierte er an der Moskauer Landwirtschaftsakademie, wo er auch als Doktorand blieb. Anschließend arbeitete er in der Abteilung für Angewandte Botanik des Landwirtschaftsministeriums in St. Petersburg und wurde von dort nach Großbritannien delegiert, um sich mit den neuesten Erkenntnissen der Biologie, insbesondere mit dem Darwinismus und der Genetik bekannt zu machen. 1917 erhielt Vavilov eine Professur für Genetik, Pflanzenzüchtung und Landwirtschaft an der Agronomischen Fakultät der Universität in Saratow/Rußland. 1921 wurde er Leiter des Lehrstuhls für Botanik und Pflanzenzüchtung in Petrograd (1914­24 russifizierter Name von St. Petersburg) und war von 1924­40 Direktor des ‘Allunions-Instituts für Angewandte Botanik und Züchtung’, 1930 in ‘Allunions-Institut für Pflanzenzüchtung’ umbenannt. 1923 wählte man Vavilov zum Direktor des ‘Staatlichen Instituts für Experimentelle Agrochemie’, das 1929 zur ‘Wladimir-Illjitsch-Lenin-Akademie der Landwirtschaftswissenschaften der Sowjetunion’ reorganisiert wurde. Vavilov wurde zu ihrem ersten Präsidenten ernannt. 1930 übernahm er das Laboratorium für Genetik der ‘Akademie der Wissenschaften der UdSSR’ und wurde Direktor des auf seinen Vorschlag hin geschaffenen Instituts für Genetik. Von 1931­40 war Vavilov zudem Präsident der ‘Geographischen Gesellschaft der UdSSR’. Auf zahlreichen Sammelreisen im Zeitraum von 1920­40 machte Vavilov in aller Welt geographische Studien zum Aufkommen der Kulturpflanzen und ihrer Entstehungsformen. Er bereiste etwa 40 Länder zum Erforschen der Kulturflora und zum Sammeln von für die Züchtungsarbeit besonders geeignetem Saatgut. Seine “Jagd“ nach Kulturpflanzen begann bereits 1916 im Iran und im Pamir. Es folgten Expeditionen u.a. 1922 nach Afghanistan, in den Jahren 1926/27 rund ums Mittelmeer sowie nach Somalia, Äthiopien und Deutschland, 1929 nach Taiwan, Japan und Korea, 1930 in die Südstaaten der USA sowie nach Mexiko, Guatemala und Honduras, 1931 nach Dänemark und Schweden und 1932/33 nach Kanada sowie in die meisten Länder Südamerikas. Auf seinen Reisen interessierte sich Vavilov auch für Forschungs- und Versuchsanstalten, und er besuchte die Botanischen Gärten dieser Länder. Das auf diesen Expeditionen zusammengetragene Saatgut bildete die von ihm angelegte, international berühmte und noch heute existierende Sammlung pflanzlichen Genmaterials im ‘Allunions-Institut für Pflanzenzüchtung’ (VIR) in St. Petersburg. 1940 umfaßte sie über 300.000 Kulturpflanzensorten aus aller Welt, davon 36.000 Weizen-, 10.000 Mais-, 27.000 Leguminosen-Formen, 23.000 Futterpflanzen, 18.000 Gemüse- und 12.600 Obstsorten. In all den Jahren beschäftigte sich Vavilov vorwiegend mit der Systematik der Pflanzen, der Geographie, der Evolutionslehre, der Genetik und der Pflanzenzüchtung. International berühmt machte ihn das ‘Gesetz der homologen Reihen in der erblichen Veränderung der Pflanzen’, das er 1920 auf der ‘3. Allrussischen Konferenz für Züchtungsforschung’ darlegte. In seinen Untersuchungen stützte er sich dabei auf Charles Darwin (1809­82), der bereits zahlreiche Parallelvariationen bei unterschiedlichen Tieren und Pflanzen beschrieben hatte. Demzufolge treten in verwandten Pflanzengruppen - in