Biografia i odkrycie Mendla. Biografia Gregora Mendla: Założyciela Genetyki Co odkrył Mendel

Niesamowite, ale prawdziwe: człowiek jest w stanie kontrolować swoje geny. Tak wiele już osiągnęliśmy w dziedzinie genetyki:

- wiemy, jak określane są wszystkie oznaki organizmu;

- klonowanie stało się rzeczywistością;

- zmiana genów stała się powszechna w niektórych naukach.

Jak stało się to możliwe i jaka jest dla nas przyszłość? Ta książka krótko i wyraźnie opowie o historii genetyki, o naukowcach i ich odkryciach.

Bądź na bieżąco z odkryciami naukowymi - w zaledwie godzinę!

Książka:

2.1. Początek genetyki. Gregor Mendel: wielkie odkrycia, ale niezauważone

<<< Назад

Naprzód >>>

2.1. Początek genetyki. Gregor Mendel: wielkie odkrycia, ale niezauważone

Tak więc pod koniec XIX wieku. Naukowcy byli bardziej niż kiedykolwiek bliscy odkrycia wszystkich tajemnic dziedziczności: wyizolowano i opisano prawie wszystkie elementy komórki, założono połączenie chromosomów z przekazywaniem cech od rodziców do potomstwa, ale wzorce w manifestacji pewnych cech były nadal niewidoczne. Przynajmniej oficjalnie. Ciekawe wydarzenie historyczne: gdy August Weismann, Walter Flemming i Heinrich Waldeyer prowadzili badania i próbowali znaleźć odpowiedzi na pytania związane z dziedzicznością, augustianów Gregor Mendel w mieście Brunn (wówczas Cesarstwo Austriackie; obecnie miasto Brna w Czechach) już od dawna wyprowadzał główne zasady dziedziczenia różnych znaków, stosując metody matematyczne do ustalania wzorców. Ale jego odkrycia, które stały się pomostem od hipotez XIX wieku. do współczesnej genetyki, za życia badacza nie były brane pod uwagę i oceniane ... Jednak najpierw rzeczy pierwsze.

Gregor Mendel urodził się w 1822 roku na Morawach, pochodził z ubogiej rodziny chłopskiej i na chrzcie otrzymał imię Johann. Chłopiec od wczesnego dzieciństwa wykazywał zdolność uczenia się i zainteresowanie nauką, jednak ze względu na trudną sytuację materialną rodziny w młodości nie mógł dokończyć edukacji i w 1843 r. został tonsurą zakonnika w klasztorze augustianów św. Tomasza , przyjmując monastyczne imię Gregor. Tutaj dostał możliwość studiowania biologii, którą namiętnie kochał. Wydawałoby się to dziwnym zajęciem dla mnicha. Nic dziwnego: augustianie zwracali szczególną uwagę na edukację i oświecenie – przede wszystkim oczywiście zakonne, ale klasztor w Brunn szedł z duchem czasu. Znajdowała się tu wspaniała biblioteka, laboratoria, bogate zbiory przyrządów naukowych oraz, co najważniejsze, piękne ogrody i szklarnie, w których Mendel spędzał większość czasu. Zainteresowany kwestiami dziedziczności, zwrócił się do dzieł swoich poprzedników. Oddając hołd ich pracom, Gregor Mendel słusznie zauważył, że nie znaleźli oni żadnych wzorców w krzyżowaniu i manifestacji pewnych cech u mieszańców.

Czy w ogóle istnieje jakieś ogólne prawo, które określa, jakie kwiaty będą w mieszańcach róż czy groszku? Czy można przewidzieć, jakiego koloru będą kocięta od kota i kota, różniące się kolorem i strukturą sierści? Wreszcie, czy można matematycznie obliczyć, w którym pokoleniu iz jaką częstotliwością ta lub inna cecha będzie się objawiać?

Do eksperymentów Gregor Mendel, wzorem Thomasa Andrew Knighta, wybrał najpospolitszy ogród, czyli wysiew grochu (Pisum sativum). Jest to roślina samopylna: w normalnych warunkach pyłek z pręcików kwiatu jest przenoszony na słupek tego samego kwiatu (w przeciwieństwie do zapylenia krzyżowego, w którym pyłek musi być przenoszony z jednej rośliny na drugą).

W genetyce rośliny samopylne to takie, w których zapylenie zachodzi między różnymi kwiatami tego samego okazu.

Badacz uważał, że taka cecha zapewni czystość eksperymentu, ponieważ podczas samozapylenia nasiona i owoce otrzymują pewne cechy tylko z jednej rośliny. Dlatego sztucznie zapylając groszek, przenosząc pyłek z jednego okazu na drugi, można zmniejszyć liczbę nieprzewidzianych wypadków i celowo wykorzystywać tylko te rośliny, które nas interesują jako eksperymentalne. Ponadto groch ma wiele dobrze rozpoznawalnych cech: kolor nasion, kształt strąków, wysokość łodygi. Wzajemnie zapylający groch o wyraźnie odmiennych cechach, Mendel, po otrzymaniu próbek hybrydowych, zamierzał wydedukować wzorce dziedziczenia. Rozpoczął od dystrybucji wybranych roślin według następujących kryteriów:

Według długości (wysokości) łodygi: wysoki lub niewymiarowy;

Ułożeniem kwiatów: wzdłuż łodygi lub głównie na jej szczycie;

Według koloru strąków (żółty lub zielony);

Według kształtu nasion (gładkie lub pomarszczone);

W zależności od koloru nasion (żółty lub zielony) i tak dalej.

Potem było osiem lat eksperymentów, kilkadziesiąt tysięcy oryginalnych roślin i mieszańców, skomplikowane obliczenia i tabele statystyczne. Gregor Mendel krzyżował rośliny o wyraźnie odmiennych cechach: na przykład wybrał rodziców, z których jeden miał gładkie nasiona, a drugi miał pomarszczone nasiona.

Przede wszystkim zwrócił uwagę na fakt, że w pierwszym pokoleniu mieszańce wykazywały w tej lub innej ich części cechy tylko jednego rodzica. Krzyżując roślinę z żółtymi nasionami i roślinę z zielonymi nasionami, hybryda nie miała żółto-zielonych lub barwnych nasion - ich kolor był całkowicie odziedziczony po jednym rodzicu. W ten sposób Mendel wzbogacił leksykon przyszłych genetyków o ważne terminy: cechy, które ujawniły się w pierwszym pokoleniu mieszańców, nazwał dominującymi; a te, które zeszły na dalszy plan i nie znalazły odzwierciedlenia w pierwszej generacji hybryd, były recesywne.

Ciekawe wyniki osiągnął podczas krzyżowania wysokich i karłowatych roślin grochu. Potomstwo w pierwszym pokoleniu było całkowicie wysokie. Ale kiedy te rośliny samozapylały się i dawały nasiona, następne pokolenie już dzieliło się w ten sposób: jedna niska roślina na trzy wysokie. Pojawienie się kolejnych pokoleń i stosunek osobników wysokich i niskich można również przewidzieć matematycznie. Ten sam stosunek zaobserwowano w kombinacjach innych cech.

Większość współczesnych genetyków jest przekonana, że Gregor Mendel przewidział koncepcję genu. Dopiero wiele lat później gen otrzyma definicję - odcinek DNA odpowiedzialny za dziedziczność. Ale nie wyprzedzajmy siebie: musimy jeszcze mówić o DNA. A Mendel nie używał pojęcia „gen”, termin ten pojawi się znacznie później. Pisał o „czynnikach” lub „skłonnościach”, argumentując, że tę lub inną cechę (kolor, wielkość, kształt) rośliny determinują dwa czynniki, z których jeden jest zawarty w męskim, a drugi - w żeńskim układzie rozrodczym komórka. Rośliny powstałe w wyniku fuzji komórek o tych samych „skłonnościach” naukowiec nazwał stałymi (później nazwano by je homozygotycznymi).

