Genetic “information” or the indomitability of a persisting scientific metaphor

Abstract

In the history of genetics, the information-theoretical description of the gene, beginning in the early 1960s, had a significant effect on the concept of the gene. “Information” is a highly complex metaphor which is applicable in view of the description of substances, processes, and spatio-temporal organisation. Thus, information can be understood as a functional particle of many different language games (some of them belonging to subdisciplines of genetics, as the biochemical language game, some of them belonging to linguistics and informatics). It is this wide covering of different language games that justifies the common description of genes x, y, z as containing information for the phenotypic traits X, Y, Z (or the genome as storage for the information of a whole organism). However, if information is taken as the explanans and phenotypic traits or organisms as the explananda, then a description of the explanandum is of prior importance before the explanans can be characterised. This way of thinking could be useful for future discussions on the strikingly dominant “information”-metaphor, and the different gene concepts as well. The article illustrates this in two steps. First, a condensed overview on the history of genetics is given, which can be divided into three parts: (1) genetics without genes, (2) genetics with genes, but without information, (3) genetics with genes and information. It is assumed that this provides not only some historical knowledge about the origin of genetics and the introduction of technical terms, but offers at least preliminary insight into the methodological structure of genetic descriptions. In a second step, we redraw Spemann’s disturbation experiments to discuss our thesis that “genetic information” is not a natural entity, but part of a causality-language game which is secondarily added to the descriptions of interventionalistic practices, viz. experimental approaches.

Zusammenfassung

In der Genetik wird die Bedeutung des Informationsbegriffes (bzw. der aus den Informationswissenschaften entlehnten Metaphern) häufig als kontextabhängig eingeschätzt, ebenso wie der Begriff des Gens selbst. Die Rede von “genetischer Information”, wie sie seit den 1960er Jahren üblich ist, wird im vorliegenden Text unter überwiegend sprachkritischem Aspekt neu untersucht. Hier zeigt sich, dass die Dominanz der Informationsmetapher mit ihrer Vielschichtigkeit zusammenhängt, welche eine Anwendbarkeit auf vielen Ebenen, genauer gesagt, in verschiedenen Sprachspielen erlaubt. Gezeigt wird dies für Sprachspiele, mit deren spezifischem Vokabular die Genexpression beschrieben wird, z.B. dem Sprachspiel der Biochemie, der Zytologie, der Morphologie, oder auch Text- und Informationssprachspielen (in denen Begriffe wie Translation und Transkription zur Anwendung kommen). Diese Sprachspiele lassen sich als Sub-Sprachspiele eines Genetik-Metasprachspieles bezeichnen. Statt der Rede über Kontexte bietet sich also eine Analyse der betreffenden Sub-Sprachspiele an, um die Reichweite der Informationsmetapher direkt an der Struktur der Beschreibungen genetischer Effekte aufzuzeigen. Hierbei zeigt sich, dass “Information” als Explanans fungiert, und zwar für Proteine oder Phänotypen. Es wird argumentiert, dass die Verortung der Informationsmetapher als Explanans erst nach einer genauen Darstellung des Explanandum möglich ist. Exemplarisch wird dies zunächst anhand einer methodischen Rekonstruktion der genetischen Wissenschaften aufgezeigt, die hierzu in drei Phasen unterteilt werden: (1) Genetik ohne Gene, (2) Genetik mit Genen, aber ohne Information, (3) Genetik mit Genen und mit Information. Die Veränderung des Genbegiffes durch Zusammenführung mit der Informationsmetapher wird erörtert und abschließend im Vergleich mit der Terminologie entwicklungsbiologischer Experimente von H. Spemann aufgezeigt, die zunächst ganz ohne Gen- und Informationsbegriffe auskamen und erst sekundär mit diesen in einem Kausalitätssprachspiel zusammengeführt wurden.

Résumé

Dans le domaine de la génétique, la signification de la notion d’information (et des métaphores empruntées aux sciences de l’information) est souvent considérée comme dépendant du contexte, de même que la notion de gène elle-même. Parler « d’information génétique », comme cela est courant depuis les années 1960, est soumis dans le présent article à un nouvel examen essentiellement axé sur la critique linguistique. Il apparaît ici que la dominance de la métaphore de l’information dépend de sa diversité, qui permet une applicabilité à de nombreux niveaux, plus exactement dans différents jeux linguistiques. Ceci est montré dans le cas de jeux linguistiques dont le vocabulaire spécifique décrit l’expression génétique, p. ex. pour des jeux linguistiques relevant de la biochimie, de la cytologie, de la morphologie, ou encore pour des jeux linguistiques portant sur des textes et des informations (dans lesquels sont utilisées des notions telles que translation et transcription). Ces jeux linguistiques peuvent être qualifiés de sous-jeux linguistiques d’un métalangage génétique. Au lieu d’un discours sur les contextes, il convient donc d’effectuer une analyse des sous-jeux linguistiques concernés pour démontrer la portée de la métaphore de l’information directement par la structure des descriptions d’effets génétiques. On découvre ici que « l’information » a une fonction d’explanans, à savoir pour les protéines ou les phénotypes. On argumente que le déplacement de la métaphore de l’information en tant qu’explanans n’est possible qu’après une représentation exacte de l’explanandum. Ceci est tout d’abord illustré par une reconstruction méthodique des sciences génétiques, qui sont divisées à cet effet en trois phases : (1) génétique sans gènes, (2) génétique avec gènes, mais sans information, (3) génétique avec gènes et information. La modification de la notion de gène par sa jonction avec la métaphore de l’information est expliquée et démontrée pour terminer par une comparaison avec la terminologie des expériences d’évolution biologique de H. Spemann, qui au début se passèrent entièrement des notions de gène et d’information et qui ne furent rapprochées de ces dernières que dans un deuxième temps dans un jeu linguistique de causalité.