parallelen Zuchtlinien zwischen verwandten Arten, Gattungen oder auch Familien ­ häufig “parallele“ oder “analoge“ Variationen auf. Aufgrund dieses Phänomens könne man bei einer noch unbekannten Pflanzengruppe deren Eigenschaften vorhersagen, darin ähnlich den noch fehlenden Elementen des Mendelejewschen (chemischen) Periodensystems. Aus diesen Erkenntnissen leitete Vavilov ein “Periodensystem“ der erblichen Veränderungen von Pflanzen ab, aus der die theoretische Möglichkeit der Existenz neuer Pflanzenarten geschlossen werden könnte. Das Wesen des Gesetzes der homologischen Variabilität formulierte Vavilov folgendermaßen: “Die genetisch nahe verwandten Arten und Gattungen zeichnen sich durch homologe Reihen in der erblichen Variabilität mit solch einer Regelmäßigkeit aus, daß wir aufgrund der Vielfalt von Formen innerhalb einer Art auf das Vorhandensein von Parallelformen auch in anderen schließen können. Je enger dabei die Verwandtschaftsbeziehungen von Organismen sind, um so vollständiger ist die Ähnlichkeit in den Reihen ihrer erblichen Variabilität“ (1935). In diese theoretischen Forschungen waren seine weiteren Arbeiten zur Pflanzenimmunität eingebettet. Vavilov zufolge ist die Anfälligkeit der Pflanzen für bestimmte Krankheitserreger bedingt durch die gemeinsame Evolution sowohl der Pflanzen als auch ihrer Krankheitserreger, also eine Koevolution. In ihren Heimatgebieten hatte diese Koevolution zur Herausbildung eines stabilen Gleichgewichts zwischen Pflanze und der für sie spezifischen Krankheitserreger geführt, wozu die selektive Herausbildung pflanzlicher Resistenz gehört. Mit der jahrhundertealten kulturellen Verbreitung und Auslese der Nutzpflanzen - indem diese nach dem Kriterium der Ertragssteigerung unter Vernachlässigung des Resistenzgrades erfolgte ­ sei dieses Gleichgewicht erheblich gestört worden. Um hier ein neues Gleichgewicht zu schaffen, müsse man daher erneut auf Zuchtmaterial aus den Ursprungszentren der jeweiligen Pflanzen zurückgreifen. Diesen Überlegungen lag Vavilovs international stark beachtete Theorie der Genzentren ­ geographische Ursprungsorte der Nutzpflanzen ­ zugrunde. 1926 veröffentlichte er sein Werk ‘Ursprungszentren der Kulturpflanzen’, in dem er als erster die Zusammenhänge zwischen den Entstehungs- und Ursprungsgebieten der Kulturpflanzen und den Zentren größter Formenfülle ihrer wildwachsenden Ahnen feststellte. Zunächst hatte Vavilov fünf Mannigfaltigkeitszentren der wichtigsten Kulturpflanzen unterschieden. Dabei handelte es sich um Hochgebirge bzw. Hochebenen in Asien, Nordafrika, Südeuropa, den Kordilleren und den Rocky Mountains. Aufgrund neuer Forschungen schlug Vavilov schließlich vor, 11 Mannigfaltigkeits- oder Genzentren zu unterscheiden: 1. das chinesische Zentrum (Kohl- u. Zwiebelarten, Soyabohnen, Tee), 2. das indische Zentrum (Gurken, Auberginen, Bohnenarten), 3. das indomalayische Zentrum (Reis, Zuckerrohr, Kokos), 4. das vorderasiatische Zentrum (Weizen, Hafer Gerste, Feigen), 5. das zentralasiatische Zentrum (Weizen, Roggen, Linsen, Karotten, Zwiebelarten, Äpfel, Flachs), 6. das mittelmeerische Zentrum (Kohlarten, Mandeln, Oliven), 7. das abessinische Zentrum (Weizen, Gerste Hirse, Linsen, Sesam, Kaffee), 