Aby uprościć pracę, Gregor Mendel wyznaczył dominujące znaki w parze roślin dużymi literami (A, B, C), a recesywne małymi (a, b, c). Dlatego przy opisie mieszańców można było sporządzić proste formuły, które wyraźnie demonstrują połączenie cech i ich „manifestację”. Mendelowi dobrze służył fakt, że przez jakiś czas lubił matematykę i uczył jej w szkole. Jego zamiłowanie do systematyzacji i pewne posługiwanie się oznaczeniami cyfrowymi i literowymi pomogło mu zrobić coś, co nie było dostępne dla naukowców przed nim: zidentyfikować i opisać wzorce dziedziczności. Te wzorce są obecnie znane jako prawa Mendla. Przyjrzyjmy się im bliżej.

genetyka. Gregor Mendel: wielkie odkrycia, ale niezauważone „class =" img-responsive img-thumbnail ">

Najpierw i drugie pokolenia hybrydowe w eksperymentach Mendla z krótkim i wysokim groszkiem

1. Prawo jednorodności mieszańców pierwszego pokolenia (inaczej prawo dominacji cech) mówi, że przy skrzyżowaniu dwóch stałych (lub, jak powiedzieliby teraz, homozygotycznych) roślin, całe pierwsze pokolenie mieszańców będzie całkowicie podobny do jednego z rodziców - na pierwszy plan wysuną się cechy dominujące. To prawda, że zdarzają się przypadki niepełnej dominacji: kiedy cecha dominująca nie może całkowicie stłumić słabszej, recesywnej. Pamiętasz, wcześniej opisaliśmy założenie wielu naukowców z XVIII-XIX wieku, którzy twierdzili, że zgodnie z logiką rzeczy hybryda powinna zawsze być czymś między rodzicami okazów? W niektórych przypadkach jest to możliwe, na przykład w niektórych rodzajach kwiatów przy krzyżowaniu roślin o czerwonych i białych kwiatach w pierwszej generacji mieszańców kwiaty będą różowe. Oznacza to, że dominujący czerwony kolor płatków nie mógł całkowicie stłumić recesywnej bieli. W prawie jednorodności mogą istnieć inne szczególne cechy, ale naszym zadaniem jest przekazanie czytelnikowi najbardziej ogólnych informacji na temat genetyki i jej historii.

2. Prawo rozszczepienia cech: jeśli krzyżujesz mieszańce pierwszego pokolenia, to w drugim pokoleniu cechy obu form rodzicielskich pojawią się w określonej proporcji.

3. Prawo niezależnego dziedziczenia cech: w przypadku skrzyżowania dwóch osobników różniących się między sobą dwiema parami cech, czynniki i cechy towarzyszące będą dziedziczone i łączone niezależnie od siebie. Tak więc Mendel skrzyżował groch z gładkimi żółtymi ziarnami i groch z pomarszczonymi zielonymi ziarnami. Jednocześnie dominowała żółta barwa i gładkość słojów. Pierwsze pokolenie mieszańców było w całości reprezentowane przez rośliny o cechach dominujących – groch miał żółte, gładkie ziarna. Po samozapyleniu mieszańców uzyskano nowe rośliny: dziewięć miało żółte ziarna gładkie, trzy miały żółte ziarna pomarszczone, trzy miały zielone ziarna gładkie, a jedna roślina miała zielone ziarna pomarszczone.

Oczywiście prawa Mendla zostały następnie udoskonalone zgodnie z nowymi danymi naukowymi. Na przykład okazało się, że jeśli za określoną cechę rośliny lub organizmu odpowiada nie jeden gen, ale kilka, to formy dziedziczenia będą bardziej złożone i złożone. Niemniej jednak Gregor Mendel był pionierem w dziedzinie praw dziedziczenia, a na jego cześć doktrynę dziedziczności nazwano później Mendelizmem.

Dlaczego jego badania nie zostały uznane za jego życia? Wiadomo, że w 1865 roku Gregor Mendel wygłosił prezentację w Towarzystwie Przyrodników i opublikował artykuł „Experiments on Plant Hybridization”, który nie odniósł większego sukcesu w środowisku naukowym. Najprawdopodobniej odkrycia mnicha brunniańskiego nie rozwinęły się przede wszystkim dlatego, że on sam wkrótce rozczarował się ich wynikami. Mendel przystąpił do krzyżowania niektórych gatunków roślin, które pierwotnie miały cechy w ich metodach rozmnażania. Tym samym nie potwierdziły się schematy, które wywnioskował przy pracy z grochem – przykry wynik kilkunastu lat ciężkiej pracy! Gregor Mendel wkrótce został opatem, a nowe obowiązki zmusiły go do całkowitego porzucenia badań biologicznych. Jego praca została zapamiętana dopiero na początku XX wieku, kiedy kilku naukowców "odkryło" prawa Mendla i potwierdziło jego rozwój. Sam biolog augustianów zmarł w 1884 roku, na długo przed triumfalnym powrotem jego idei do środowiska naukowego…

<<< Назад

Naprzód >>>

Austriacki ksiądz i botanik Gregor Johann Mendel położył podwaliny pod genetykę. Wyprowadził matematycznie prawa genetyki, które teraz nazywa się jego imieniem.

Mendel Gregor Johann
22 lipca 1822 - 6 stycznia 1884

Austriacki ksiądz i botanik Gregor Johann Mendel położył podwaliny pod genetykę. Wyprowadził matematycznie prawa genetyki, które teraz nazywa się jego imieniem.

krótki życiorys

Johann Mendel urodził się 22 lipca 1822 r. w Heisendorf w Austrii. Jako dziecko zaczął interesować się badaniem roślin i środowiska.

Johann urodził się jako drugie dziecko w rodzinie chłopskiej o mieszanym niemiecko-słowiańskim pochodzeniu i średnich dochodach, do Antona i Rosiny Mendelów. W 1840 r. Mendel ukończył szóstą klasę gimnazjum w Opawie (obecnie Opawa), aw następnym roku rozpoczął naukę filozofii na uniwersytecie w Olmucu (obecnie Ołomuniec). Jednak sytuacja finansowa rodziny pogorszyła się w tych latach, a od 16 roku życia sam Mendel musiał dbać o swoje wyżywienie. Nie mogąc stale znosić takiego stresu, Mendel, pod koniec swoich zajęć filozoficznych, w październiku 1843 r., wstąpił jako nowicjusz do klasztoru Brunn (gdzie otrzymał nowe imię Gregor). Znalazł tam mecenat i wsparcie finansowe na dalsze studia. Już w 1847 został księdzem.

Życie duchownego to nie tylko modlitwa. Mendelowi udało się poświęcić dużo czasu na naukę i naukę. W 1850 r. postanowił zdać egzaminy na dyplom nauczycielski, ale mu się nie udało, otrzymując „dwójkę” z biologii i geologii. Mendel spędził 1851-1853 na Uniwersytecie Wiedeńskim, gdzie studiował fizykę, chemię, zoologię, botanikę i matematykę. Mimo to po powrocie do Brunn ojciec Gregor zaczął uczyć w szkole, chociaż nigdy nie zdał egzaminu na dyplom nauczycielski. W 1868 roku opatem został Johann Mendel.

