Am Dienstag landeten der NASA-Astronaut Scott Kelly und der russische Kosmonaut Mikhail Kornienko in Kasachstan, nachdem sie satte 340 Tage an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) verbracht hatten.

Im Rahmen des NASA-Projekts „Year in Space“ stellten Kelly und sein erdgebundener Zwillingsbruder, der pensionierte Astronaut Mark Kelly, Blut-, Speichel- und Urinproben zur Verfügung und unterzogen sich einer Flut physischer und psychologischer Tests, um die Auswirkungen der Langzeitraumfahrt auf den menschlichen Körper zu untersuchen.

Studien an identischen und brüderlichen Zwillingen werden seit langem verwendet, um die Einflüsse von Genen und der Umwelt auf bestimmte Merkmale zu entwirren. Eineiige Zwillinge teilen alle ihre Gene, während zweieiige Zwillinge nur teilen 50 Prozent. Wenn ein Merkmal bei eineiigen Zwillingen häufiger vorkommt als bei zweieiigen Zwillingen, Es deutet darauf hin, dass genetische Faktoren mitverantwortlich sind.“Zwillingsstudien sind die einzige echte Möglichkeit, natürliche Experimente am Menschen durchzuführen“, sagt Tim Spector, Professor für genetische Epidemiologie am Kings College in London. „Wenn man Zwillinge studiert, kann man viel darüber lernen, was uns tickt, was uns anders macht und vor allem die Rollen der Natur gegenüber der Natur, die man einfach nicht anders bekommen kann.“

Spector ist Direktor des TwinsUK-Registers, das Daten von 12.000 Zwillingen enthält und verwendet wird, um die genetischen und umweltbedingten Ursachen altersbedingter komplexer Merkmale und Krankheiten zu untersuchen. Er schätzt, dass die Zwillingsforschung derzeit in mehr als 100 Ländern durchgeführt wird und dass die meisten dieser Projekte auf Informationen zurückgreifen, die in großen Datenbanken wie dem TwinsUK-Register enthalten sind.Während es eine Weile dauern kann, bis wir Ergebnisse von den Astronauten-Zwillingen sehen, sind die Forscher zuversichtlich, dass die Gelegenheit einige einzigartige Einblicke in die menschliche Gesundheit geben wird. Hier sind einige Beispiele für das, was wir aus früheren Zwillingsstudien gelernt haben — sowohl berühmt als auch berüchtigt:

Die Geburt der Eugenik

Der viktorianische Wissenschaftler Francis Galton, ein Halbcousin von Charles Darwin, war einer der ersten, der den Wert von Zwillingen für die Untersuchung der Erblichkeit von Merkmalen erkannte. In einem Artikel von 1875 mit dem Titel „Die Geschichte der Zwillinge“ verwendete Galton Zwillinge, um die relativen Auswirkungen der Natur gegenüber der Natur abzuschätzen (ein Begriff, den Galton selbst geprägt hat). Aber sein fester Glaube, dass menschliche Intelligenz größtenteils eine Sache der Natur ist, führte ihn zu einem dunkleren Weg: Er wurde ein lautstarker Befürworter der Eugenik (ein anderer Begriff, den er prägte) und der Idee, dass „eine hochbegabte Rasse von Männern“ durch selektive Züchtung erzeugt werden könnte.

Gene und IQ

Im Jahr 2003 warf Eric Turkheimer, Psychologieprofessor an der University of Virginia, einen neuen Blick auf die Forschung zur Erblichkeit von IQ., die sich stark auf Zwillingsstudien stützte. Turkheimer bemerkte, dass die meisten Studien, die IQ fanden, größtenteils auf die Genetik von Zwillingen aus der Mittelschicht zurückzuführen waren, und er fragte sich, was das Muster bei ärmeren Menschen war. Als er sich Zwillinge aus armen Familien ansah, stellte er fest, dass der IQ eineiiger Zwillinge genauso unterschiedlich war wie der Iq zweieiiger Zwillinge. Mit anderen Worten, die Auswirkungen des Armwerdens können die natürlichen intellektuellen Gaben eines Kindes überwältigen.

Genetische Grundlage für Alltagskrankheiten

Anhand von Daten und biologischen Proben im TwinsUK-Register haben Spector und seine Kollegen in mehr als 600 veröffentlichten Arbeiten gezeigt, dass viele Volkskrankheiten wie Arthrose, Katarakte und sogar Rückenschmerzen eine eindeutige genetische Grundlage haben. „Als ich auf diesem Gebiet anfing, dachte man, dass nur“sexy“Krankheiten genetisch bedingt sind“, sagt Spector. „Unsere Ergebnisse haben diese Wahrnehmung verändert.“Erbliche Essstörungen Eines der neueren Zwillingsregister, das online geht, das Michigan State University Twin Registry (MSUTR), wurde 2001 gegründet, um genetische und Umwelteinflüsse auf eine breite Palette von psychiatrischen und medizinischen Störungen zu untersuchen. Eine der überraschendsten Erkenntnisse aus der Forschung der Gruppe ist, dass viele Essstörungen wie Magersucht eine genetische Komponente haben.