8. das südmexikanisch-zentralamerikanische Zentrum (Tomaten, Kakao, Mais), 9. das südamerikanische Zentrum mit Ecuador und Bolivien (Kartoffeln), 10. das chilenische Zentrum, 11. das brasilianisch-paraguayische Zentrum (Kautschuk, Pfeffer). Für jedes war ein Verzeichnis angebauter Kulturpflanzen angegeben. Die bei weitem größte Zahl an Kulturpflanzen - etwa 70 % aller Arten - entstammen dem asiatischen Kontinent. Vavilov wies weiterhin auf einen Zusammenhang zwischen den festgestellten Zentren und den ältesten, auf Ackerbau beruhenden Zivilisationen hin. Ausgehend von der praktischen Arbeit der Pflanzenzüchtung zog Vavilov Rückschlüsse auf die Mechanismen der Evolution. Anhand seiner Analyse der Evolutionswege unter den Bedingungen von Kultur sowie komplizierten Wechselwirkungen genetischer und ökologischer Faktoren zeigte er das Zusammenwirken der natürlichen und künstlichen Auslese in der Entwicklung von Kulturpflanzen. Für diese Arbeit wurde Vavilov 1926 mit dem Lenin-Orden, der höchsten Auszeichnung der UdSSR, geehrt. Als Ergebnis seiner Analyse der Kulturpflanzen, ihrer innerartlichen Mannigfaltigkeit und des Erforschens der Geographie von Sorten in den alten und neuen Ackerbauländern erschien mit ‘Die Linné‘sche Art als System’ 1931 seine wichtige theoretische Arbeit über die polytypische Artkonzeption. Vavilov zufolge ist die Art (als Kategorie) ein kompliziertes System, das eng miteinander verbundene Elemente umfaßt. Die Population (Anm.d.Red.: Gesamtheit der Individuen einer Art) wurde dabei zum Hauptgegenstand der ökologischen, genetischen und evolutionsbiologischen Untersuchungen. Nur durch das komplexe Erforschen der morphologischen, physiologischen und genetischen Eigenschaften sowie durch die Analyse der ökologischen und geographischen Variabilität innerartlicher Einheiten kann die Artstruktur ermittelt werden. Seine Erkenntnisse waren bahnbrechend in der Botanik. Umfangreich waren auch seine Arbeiten über die theoretischen Grundlagen der Pflanzenzüchtung, über wissenschaftliche Grundlagen für die Organisation der Saatzucht und der staatlichen Approbation (lat: Zulassung) von Sorten. 1935­37 erschien sein dreibändiges Handbuch ‘Theoretische Grundlagen der Pflanzenzüchtung’ und 1938/39 ‘Anweisungen zur Approbation der landwirtschaftlichen Kulturen’ ebenfalls in drei Bänden. Vavilov genoß hohe nationale und internationale Anerkennung. 1929 wurde er als jüngster Akademiker zum Ordentlichen Mitglied der ‘Akademie der Wissenschaften der UdSSR’, zum korrespondierenden Mitglied der ‘Leopoldina’ in Halle sowie zum Ehrenmitglied der ‘Royal Agricultural Society of England’ ernannt. 1939 wählte man Vavilov auf dem 7. Internationalen Genetikerkongreß in Edinburgh zum Vorsitzenden. Dieser Kongreß sollte zwei Jahre zuvor in Moskau stattfinden, wurde jedoch abgesagt, weil es bereits große Differenzen zwischen der sowjetischen Staatsführung und Vavilov über die Gesetze der Genetik gab. Geschürt hatte sie der Agrarbiologe Trofim Denissovich Lyssenko (1898­1976), der eigene Theorien zu Vererbung und Züchtung entwickelte und eine politisch-ideologisch begründete Kampagne gegen Vavilov als Haupt der klassischen Genetik in der Sowjetunion führte. Der Personenkult um