Mendel od 1856 roku prowadzi swoje eksperymenty, które ostatecznie doprowadziły do sensacyjnego odkrycia praw genetyki w swoim małym ogródku parafialnym. Należy zauważyć, że krąg Ojca Świętego przyczynił się do badań naukowych. Faktem jest, że niektórzy z jego znajomych mieli bardzo dobre wykształcenie w zakresie nauk przyrodniczych. Często uczęszczali na różne seminaria naukowe, w których uczestniczył również Mendel. Oprócz tego klasztor posiadał bardzo bogatą bibliotekę, z której Mendel był oczywiście stałym bywalcem. Był bardzo zachęcony książką Darwina „O powstawaniu gatunków”, ale wiadomo na pewno, że eksperymenty Mendla rozpoczęły się na długo przed publikacją tej pracy.

8 lutego i 8 marca 1865 r. Gregor (Johann) Mendel przemawiał na spotkaniach Towarzystwa Nauk Przyrodniczych w Brunn, gdzie opowiadał o swoich niezwykłych odkryciach w jeszcze nieznanej dziedzinie (która później została nazwana genetyką). Gregor Mendel umieścił swoje eksperymenty na prostym grochu, jednak później gama obiektów eksperymentalnych została znacznie poszerzona. W rezultacie Mendel doszedł do wniosku, że różne właściwości danej rośliny czy zwierzęcia nie pojawiają się znikąd, ale zależą od „rodziców”. Informacja o tych dziedzicznych właściwościach jest przekazywana przez geny (termin ukuty przez Mendla, od którego pochodzi określenie „genetyka”). Już w 1866 roku ukazała się książka Mendla Versuche uber Pflanzenhybriden (Eksperymenty z hybrydami roślin). Jednak współcześni nie doceniali rewolucyjnego charakteru odkryć skromnego księdza z Brunn.

Na spotkaniu nie zadano żadnych pytań, a artykuł nie otrzymał odpowiedzi. Mendel wysłał kopię artykułu do K. Negeli, słynnego botanika, autorytatywnego znawcy problemów dziedziczności, ale Negeli również nie ocenił jego znaczenia. Profesor grzecznie radził odłożyć wnioski, ale na razie kontynuować eksperymenty z innymi roślinami, np. jastrzębiami. Nie miał wątpliwości co do czystości doświadczenia Mendla. Zasiał ziarno wysłane przez Mendla i sam był przekonany o wynikach.

Ale każdy biolog ma swój ulubiony obiekt do obserwacji. Dla Negeli był to jastrząb - dość podstępna roślina. Już wtedy nazywano ją „krzyżem botaników”, ponieważ w porównaniu z innymi roślinami proces przenoszenia cech był w niej niezwykły. Negeli wątpił w ogólne biologiczne znaczenie praw odkrytych przez Mendla. Postawił Mendla przed prawie niewykonalnym zadaniem: sprawić, by hybrydy jastrzębia zachowywały się jak groszek. Jeśli da się to zrobić, to uwierzy w słuszność wniosków autora.

Profesor udzielił fatalnej rady. Jak odkryto znacznie później, eksperymenty z jastrzębiami nie mogą być przeprowadzane, ponieważ są one zdolne do rozmnażania, a nie płciowego. Eksperymenty na przekraczaniu jastrzębi były bezcelowe. Pokazały to trzy lata eksperymentów. Mendel przeprowadzał eksperymenty na myszach, kukurydzy, fuksji - wynik był! Ale nie potrafił wyjaśnić przyczyny swoich niepowodzeń z jastrzębiem. Dopiero na początku XX wieku. stało się jasne, że istnieje wiele roślin (jastrząb, mniszek lekarski), które rozmnażają się bezpłciowo (przez partenogenezę) i jednocześnie tworzą nasiona. Jastrząb okazał się rośliną – wyjątek od ogólnej reguły.

A Mendel, po przeprowadzeniu dodatkowej serii eksperymentów za radą Negelego, wątpił w swoje wnioski i nigdy do nich nie wrócił. Po nieudanych próbach uzyskania podobnych wyników przy krzyżowaniu innych roślin Mendel zaprzestał eksperymentów i do końca życia zajmował się pszczelarstwem, ogrodnictwem i obserwacjami meteorologicznymi.

Na początku 1868 zmarł prałat Napp. Otworzył się bardzo wysoki wakat elekcyjny, obiecujący szczęśliwemu wybranemu zostać prałatem, ogromną wagę w społeczeństwie i 5 tysięcy florenów rocznej pensji. Kapituła klasztoru wybrała na to stanowisko Gregora Mendla. Zgodnie ze zwyczajem i prawem opat klasztoru św. Tomasza automatycznie zajmuje ważne miejsce w życiu politycznym i finansowym prowincji i całego imperium.

W pierwszych latach swojego opactwa Mendel rozbudował ogród klasztorny. Tam, według jego projektu, zbudowano kamienną pszczołę, w której oprócz lokalnych ras żyły również pszczoły cypryjskie, egipskie, a nawet „nieżądne” pszczoły amerykańskie. Eksperymenty z jastrzębiem nie przyniosły pożądanych rezultatów, a on dał się ponieść problemom krzyżowania pszczół. Próbował uzyskać mieszańce pszczół, ale nie wiedział – jak wszyscy w tamtym czasie – że królowa kojarzy się z wieloma trutniami i przechowuje nasienie przez wiele miesięcy, podczas których składa jaja dzień po dniu. Naukowcy nie będą mogli przeprowadzić eksperymentu na krzyżowaniu pszczół przez ponad pół wieku… Dopiero w 1914 roku zostaną uzyskane pierwsze mieszańce pszczół, a prawa odkryte przez Mendla również zostaną na nich potwierdzone.

Kolejnym naukowym hobby Mendla była meteorologia. W jego pracach meteorologicznych wszystko było proste i jasne: temperatura, ciśnienie atmosferyczne, tabele, wykresy wahań temperatury. Przemawia na spotkaniach Towarzystwa Przyrodników. Bada tornado, które przeszło przez przedmieścia Brunn 13 października 1870 roku.

Ale lata nieubłaganie zbierają swoje żniwo ... Latem 1883 roku u prałata Mendla zdiagnozowano zapalenie nerek, osłabienie serca, opuchliznę ... - i przepisano mu całkowity odpoczynek.

Nie mógł już wychodzić do ogrodu, aby pracować ze swoimi mattiolami, fuksjami i jastrzębiami... Eksperymenty z pszczołami i myszami pozostały w przeszłości. Ostatnim hobby chorego opata jest badanie zjawisk językowych metodami matematycznymi. W archiwach klasztornych znaleziono arkusze z kolumnami nazwisk zakończonymi na „mann”, „bauer”, „mayer” z pewnymi ułamkami i obliczeniami. Próbując odkryć formalne prawa pochodzenia nazwisk, Mendel dokonuje skomplikowanych obliczeń, w których bierze pod uwagę liczbę samogłosek i spółgłosek w języku niemieckim, całkowitą liczbę rozważanych słów, liczbę nazwisk itp. Był wierny sobie i podchodził do analizy zjawisk językowych jako człowiek nauk ścisłych. A w językoznawstwie wprowadził statystyczno-probabilistyczną metodę analizy. W latach 90. XIX wieku. tylko najodważniejsi językoznawcy i biolodzy deklarowali wykonalność takiej metody. Współcześni filolodzy zainteresowali się tą pracą dopiero w 1968 roku.

6 stycznia 1884 zmarł ojciec Gregora (Johann Mendel). Jest pochowany w rodzinnym Brunn. Sława jako naukowiec przyszła do Mendla po jego śmierci. Ale o tym później.

Gregor Mendel - nauczyciel czy mnich?