„Die Leute dachten die längste Zeit, dass es ausschließlich an der Kultur, den Medien und sozialen Faktoren lag“, sagt Kelly Klump, Co-Direktorin von MSUTR. „Aufgrund dieser Studien wissen wir jetzt, dass Gene für die gleiche Variabilität bei Essstörungen verantwortlich sind wie bei Schizophrenie und bipolaren Störungen. Das hätten wir ohne diese Studien nie gewusst.“

Die Genetik der Fettleibigkeit

Eine klassische Zwillingsstudie des Genetikers Claude Bouchard aus dem Jahr 1990 untersuchte die Bedeutung von Genen für die Körperfettspeicherung. Bouchard, jetzt an der Louisiana State University, beherbergte ein Dutzend schlanke junge männliche Zwillinge in einem Schlafsaal und überfütterte sie drei Monate lang mit 1.000 Kalorien pro Tag. Obwohl jeder Teilnehmer am Ende des Experiments schwerer war, variierte die Menge an Gewicht und Fett erheblich, von 9 Pfund bis 29 Pfund. Die Gewichtszunahme innerhalb von Zwillingspaaren war viel ähnlicher als die Gewichtszunahme zwischen verschiedenen Zwillingspaaren, und die Zwillinge in jedem Paar nahmen tendenziell an denselben Stellen zu, sei es im Bauch, Gesäß oder Oberschenkel.

Das „schwule Gen“entwirren

Zahlreiche Zwillingsstudien haben versucht, die Bedeutung von Genen für die sexuelle Orientierung aufzuklären. Im Jahr 2008 griffen Forscher um Niklas Langström, Psychiater am Karolinska-Institut in Stockholm, auf den Schatz an Zwillingsdaten zurück, der im schwedischen Zwillingsregister, dem größten der Welt, enthalten ist, um genetische und Umwelteinflüsse zu untersuchen, die bestimmen, ob eine Person schwul ist oder nicht. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Genetik nur 35 Prozent der Unterschiede zwischen identischen und brüderlichen schwulen Männern und noch weniger — etwa 18 Prozent — bei schwulen Frauen ausmachte.Die Studie, eine der bisher umfassendsten, zeigt, dass ein komplexes Zusammenspiel von Genetik und Umweltfaktoren die sexuelle Orientierung der Menschen beeinflusst. Aber wie andere Zwillingsstudien zu diesem kontroversen Thema wurde Langströms Studie wegen möglicher Rekrutierungsverzerrungen kritisiert, da nur 12 Prozent der Männer im schwedischen Register in die Studie einbezogen wurden.

Zwillinge getrennt aufgezogen

1979 führte Thomas Bouchard die vielleicht faszinierendste Zwillingsstudie durch. Dann Direktor des Minnesota-Zentrums für Zwillings- und Familienforschung, Bouchard untersuchte identische und brüderliche Zwillinge, die im Säuglingsalter getrennt und getrennt aufgezogen wurden. Er fand heraus, dass eineiige Zwillinge mit unterschiedlicher Erziehung oft bemerkenswert ähnliche Persönlichkeiten hatten, Interessen und Einstellungen. In einem der berühmtesten Beispiele stieß Bouchard auf Zwillinge, die von Geburt an getrennt und im Alter von 39 Jahren wiedervereinigt worden waren.“Die Zwillinge“, schrieb Bouchard später, „wurden gefunden, um Frauen namens Linda geheiratet zu haben, geschieden zu sein und das zweite Mal mit Frauen namens Betty verheiratet zu sein. Einer nannte seinen Sohn James Allan, der andere seinen Sohn James Alan und beide nannten ihre Hunde Toy.“

Aber Klump von MSUTR weist schnell darauf hin, dass Bouchards Ergebnisse kein Beweis für genetischen Determinismus sind. „Was sie zeigen, ist, dass wir Wir betreten die Welt nicht als zufällige Wesen oder leere Schiefer“, sagt Klump. „Während wir durch das Leben gehen, haben wir eine Menge freie Wahl, aber ein Teil dieser freien Wahl basiert wahrscheinlich auf Dingen, in denen wir wirklich gut sind und auf Dingen, die wir gerne tun. Bouchards Studie sagt uns, dass es ein dynamisches Zusammenspiel zwischen dem gibt, was wir mögen, was wir wollen und der Umgebung, die wir wählen.“