Max Delbrück: Der Physiker, der nach dem Quantensprung des Lebens suchte

Er wurde von Wolfgang Pauli ausgebildet und verkehrte mit Niels Bohr, und nach jeder vernünftigen Erwartung hätte er seine Karriere in der theoretischen Physik verbringen sollen. Stattdessen nahm Max Delbrück Bohrs Spekulation, dass die Quantenkomplementarität auf lebende Systeme ausgedehnt werden könnte, und nutzte sie als Entschuldigung, um die Physik zugunsten von Viren, die Bakterien befallen, aufzugeben — ein Genrewechsel, der so vollständig war, dass er fast als Nebeneffekt dazu beitrug, das Feld der Molekularbiologie zu erfinden.

Berlin, Physik und eine schicksalhafte Anregung

Delbrück wurde am 4. September 1906 in Berlin in eine Familie mit intellektueller und politischer Bedeutung geboren: Seine Mutter stammte von dem Chemiker Justus von Liebig ab und sein Vater, Hans Delbrück, war Geschichtsprofessor an der Universität Berlin. Er studierte Astrophysik und dann theoretische Physik an der Universität Göttingen während der revolutionären Frühphase der Quantenmechanik, promovierte 1930 und verbrachte dann prägende Postdoc-Jahre in England, der Schweiz und Dänemark, wo er Pauli und Bohr traf. Es war Bohrs Idee, dass das Komplementaritätsprinzip, das die Quantenmechanik regiert, ein Analogon in der Biologie haben könnte, das Delbrücks Aufmerksamkeit auf lebende Systeme lenkte.

Ab 1932 zurück in Berlin arbeitete Delbrück als Assistent von Lise Meitner an Uranbestrahlungsexperimenten und war 1935 Mitautor eines Artikels mit Nikolay Timofeev-Ressovsky und Karl Zimmer, in dem ein physikalisches Modell des Gens als diskrete molekulare Struktur vorgeschlagen wurde, die durch Strahlung mutieren kann. Die Arbeit hatte nur mäßigen unmittelbaren Einfluss, aber eine große Reichweite: Erwin Schrödinger stützte sich 1944 in seinem einflussreichen Vorlesungsbuch Was ist Leben? direkt darauf, was wiederum dazu beitrug, eine Generation von Physikern zur Biologie zu ziehen.

Von der Drosophila zum Bakteriophagen

Ein Stipendium der Rockefeller Foundation brachte Delbrück 1937 ans Caltech, um die Genetik von Fruchtfliegen zu studieren, aber er wandte sich schnell den Bakteriophagen – Viren, die Bakterien befallen – als saubererem System zur Erforschung der Vererbung auf molekularer Ebene zu. In Zusammenarbeit mit Emory Ellis veröffentlichte er 1939 "The Growth of Bacteriophage" und zeigte, dass sich Phagenpopulationen in diskreten, synchronisierten Schüben statt durch kontinuierliches exponentiellem Wachstum vermehren – eine Erkenntnis, die der Virusbiologie ihre erste wirklich quantitative experimentelle Methode gab.

Die Phagengruppe und das Luria-Delbrück-Experiment

Von 1940 bis 1947 lehrte Delbrück Physik an der Vanderbilt University, während er ein paralleles biologisches Forschungsprogramm leitete, und in dieser Zeit baute er die Kooperationen auf, die seine Karriere definieren sollten: mit Salvador Luria ab 1941 und mit Alfred Hershey ab 1943. 1942 veröffentlichten Luria und Delbrück das sogenannte Luria-Delbrück-Experiment, bei dem sie einen statistischen "Fluktuationstest" an Bakterienkulturen nutzten, um zu zeigen, dass die Resistenz gegen Virusinfektionen aus spontanen, bereits existierenden Mutationen resultiert und nicht als induzierte Reaktion auf das Virus selbst – eine rigorose, quantitative Bestätigung darwinistischer Variation auf mikrobieller Ebene, geliefert von einem Physiker, der statistisches Denken auf eine biologische Frage anwandte, über die Biologen jahrelang ergebnislos gestritten hatten.