Losy Mendla po Instytucie Teologicznym są już ułożone. Dwudziestosiedmioletni kanonik, wyświęcony na kapłana, otrzymał znakomitą parafię w Starym Brunnie. Do egzaminów na doktorat z teologii przygotowywał się już od roku, kiedy w jego życiu zachodzą duże zmiany. Georg Mendel postanawia dość dramatycznie zmienić swój los i odmawia odbycia nabożeństwa. Chciałby studiować przyrodę i dla tej pasji postanawia uczęszczać do gimnazjum Znaim, gdzie do tego czasu rozpocznie się VII klasa. Prosi o stanowisko „wspierającego-profesora”.

W Rosji „profesor” to tytuł czysto uniwersytecki, aw Austrii i Niemczech tak nazywano nawet mentora pierwszoklasistów. Zwolennik gimnazjum częściej tłumaczony jest jako „zwykły nauczyciel”, „pomocnik nauczyciela”. Może to być osoba biegle w tym temacie, ale ponieważ nie miała dyplomu, została zatrudniona raczej tymczasowo.

Istnieje również dokument, który wyjaśnia tak niezwykłą decyzję pastora Mendla. Jest to oficjalny list do biskupa hrabiego Schaffgottcha od opata klasztoru św. Tomasza, prałata Nappy.” Wasza Miłosierna Eminencja Biskupa! Wysokie Cesarsko-Królewskie Prezydium Krajowe, dekretem nr Z 35338 z dnia 28 września 1849 r., uznało za słuszne powołanie kanonika Gregora Mendla na zwolennika Gimnazjum Znaim. „...Jeden kanon ma sposób życia bogobojny, z wstrzemięźliwością i cnotliwym zachowaniem, który w pełni odpowiada jego godności, połączony z wielkim oddaniem nauce... O troskę o dusze świeckich jest jednak nieco mniej odpowiedni, ponieważ gdy tylko znajdzie się przy łóżku chorego, jakby z gatunku, który cierpi, ogarnia nas niemożliwy do pokonania zamęt i z tego powodu on sam staje się niebezpiecznie chory, co skłania do abym zrezygnował z obowiązków spowiednika.”

Tak więc jesienią 1849 roku do Znheim przybywa kanonik i zwolennik Mendel, aby rozpocząć nowe obowiązki. Mendel zarabia o 40 procent mniej niż jego koledzy po studiach. Jest szanowany przez kolegów i kochany przez uczniów. W gimnazjum uczy jednak nie przedmiotów z cyklu nauk przyrodniczych, ale literatury klasycznej, języków starożytnych i matematyki. Potrzebuję dyplomu. Umożliwi to nauczanie botaniki i fizyki, mineralogii i historii naturalnej. Do dyplomu były 2 ścieżki. Jedna to ukończenie uniwersytetu, druga to krótsza droga - zdanie w Wiedniu przed specjalną komisją cesarskiego ministerstwa kultów i edukacji egzaminów za prawo nauczania takich a takich przedmiotów w takich a takich klasach.

Niezdane egzaminy lub opowieść o tym, jak wielcy popełniają błędy.

Było więc jasne, że ksiądz Mendel musi zdać egzaminy na stanowisko nauczyciela gimnazjalnego. Dyrekcja i „korpus” nauczycieli chętnie zaopatrywały go w niezbędne petycje, które wysyłano na odpowiednie adresy w Brunn, do urzędu Stadtholder, a w Wiedniu do ministerstwa. Pod te same adresy wysłano podanie wnioskodawcy o dyplom nauczycielski z autobiografią. Mendel być może niezupełnie przezornie podkreślał, że wstąpił do klasztoru tylko z konieczności, a jego myśli zawsze zwracały się ku nauce.

Mendel został dopuszczony do egzaminów iz pełnym zaufaniem zaczął przygotowywać się do swojego szczęścia. Jest przyzwyczajony do konsekwentnego sukcesu. Ale nie ma nic gorszego i bardziej niebezpiecznego niż taki nawyk. Gdyby Mendel był w tamtych czasach mniej zarozumiały, powinien być zdumiony nazwiskami egzaminatorów.

Przewodniczącym komisji był fizyk z Uniwersytetu Wiedeńskiego Baumgartner, drugim egzaminatorem był Herr Doppler, któremu w 1842 r. przeznaczone było uwielbienie swego nazwiska wraz z odkryciem słynnego „efektu Dopplera”. Efekt ten działa w różnych procesach falowych. Najłatwiej go prześledzić na falach dźwiękowych. Faktem jest, że ton gwizdka pociągu zmienia się w miarę zbliżania się i oddalania od peronu. Zbliżający się pociąg ma wyższy ton niż stojący, a oddalający się niższy ton. Podczas zbliżania się długość fali dźwiękowej jest postrzegana jako malejąca, a przy oddalaniu jest postrzegana jako rosnąca. Dlatego zmienia się dźwięk klaksonu pociągu.

Egzaminatorem z biologii był prof. Kner, autor podstawowych prac z ichtiologii i paleontologii. Pozostali członkowie komisji byli gwiazdami o podobnej wielkości.

W pierwszym etapie kandydat na nauczyciela miał złożyć pisemne prace domowe z fizyki i historii naturalnej. Ten etap odbył się zaocznie. Tematy, które Mendel otrzymał z Wiednia, były poważne i pracochłonne. „Trzeba mówić o właściwościach mechanicznych i chemicznych powietrza atmosferycznego i na podstawie pierwszych wyjaśniać naturę wiatrów” – takie było zadanie prof. Baumgartnera.

Według historii naturalnej należy „… mówić o procesach wulkanicznych i neptunicznych oraz o powstawaniu minerałów”. Pan Mendel bardzo pomyślnie poradził sobie z zadaniem korespondencyjnym i został dopuszczony do drugiego etapu kolokwiów - do pisemnych wypracowań z fizyki i biologii, które musiał wykonać w Wiedniu, w obecności egzaminatorów.

Jego druga praca nad fizyką metali nie była tak udana jak pierwsza. Jego wiedza była książkowa i niezbyt obszerna. Mimo to profesorowie Baumgartner i Doppler stwierdzili, że możliwe jest dopuszczenie kandydata do trzeciego etapu testu, egzaminów ustnych.

Jednak reakcja profesora Knera na esej o biologii była po prostu druzgocąca. Mendel musiał podać klasyfikację ssaków i wskazać gospodarcze znaczenie najważniejszych gatunków. Ssaki Mendel podzielił na nietoperze, zwierzęta z łapami, płetwonogie, kopytne i pazury. W jednej grupie zwierzęta z łapami przywiózł kangura i zająca z bobrem. Słoń, zgodnie z jego taksonomią, wpadł w ssaki kopytne... Dało się też odczuć wychowanie kościelne, gdyż badany kanon nie odważył się zapisać osoby do oddziału naczelnych razem z małpami. Chociaż do publikacji słynnego dzieła Darwina minęło jeszcze sporo czasu, zoologowie-klasyfikatorzy już dawno ustalili związek między „hominidami”.

Egzaminy ustne nie odbyły się. Decyzja komisji brzmiała jak werdykt dla Mendla. „Kandydat ma pewną wiedzę, ale brakuje mu… niezbędnej jasności wiedzy, w wyniku czego komisja jest zmuszona odmówić mu prawa do nauczania fizyki w gimnazjum.

