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现代遗传学之“神父”孟德尔

科普小知识2022-07-18 12:15:42
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1822年7月22日,孟德尔出生在奥地利一个贫穷的农民家庭。他的父亲和母亲是园丁。孟德尔从小就被父母养育,喜爱植物。

现代遗传学之“神父”孟德尔

孟德尔(网络图)

当时,在欧洲,学校由教堂管理。学校需要老师,当地的教会看到孟德尔的勤奋,把他送到首都维也纳大学学习。

大学毕业后,孟德尔在当地教会开办的一所高中教书,教授自然科学。他很受学生们的欢迎,因为他可以专心备课并认真地教他们。1843年,当21岁的孟德尔进入修道院时,他在附近的一所高中担任科学教师,后来去了维也纳大学深造。他接受了相当系统和严格的科学教育和训练,为后来的科学实践奠定了坚实的基础。孟德尔经过长期思考后意识到,更重要的是理解使遗传特征一代代保持不变的机制。

从维也纳大学回到布鲁恩后不久,孟德尔开始了为期8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里获得了34个豌豆品种,并选择了22个品种进行试验。它们都有一些可以相互区分的稳定特征,如高茎或短茎、圆形或褶皱的材料、灰色或白色的种皮等。

孟德尔通过人工栽培,仔细观察、统计和分析了不同世代豌豆的性状和数量。使用这种实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他非常喜欢他的研究工作,经常来访的人指着豌豆自豪地说:“这些都是我的孩子!”

经过八年的努力,孟德尔发现了生物遗传的基本规律,并获得了相应的数学关系。人们把他的发现分别称为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”,揭示了生物遗传之谜的基本规律。

现代遗传学之“神父”孟德尔

孟德尔遗传定律

当孟德尔开始他的豌豆实验时,达尔文的进化论刚刚问世。他仔细研究了达尔文的著作,从中吸取了丰富的营养。在至今保存的孟德尔遗物中,有几件达尔文的杰作,上面仍然保存着孟德尔的笔迹,这表明了他对达尔文和他的杰作的关心。

起初,孟德尔豌豆实验并不是为了探索遗传规律。他的初衷是获得优秀的品种,但在实验过程中,他逐渐将注意力转向探索遗传规律。除了豌豆,孟德尔还对其他植物进行了大量类似的研究,包括玉米、紫罗兰和紫茉莉,以证明他发现的遗传规律适用于人类的大多数植物。

从生物体的整体形态和行为中很难观察和发现遗传规律,但从个体特征中很容易观察到,这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察整个有机体,而且还关注它的个体特征,这是他和他的前人的重要区别之一。孟德尔对实验材料的选择也很科学。由于豌豆是品种稳定的自花授粉植物,易于种植、分离和逐一计数,这为他发现遗传规律提供了有利条件。

孟德尔意识到他的发现具有划时代的意义,但是为了完善这个实验,他小心翼翼地重复了许多年。1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅里两次宣读了他的研究成果。参与者第一次礼貌而愉快地聆听了报告。孟德尔只简单介绍了实验的目的、方法和过程。一小时的报道使观众陷入了一片混乱。

孟德尔第二次根据实验数据进行了深入的理论证明。然而,伟大的孟德尔思想和实验太先进了。尽管绝大多数参与者都是布鲁恩自然科学协会的成员,但他们包括化学家、地质学家和家畜生物学家,以及专攻生物学的植物学家和藻类生物学家。然而,观众对没完没了的数字和乏味的证明不感兴趣。他们真的无法理解孟德尔的想法。孟德尔告诉他的秘密,用他的心血浇灌的豌豆,人们无法达成共识,已经埋了35年了!

在晚年,孟德尔自信地对他的好朋友,布鲁恩高等技术学院的大地测量学教授说:“看,我的时代已经到来。”这句话成了一个伟大的预言。直到孟德尔去世16年后,豌豆实验论文正式发表34年后,以及他从事豌豆实验43年后,这一预测才成为现实。

现代遗传学之“神父”孟德尔

孟德尔豌豆杂交实验中的七对相关性状

随着20世纪第一只公鸡的啼叫,来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”了孟德尔的遗传定律。1900年是遗传学甚至生物学史上划时代的一年。从那以后,遗传学进入了孟德尔时代。

今天,通过几代科学家如摩根、艾弗里、好时和沃森的研究,困扰孟德尔的生物遗传机制已经建立在遗传物质DNA的基础上。

随着科学家破译遗传密码,人们对遗传机制有了更深的理解。现在,人们已经开始控制遗传机制,防治遗传病,合成生命和其他更有益于人类的工作方向。然而,这一切都与圣托马斯修道院致力于科学的僧侣的名字有关。