1945 etablierten Delbrück, Luria und Hershey am Cold Spring Harbor Laboratory einen Sommerkurs in Bakteriophagen-Genetik, der zum organisatorischen Zentrum dessen wurde, was Forscher die Phagengruppe nannten – ein informelles, aber höchst einflussreiches Netzwerk von Wissenschaftlern, deren geteilte Methoden und standardisierte experimentelle Systeme weithin als beschleunigender Faktor für das Aufkommen der Molekularbiologie als eigenständige Disziplin im folgenden Jahrzehnt gelten.

Caltech und ein zweites wissenschaftliches Leben

Delbrück kehrte Ende 1947 als Biologieprofessor ans Caltech zurück und blieb dort bis zu seiner Emeritierung 1977, abgesehen von einer Zeit, in der er auch ein Institut für Molekulargenetik an der Universität zu Köln gründete und leitete, das 1962 offiziell eingeweiht wurde. In seinen späteren Forschungsjahren verlagerte er den Schwerpunkt von der Phagengenetik auf die Sinnesphysiologie und nutzte den Pilz Phycomyces als Modellorganismus, um zu untersuchen, wie einfache biologische Systeme Licht wahrnehmen und darauf reagieren – ein zweiter wissenschaftlicher Wandel, der so bewusst war wie sein erster.

Familie, Krieg und Verlust

Delbrücks Familie zahlte unter der Nazi-Herrschaft einen hohen Preis: Seine Schwester Emmi heiratete Klaus Bonhoeffer, und sowohl Klaus als auch sein Bruder Dietrich Bonhoeffer wurden 1945 wegen ihrer Rolle im Widerstand gegen Hitler nach dem 20.-Juli-Attentat hingerichtet, während Delbrücks eigener Bruder Justus im selben Jahr in sowjetischer Gefangenschaft starb. Delbrück selbst hatte Deutschland vor den schlimmsten Jahren des Krieges verlassen und wurde 1945 US-Staatsbürger, wobei er sein wissenschaftliches Leben auf einem Kontinent aufbaute, dem der Widerstand seiner Geschwister gegen den Nationalsozialismus das ihre gekostet hatte.

Warum Max ein Genie genannt wird

Delbrücks Geniestatus beruht auf einem ungewöhnlich bewussten Akt intellektuellen Transfers: Er stolperte nicht in die Biologie, sondern importierte bewusst die Gewohnheiten der Physik – quantitative Strenge, statistisches Testen und das Design experimenteller Minimalsysteme – in ein Feld, das vor der Phagengruppe oft auf lockereren Beobachtungsmethoden basierte. Das Nobelpreiskomitee, das ihm 1969 gemeinsam mit Luria und Hershey den Preis für Physiologie oder Medizin "für ihre Entdeckungen hinsichtlich des Replikationsmechanismus und der genetischen Struktur von Viren" verlieh, würdigte ihn ausdrücklich für die Umwandlung der Bakteriophagenforschung "von vager Empirie zu einer exakten Wissenschaft" – eine Formulierung, die genau den Transfer der Disziplin des Physikers in die Biologie als die Leistung benennt. Die Wahl zum ausländischen Mitglied der Royal Society und die Benennung des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in Berlin nach ihm spiegeln denselben Konsens wider. Die ehrliche Komplikation ist, dass Delbrücks eigene experimentelle Leistung gemessen an der Anzahl der Entdeckungen vergleichsweise bescheiden war; sein nachhaltigerer Beitrag war wohl institutioneller und pädagogischer Natur – der Aufbau der Kultur der Phagengruppe und die Ausbildung der Forscher, die viele der nachfolgenden Durchbrüche des Feldes erzielten – was ein Genie der Methode und des Mentorings ist und weniger der einsamen Einsicht.

Vermächtnis

Delbrück starb am 9. März 1981 in Pasadena, Kalifornien, nachdem er drei Jahrzehnte am Caltech verbracht und geholfen hatte, die grundlegende Methodik eines ganzen wissenschaftlichen Feldes zu etablieren. Der Max-Delbrück-Preis und das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin tragen seinen Namen weiter, aber sein diffuseres Vermächtnis ist die Arbeitskultur der modernen Molekularbiologie selbst – quantitativ, auf Minimalsystemen basierend, statistisch rigoros –, die ein in Göttingen ausgebildeter Physiker fast als Experiment an sich in die Biologie verpflanzte.