G. Mendel jest wolontariuszem na Uniwersytecie Wiedeńskim.

Z Wiednia Mendel udał się nie do Znaima, ale do klasztoru... Został pokonany przez to, co się stało. Spędza kilka lat w murach klasztoru, pracując w ogrodzie i szklarni wspólnoty św. Tomasza. W tej pracy niewątpliwie pomaga mu wiedza, którą otrzymał, słuchając w 1846 r. dwumiesięcznego kursu sadownictwa i uprawy winorośli w Instytucie Teologicznym Brunn. Mendel nie porzucił myśli o zdobyciu dobrego wykształcenia. A kilka miesięcy później, w październiku 1851, za namową opata Nappy i fizyka Baumgartnera, który w tym czasie został ministrem handlu, udało mu się wstąpić jako audytor na wydział filozofii Uniwersytetu Wiedeńskiego.

W pierwszym semestrze studiów zapisał się na zajęcia tylko z jednego przedmiotu - fizyki doświadczalnej do Christiana Dopplera. Ponadto, jak zeznali koledzy Mendla na uniwersytecie, profesor zabrał go na wydział jako asystenta wykładowcy, powierzając mu obowiązki pokazywania studentom eksperymentów. Jako audytor wybierał tylko to, co uważał za niezbędne. Każda godzina jego nauki musiałaby być opłacana.

W marcu tego samego roku kanonik Mendel przyjrzał się mikroskopowi w laboratorium Ungera, jednego z pierwszych cytologów na świecie. Nauczył się kolorować narkotyki.

Jednak zajęcia na oddziale Ungera nie ograniczały się tylko do narkotyków. Profesor lubił problemy dalekie od mikroskopijnych. Badał wpływ warunków zewnętrznych na zmienność roślin. Próbował nakreślić ścieżkę rozwoju życia od prymitywnych stworzeń do człowieka. A profesor opublikował siedemnaście „Listów botanicznych” w liberalnej „Gazecie Wiedeńskiej”.

Sebastian Brunner, wydawca wiedeńskiej gazety kościelnej, natychmiast ostro zareagował na jego listy. „Trzeba się tylko zastanowić, czy gazety witają dzisiejszy materializm, czy gazety ogłaszają osobę jako pewnego rodzaju wzniosłego orangutana i dlatego zamieniają ziemię w jakieś zoo…”

To w jego laboratorium kanonik Mendel farbował swoje preparaty. Malował i zastanawiał się, za jakie zajęcia powinien zapłacić na 4 semestrze. Faktem jest, że został ostrzeżony przez prałata Nappę o konieczności powrotu do klasztoru w lipcu 1853 roku. Dlatego od kwietnia do lipca Mendel ponownie zapisał się na zajęcia z fizyki – „Podstawy projektowania i użytkowania urządzeń fizycznych oraz wyższa fizyka matematyczna”. Uczęszczał też na wykłady z zoologii u Knera, paleontologii u Zekely'ego, entomologii u Kollara.

Profesorowie uczelni bardzo wysoko ocenili jego wiedzę. Z polecenia Kollara… i Knera – tak, Kner oblał go na egzaminie! - Mendel, jeszcze jako student, został przyjęty na członka Wiedeńskiego Towarzystwa Zoologicznego i Botanicznego, gdzie spotkali się wszyscy naukowcy stolicy Austrii. Był to wynik dwóch lat wiedeńskich.

Latem 1853 roku Gregor Mendel powraca do Brunn, w mury klasztoru. Potem dużo podróżował po kraju, podróżował jako turysta, jako delegat na kongres naukowy, a w końcu jako pacjent, który potrzebuje wód leczniczych. Ale teraz tylko klasztor św. Tomasza na zawsze będzie jego domem.

Mendel ... i teoria Darwina

W Bibliotece Mendlowskiej znajduje się wiele książek o biologii usianych adnotacjami. Kelreiter, Gartner i Darwin są tutaj. Studiował te książki bardzo poważnie. The Origin of Species, opublikowane po angielsku w 1859 i po niemiecku w 1863, uderzyło w umysły tego pokolenia. Podziwiali go Marks i Engels, w Rosji awansował go Pisarew. Był oczerniany przez duchownych. Wszyscy zachwycali się Darwinem.

Mendel przeczytał swoją pracę ołówkiem i zrozumiał, że czegoś brakuje w teorii... W wielkiej teorii zabrakło rozwoju teorii dziedziczności! A w 1867 roku inżynier Jenkin wysłał na nią falę swoich zastrzeżeń. Zarzucił Darwinowi przypisywanie doboru działań, których nie mógł wykonać.

Według Darwina gatunek zmienia się, gdy jego przedstawiciele gromadzą wystarczającą liczbę odziedziczonych drobnych zmian. Wraz z ich akumulacją dobór naturalny dokonuje własnego osądu, pozostawiając przy życiu tylko osobniki najlepiej przystosowane do warunków środowiska.

Ale w życiu, rozumował Jenkin, drobne zmiany dziedziczne nie występują u wszystkich osób, ale tylko u niektórych. Zmiany te nie mogą się kumulować, ponieważ każda krzyżówka, jego zdaniem, prowadziła do osłabienia cechy. A jeśli tak, to odpowiednia akumulacja jest nierealna. A zatem cała teoria selekcji jest błędna.

Darwin w 1867 nie znalazł żadnego argumentu, by odrzucić swojego przeciwnika. Koszmar Jenkina te wydarzenia zostały nazwane.

Ale w tym czasie dzieło Gregora Mendla już się pojawiło, ale nie zostało zrozumiane przez współczesnych. I wydawało się, że cały świat zapomniał o pracy wykonanej sto lat temu przez Josepha Gottlieba Kelreitera, którego pracę studiował Mendel.

Kelreiter, profesor Akademii Petersburskiej, krzyżował chińskie i podwójne goździki, a także różne odmiany tytoniu, aby udowodnić istnienie płci u roślin. Doszedł do wniosku, że pyłek i oocyty roślin są równoprawnymi nosicielami cech dziedzicznych w organizmie roślinnym. Otrzymał ciekawe dziedziczne hybrydowe formy tytoniu. W 1761 roku w Petersburgu udało mu się zdobyć grupę roślin, w których ślady rośliny macierzystej były prawie niewidoczne. Było to możliwe dzięki zapyleniu przez 5 kolejnych lat uzyskanej początkowo formy mieszańcowej i jej późniejszego potomstwa jedynie pyłkiem rośliny z gatunku ojcowskiego.

Za Kelreiterem przewagę cech jednej z roślin pierwszego pokolenia mieszańców w wielu roślinach oraz identyfikację cech drugiego rodzica w kolejnych pokoleniach odnotowali brytyjscy Knight and Gosset, francuscy Sagere i Noden.

Więc co zrobił dla nauki?

Prace nad hybrydyzacją roślin i badaniem dziedziczenia cech u potomstwa mieszańców prowadzone były dziesiątki lat przed Mendlem w różnych krajach zarówno przez hodowców, jak i botaników. Fakty dominacji, rozłamów i kombinacji charakterów zostały zauważone i opisane, zwłaszcza w eksperymentach francuskiego botanika S. Nodena. Nawet Darwin, krzyżując odmiany lwiej paszczy, różniące się budową kwiatów, otrzymał w drugim pokoleniu stosunek form zbliżony do słynnego mendlowskiego rozszczepienia 3:1, ale widział w tym tylko „kapryśną grę sił dziedziczności”. Różnorodność gatunków i form roślin podejmowanych w eksperymentach zwiększyła liczbę stwierdzeń, ale zmniejszyła ich ważność.Znaczenie lub „dusza faktów” (wyrażenie Henri Poincaré) pozostawało niejasne aż do Mendla.
Zupełnie inne konsekwencje wypłynęły z siedmioletniej pracy Mendla, która słusznie stanowi fundament genetyki.