Lyssenko, gestützt und gefördert von Josef Wissarionowitsch Stalin (1879­1953) und die Verfolgung der klassischen Genetiker nahmen daraufhin eine furchtbare Entwicklung. Der Lyssenkoismus - so die spätere Bezeichnung der “neuen sowjetischen“ Genetik - wurde als Zwangslehre im gesamten damaligen sozialistischen Ostblock eingeführt und hatte tragische Folgen für viele Biologen. Die meisten Genetiker der Sowjetunion wurden entlassen, viele von ihnen verhaftet und gefoltert, einige sogar hingerichtet. Auch Vavilov wurde noch 1939 aller Ämter enthoben, 1940 wegen “antisowjetischer Tätigkeit“ verhaftet und als angeblicher Spion des englischen Imperialismus zunächst zum Tode, dann zu einer zehnjährigen Haftstrafe verurteilt. Am 26. Juni 1943 starb Vavilov den Hungertod im Gefängnis von Saratow. Er wurde in einem Massengrab für Häftlinge begraben. Sein Name blieb 15 Jahre lang unter Verbot. Erst nach Stalins Tod wurde er 1955 rehabilitiert. Weitere zehn Jahre später, nach der Ära Lyssenko, ehrte man Vavilov, indem man der ‘Gesellschaft der Genetiker und Züchter der UdSSR’ und dem ‘Allunions-Institut für Angewandte Botanik und Züchtung’ in Leningrad (heute wieder St. Petersburg) seinen Namen gab. Jedoch erst 1987, anläßlich Vavilovs 100. Geburtstages, erwies ihm der sowjetische Staat postum Ehrungen. Dieses von der UNESCO in den Kalender der Gedenkdaten aufgenommene Jubiläum wurde in mehreren Ländern mit Sondersitzungen und Vorträgen, die seine wissenschaftlichen Arbeiten würdigten, begangen. In einem 1930 erschienenen Beitrag ‘Wildprogenitors of trees of Turkestan and the Causasus and the problem of origin fruit trees’ (Rep. Proc.IX Internat. Hort. Congr. London) äußerte Vavilov die Vermutung, das Genzentrum für Obstgehölze, insbesondere für den Kulturapfel sei in der kasachischen Grenzregion zu Kirgisien und China zu finden, dort wo sich das etwa 2.500 km lange und bis zu 600 km breite Tian-Shan-Gebirge erstreckt. In den ursprünglichen Wäldern fand Vavilov den Wildapfel, Malus sieversii in sehr variablen Formen und vermutete diese Art als Vorfahr des Kulturapfels. 70 Jahre später wurde seine Vermutung bestätigt, als ein Botanikerteam der Universität Oxford unter Leitung des englischen Botanikers Dr. Barrie Juniper eine ausgedehnte Forschungsreise nach Mittelasien in dieses jahrzehntelang gesperrte, schwer zugängliche Gebiet machte und M. sieversii in großer Vielfalt, Variabilität und Dichte fand. DNA-Untersuchungen mitgebrachter Blätter von über 100 verschiedenen Bäumen ergaben die überraschend enge Verwandtschaft dieser Malus-Wildart mit unseren Kulturäpfeln ­ enger als diese zu M. sylvestris stehen (Lit. Barrie Juniper: ‘Prehistoric Pippins’, Oxford Today 2000). Vavilov fehlten damals die konkreten Belege, die heute die molekular-genetischen Methoden liefern. Die Wissenschaftler aus Oxford erbrachten damit den Beweis, daß unser Kulturapfel von M. sieversii abstammt und nicht von M. sylvestris, wie noch manche Fachliteratur bis heute behauptet.   Der Autor und Jounalist Reinhardt Höhn ist den Pflanzen schon langjährig verbunden. Nicht allein beruflich, auch privat läßt ihn die Pflanzenwelt nicht los - sei es in natura oder besonders auch in der botanischen Literatur.