Najpierw stworzył naukowe zasady opisywania i badania mieszańców i ich potomstwa (jakie formy przybierać w krzyżówkach, jak analizować w pierwszym i drugim pokoleniu). Mendel opracował i zastosował algebraiczny system symboli i notacji cech, co było ważną innowacją koncepcyjną.

Po drugie, Gregor Mendel sformułował dwie podstawowe zasady, czyli prawa dziedziczenia cech w ciągu pokoleń, które pozwalają przewidywać.

Wreszcie Mendel pośrednio wyraził ideę dyskretności i binarnej natury skłonności dziedzicznych: każda cecha jest kontrolowana przez parę skłonności matczynych i ojcowskich (lub geny, jak później stały się znane), które są przekazywane hybrydom przez zarodek rodzicielski komórki i nigdzie nie znikają. Inklinacje cech nie wpływają na siebie nawzajem, lecz rozchodzą się podczas formowania komórek rozrodczych, a następnie swobodnie łączą się w potomstwo (prawa rozszczepiania i łączenia cech). Parowanie skłonności, parowanie chromosomów, podwójna helisa DNA - to logiczna konsekwencja i główna droga rozwoju genetyki XX wieku w oparciu o idee Mendla.

Jedyna zachowana strona obliczeń Mendla.
Do jakich eksperymentów, na jakich roślinach się odnosi - nie zostało jeszcze ustalone.

Należy zauważyć, że G. Mendel miał dużo szczęścia. Zbadał 7 par znaków grochu z 7 parami chromosomów. Natychmiast zaatakował takie cechy, których czynniki dziedziczne znajdowały się w różnych parach homologicznych chromosomów, a jednocześnie ominął takie zjawisko jak sprzężenie genów.

Ale co zawsze mijają badacze, którzy poświęcili swoją pracę G. Mendelowi? To jest forma pisania genetycznego. Symbole literowe do opisu hybryd zaproponował I.G. Kelreitera w 1766 roku. Jednak G. Mendel nadał mu inne brzmienie. Co miał na myśli, pisząc genotyp, na przykład AA lub Aa? Jeden czynnik dziedziczny pochodził od ojca, a drugi od matki. Wszystko wydaje się jasne. Na tej podstawie powstała zmatematyzowana forma zapisu biologicznego, która niestety nie była rozumiana ani przez biologów, ani przez matematyków. Gdyby napisał A2 lub 2A, byłoby to zrozumiałe dla matematyków, ale z biologicznego punktu widzenia jest to całkowicie błędne. W jakich warunkach można postawić obok siebie dwa czynniki pochodzące od ojca i matki, na przykład Aa? Można to zrobić tylko wtedy, gdy są równe, równe, równe, w końcu.

Tak więc ten „ojciec święty” nie tylko sugerował istnienie i odkrył materialne czynniki dziedziczenia, ale także na gruncie naukowym utożsamiał płeć żeńską z męską. Gdyby to zrozumieli, duchowni religii nie wybaczyliby mu takiej wolnomyślności.

... Dokładna analiza pracy Mendla skłania teraz niektórych genetyków do założenia, że teoria w kategoriach ogólnych ukształtowała się w nim w pierwszych latach niezależnych badań i założył ośmioletnie eksperymenty, aby ją dokładnie przetestować, wyjaśnić szczegóły, uzasadnić i Potwierdź to.

A więc czas, miejsce, środowisko, szkolenie... Bez zbiegów okoliczności. A geniusz, talent, ciężka praca – cóż, nic im już nie zostało? Lewo! Trzeba było wyrwać się z niewoli utartych wyobrażeń o świecie, o metodach badań. Spojrzeć na wszystko świeżym okiem i zdając sobie sprawę, że nie ma barier między naukami, uwierzyć w algebrę harmonię natury ... I nałożyć na to życie. Przez sześćdziesiąt lat był uczniem i księdzem, i nauczyciel i badacz, a nawet polityk i szlachcic - kościelny i świecki. Nie można mu odmówić energii myśli, w twórczym oświeceniu, którą wierzący katolicy do dziś uważają za łaskę zesłaną przez Boga...] Nie wiemy wszystkiego o jego dziełach i trudach. W 1928 r. siostrzeniec Mendla, Allois, opowie światu, jak prawie przez czysty przypadek spalił Mendlowskie archiwum… To, co dziś mamy w rękach, to tylko okruchy bogactw, które mogły do nas dotrzeć przez lata. Mendel opublikował w swoim życiu trzynaście artykułów: cztery o biologii, dziewięć o meteorologii.

Światowa sława ... 35 lat po otwarciu

Wokół paradoksalnego losu odkrycia i ponownego odkrycia praw Mendla powstał piękny mit, że jego twórczość pozostała zupełnie nieznana i dopiero przypadkowo i niezależnie, 35 lat później, natknęły się na nią trzy ponowne odkrycia. To jest trochę inne. Dzieła Towarzystwa, w których opublikowano artykuł Mendla, wpłynęło do 120 bibliotek naukowych, a Mendel przesłał dodatkowe 40 odbitek. Ponadto Mendel rozesłał przedruki swoich badań do głównych botaników tamtych czasów, których uważał za zdolnych do zrozumienia jego pracy.

Pierwszym, który wspomniał o twórczości Mendla, był „Ordinary Botanicus” Hoffmann z Hesji. Druga wzmianka została znaleziona w pracy magisterskiej młodego petersburskiego botanika I.F. Schmalhausen - ojciec wybitnego naukowca-darwinisty Iwana Iwanowicza Schmalhausena. „Zdarzyło mi się zapoznać z pracą Mendla „Eksperymenty na mieszańcach roślinnych” dopiero po przesłaniu mojej pracy do drukarni… Jednak metoda autora i sposób wyrażania jego wyników we wzorach zasługuje na pełną uwagę i należy ją dalej rozwijać ”. Schmalhausen opublikował swoją opinię na temat tej pracy jedynie w przypisie na jednej ze stron swojej dysertacji poświęconej historii hybrydyzacji. Być może była to jedyna poważna odpowiedź na pracę Mendla za jego życia. Ale Mendel nie dowiedział się o nim, ponieważ rozprawa Schmalhausena została opublikowana w całości tylko w języku rosyjskim - w "Proceedings of the Petersburg Society of Naturalists".

W 1875 roku praca rosyjskiego naukowca została opublikowana w języku niemieckim w „Botanische Zeitung”, czasopiśmie czytanym przez wszystkich głównych biologów. Ale w swojej publikacji redaktorka wykluczyła z tekstu historyczny przegląd problemów hybrydyzacji. Mówiliśmy już o Karl Negeli
Co więcej, jak się okazało podczas analizy zeszytów ćwiczeń K. Corrensa, już w 1896 roku przeczytał artykuł Mendla, a nawet zrobił z niego abstrakt, ale w tym czasie nie zrozumiał jego głębokiego znaczenia i zapomniał o nim !!!

Botanicy przypomnieli sobie nazwisko Mendla dopiero w 1881 r. z opublikowanej monografii W. Focke Pflanzenmischlingen, którą sam autor nazwał kompilacją wszystkich prac dotyczących hybrydyzacji roślin. Foke wpisał nazwisko Mendla do bibliografii i wielokrotnie wspominał o nim w tekście w związku z pracami nad krzyżowaniem grochu i jastrzębi.

To właśnie z książki Focka najwybitniejszy holenderski naukowiec XX wieku dowiedział się o Mendle. Hugo de Vries i niemiecki botanik Karl Correns. Obaj zajmowali się fizjologią roślin. Wyniki obserwacji w licznych eksperymentach hybrydyzacyjnych pozwoliły każdemu z nich niezależnie od siebie na sformułowanie wniosków, które miały charakter ogólnego wzorca zachowania mieszańców. I obaj uważali je za innowacyjne.

Ale po przestudiowaniu dzieł Mendla obaj uznali jego priorytet w odkryciu pierwszych praw nowej nauki - genetyki. Mendel pozbawił jednak sławy nie tylko Hugo de Vriesa i Karla Corrensa, ale także austriackiego botanika Ericha Cermaka i Anglika Batsona, który odkrył zasady dziedziczenia w eksperymentach z krzyżowaniem zwierząt. Cztery osoby jednocześnie uświadomiły sobie najważniejszy mechanizm istnienia żywej przyrody. Nauka dojrzała do takiego odkrycia. Ale to już zostało zrobione wcześniej. Ojciec genetyki zyskał zasłużoną sławę - 16 lat po śmierci. Odkrycia opata, mnicha klasztoru augustianów, wywróciły świat nauki do góry nogami!

Posłowie

Jednak sam G. Mendel rozumiał wagę swoich odkryć. Trzy miesiące przed śmiercią, piętnaście lat przed tym, jak Austriak Erich Cermak, Niemiec Karl Correns i Holender Hugo de Vries na nowo odkryli podstawowe prawa dziedziczności, G. Mendel podsumował swoją pracę: „Gdybym musiał znosić gorzkie godziny, to ja Muszę z wdzięcznością przyznać, że dostałem o wiele więcej dobrych godzin. Moje prace naukowe dały mi dużo satysfakcji i jestem przekonany, że nie minie wiele czasu - a cały świat doceni efekty tych prac”.

Na podstawie materiałów z poniższych artykułów :

http://xarhive.narod.ru/Online/hist/mendel.html
http://taina.aib.ru/biography/gregor-mendel.htm
http://velikie.net/?p=15
http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200700411

XX wiek dla biologii rozpoczął się od sensacyjnego odkrycia. W tym samym czasie trzech botaników - Holender Hugo de Vries, Niemiec K. Correns i Austriak K. Cermak - poinformowało, że 35 lat temu nieznany czeski naukowiec Gregor Johann Mendel (1822-1884) odkrył podstawowe prawa dziedziczenia indywidualnych cech. Rok 1900, rok ponownego odkrycia praw Mendla, jest obecnie uważany za rok narodzin nauki o dziedziczności - genetyki.

Na zewnątrz życie Mendla było ciche i niepozorne. Urodził się w rodzinie chłopskiego ogrodnika. Chłopiec pasjonował się wiedzą. Rodzice nie mieli środków na edukację syna. Kosztem wielkiego wysiłku i trudu Johann ukończył gimnazjum, ale uniwersytet był dla niego niedostępny.

Jako dwudziestoletni chłopiec Mendel przekroczył próg klasztoru augustianów w spokojnym czeskim mieście Brunne (obecnie Brno w Czechosłowacji). Można uznać, że jego los był przesądzony: wraz ze stopniem nowicjusza otrzymał nowe imię - Gregor i zaczął studiować Pismo Święte. Cztery lata później Mendel został księdzem. Ale zamiast czytać kazania, przyjmować komunię i spowiadać, opuścił święty klasztor. Nauki przyrodnicze, nauki ścisłe pociągały go jak dawniej. Na koszt klasztoru Mendel podróżuje do Wiednia i próbuje wstąpić na uniwersytet, aby dokładnie studiować fizykę i matematykę. Po porażce wraca do Brunn.

Tutaj ksiądz Mendel zaczyna uczyć fizyki, matematyki i innych nauk przyrodniczych w prawdziwej szkole i rzeźbi mały kawałek ziemi w przyklasztornym ogrodzie, aby rozpocząć eksperymenty, które miały na wieki gloryfikować jego imię.

W 1865 opublikował wyniki swojej pracy, kładąc naukowe podstawy genetyki. Głównym celem, do którego dążył Mendel, było poznanie praw, które determinują rozwój potomstwa ze skrzyżowania rodziców różniących się cechami dziedzicznymi. Wszystkie cechy charakteryzujące zarówno organizmy ojcowskie, jak i matczyne były osadzone w ich komórkach zarodkowych, a organizm powstały z połączenia komórek zarodkowych (jajeczka matki i plemniki ojcowskie) musiał nosić cechy zarówno ojca, jak i matki.

Ale w jaki sposób, zgodnie z jakimi prawami, te znaki łączą się u potomków, poprzednicy Mendla nie zdołali się dowiedzieć. Błąd tych naukowców polegał na tym, że próbowali w jednym krzyżowaniu śledzić losy wielu cech, a jednocześnie wciąż źle dobierali pary do krzyżowania i wszystko było beznadziejnie pogmatwane. Trzeba było uprościć zadanie, nie próbować rozwiązywać wszystkich problemów na raz, ale to okazało się najtrudniejsze.

Mendelowi pomogło jego zamiłowanie do nauk ścisłych. Pierwszą rzeczą, jaką zauważył, była liczba znaków, na które trzeba uważać. Ważne było, aby dobrać pary do krzyżowania w taki sposób, aby krzyżowane organizmy niczym się nie różniły, poza jedną cechą. Po rozwiązaniu równania pierwszego stopnia możesz przejść do bardziej złożonych problemów. Choć myśl Mendla była prosta, był to duży krok naprzód.

Ale jakie organizmy zabrać do przejścia? Mendel postanowił podążać ścieżką maksymalnego uproszczenia zadania. Skupił swoją uwagę na roślinach i na tych, które są zapylane przez własny pyłek. Na roślinach zapylanych krzyżowo wiatr może przypadkowo przenieść pyłek z innej rośliny, a wtedy cały eksperyment pójdzie na marne. Wybrał groch z samozapylaczy.

Mendel przesortował 34 odmiany grochu i pozostawił do eksperymentów tylko 7 par odmian. Odmiany każdej pary różniły się tylko jedną cechą. W jednej odmianie nasiona były gładkie, w drugiej pomarszczone; łodyga jednej odmiany była wysoka, do 2 m, u drugiej ledwie dochodziła do 60 cm; kolor korony kwiatu grochu jednej odmiany był purpurowy, u drugiej biały.

Mendel przez trzy lata starannie posiewał wybrane rośliny i dbał o to, aby były to odmiany czyste, wolne od zanieczyszczeń. Mendel następnie przystąpił do krzyżowania. W roślinie z purpurową koroną kwiatową usunął pręciki pylników i przeniósł pyłek z rośliny o białych kwiatach na znamię słupka. Termin minął, roślina zaowocowała, a jesienią naukowiec trzymał w rękach nasiona hybrydy. Kiedy wiosną Mendel zasiał nasiona hybrydy w glebie i czekał na zakwitnięcie pąków, odkrył, że wszystkie kwiaty hybrydy miały ten sam fioletowy kolor, co jeden z rodziców (roślina mateczna).

Co się stało? Może pyłek rośliny o białych kwiatach okazał się nieskuteczny? Ale w tym przypadku nie uformowałby się żaden owoc, ponieważ własny pyłek matki został usunięty z pręcików. Może eksperyment został zakłócony przez obcy pyłek przywieziony przypadkowo z rośliny o czerwonych kwiatach? Ale groch jest ścisłym samozapylaczem, a możliwość wprowadzenia obcego pyłku jest wykluczona. Ale najważniejsze jest to, że w innych krzyżówkach (odmianach różniących się innymi cechami) Mendel uzyskał zasadniczo ten sam wynik. We wszystkich przypadkach potomstwo z pierwszego krzyżówki wykazywało cechy tylko jednego z rodziców. Jeden ze znaków okazał się tak silny, że całkowicie stłumił manifestację drugiego znaku. Mendel nazwał to dominującym. Nieoczywistą, słabą cechę nazwano „recesywną”. Mendel odkrył więc pierwszą regułę lub prawo dziedziczności: u mieszańców pierwszego pokolenia nie dochodzi do wzajemnego rozpadu cech, ale obserwuje się dominację, dominację jednej (silnej) cechy nad inną (słabą).

Tego samego lata Mendel spędził drugą część eksperymentu. Tym razem skrzyżował fioletowo-czerwone rodzeństwo z pierwszej krzyżówki. Ziarna uzyskane z nowego skrzyżowania zasiał następnej wiosny. A teraz sadzonki stały się zielone na łóżkach. Jakie będą kwiaty? Wydawało się, że wynik eksperymentu można dokładnie odgadnąć. Jakie potomstwo może pochodzić ze skrzyżowania czarnego psa z czarnym psem? Oczywiście czarny pies. A od skrzyżowania grochu czerwonokwiatowego z grochem czerwonokwiatowym? Oczywiście tylko groszek z czerwonymi kwiatami. Ale kiedy pąki zakwitły, Mendel odkrył, że jedna czwarta roślin ma białą koronę. Znak koloru białego, który wydawał się zniknąć po pierwszym skrzyżowaniu, pojawił się ponownie u „wnuków”. Nastąpiło to, co Mendel trafnie nazwał dzieleniem funkcji.

Okazuje się, że gdy połączono podstawy roślin białokwiatowych i czerwonokwiatowych, czynniki dziedziczne białych kwiatów nie rozpuściły się, nie zniknęły, a jedynie chwilowo zostały stłumione przez silne dominujące czynniki czerwieni płatków. Pojawienie się takich hybryd było mylące. Charakter mieszańcowy ujawnił się dopiero po drugim krzyżowaniu. Kiedy stłumiony czynnik białego kwitnienia jednej rośliny hybrydowej spotkał się z tym samym stłumionym czynnikiem drugiej rośliny hybrydowej, ich potomstwo rozwinęło białe kwiaty. W 1900 r. Hugo de Vries nazwał prawidłowość pojawiania się u potomków drugiego pokolenia cech stłumionych w hybrydach pierwszego pokolenia jako drugie prawo Mendla lub prawo rozszczepienia.

Kiedy Mendel przeanalizował, ile hybryd drugiej generacji miało cechy dominujące i recesywne, we wszystkich przypadkach znalazł ten sam wzór liczbowy. Po skrzyżowaniu grochu z nasionami gładkimi i pomarszczonymi Mendel uzyskał 253 nasiona. Wszystkie były gładkie. Po skrzyżowaniu mieszańców o gładkich nasionach, rozszczepienie nastąpiło w następnym pokoleniu. Powstało 7324 nasiona: 5474 gładkie i 1850 pomarszczone. Stosunek gładkich (dominujących) do pomarszczonych (recesywnych) wynosił 2,96:1. W innym doświadczeniu, w którym zaobserwowano dziedziczenie barwy nasion, z 8023 nasion uzyskanych po drugim krzyżowaniu 6022 było żółtych, a 2001 zielonych. Stosunek żółci do zieleni wynosił 3,01:1. Podobne obliczenia Mendel wykonał dla wszystkich siedmiu par odmian. Rezultat był wszędzie taki sam. Rozszczepienie cech dominujących i recesywnych wyniosło średnio 3:1. Mendel rozumiał, że odkryty przez niego wzór nie może być prawdziwy dla pojedynczej rośliny, objawia się on jedynie w przypadku skrzyżowania dużej liczby organizmów.

Naukowiec nie ograniczał się do krzyżowania monohybrydowego, to znaczy, gdy organizmy różniły się tylko jedną cechą. Na podstawie odkrytych wzorców najpierw obliczył, a następnie udowodnił eksperymentalnie, jak w każdym przypadku zachodzi rozszczepienie znaków. Mendel przetestował swoje wnioski w eksperymentach z roślinami, które różniły się dwiema, a następnie trzema cechami. To wystarczyło, aby upewnić się, że jego formuły są poprawne nawet w bardziej skomplikowanych przypadkach.

Tak więc Mendel najpierw zbadał dziedziczną odporność odmian grochu, następnie odkrył zasadę dominacji, później rozszczepiania, następnie przeanalizował ilościowe wzorce rozszczepienia dla organizmów różniących się jedną, dwiema i trzema cechami, a na końcu podał wzory dla dowolnych krzyżówek. Komplikując i komplikując swoją pracę, wspiął się krok po kroku na szczyt swojej teorii - przewidywania zasad budowy materiału genetycznego.

I właśnie dzięki tej prognozie wyprzedził współczesną naukę o prawie pół wieku. W czasach Mendla nic nie było wiadomo o materialnych nosicielach dziedziczności - genach, a on opisał ich właściwości w taki sam sposób, w jaki astronomowie przewidywali istnienie planet jeszcze przez nikogo nie odkrytych. Mendel rozumował w ten sposób: skoro istnieje dominacja i recesywność, która objawia się podczas krzyżowania, oznacza to, że komórki zarodkowe niosą czynniki dziedziczne, z których jeden determinuje właściwość dominacji, drugi - recesywność. Przewidział więc istnienie czynników, nazwanych później genami, z których każdy odpowiada za właściwość określonej cechy.

Ponieważ te czynniki płciowe są połączone w komórkach organizmu hybrydowego, to wszystkie jego komórki niosą dwa czynniki tej samej cechy. W zależności od charakteru tych czynników, organizm będzie zawierał te same czynniki (takie organizmy zaczęto nazywać homozygotycznymi) lub różne czynniki (organizm heterozygotyczny pod względem tej cechy). To wyjaśnia, dlaczego po skrzyżowaniu organizmów, które zewnętrznie są absolutnie do siebie podobne, w potomstwie nagle pojawiają się osobniki, zewnętrznie niepodobne do swoich bezpośrednich rodziców, ale przypominające „dziadka” lub „babkę”.

Wreszcie Mendel przyjmuje założenie, które słusznie uważane jest za jedno z jego najważniejszych praw. Dochodzi do wniosku, że komórki płciowe (gamety) niosą tylko jedną skłonność do każdej z cech i są wolne (czyste) od innych skłonności o tej samej cesze. To prawo nazywa się „prawem czystości gamet”.

Po ośmiu latach pracy Mendel przedstawił swoje wyniki. Jego praca została opublikowana w czasopiśmie Brune Society of Naturalists. Ta prowincjonalna publikacja była mało znana wśród naukowców, ukazała się w niewielkim nakładzie i nie dziwi fakt, że artykuł Mendla nie odniósł żadnego efektu w świecie naukowym.

Po 1868 Mendel całkowicie porzucił swoje eksperymenty. W tym samym czasie zaczął tracić wzrok. Dotknięty nieludzkim napięciem, z jakim przez ponad 10 lat badał i sortował dziesiątki tysięcy roślin, kwiatów, łodyg, liści, nasion. W 1884 roku, bez uznania, zmarł wielki czeski naukowiec Gregor Johann Mendel.

A 16 lat później cały świat naukowy dowiedział się o odkryciach Mendla. Setki naukowców na całym świecie rozpoczęło kontynuowanie jego badań; później prawa Mendla zostały wyjaśnione przez zachowanie chromosomów. Już dziś badano geny na poziomie molekularnym, a materialnych nośników dziedziczności, których istnienie przewidział Mendel, zaczęto badać metodami biologii, fizyki, chemii i matematyki.

MENDEL (Mendla) Gregor Johann (1822-84), austriacki przyrodnik, mnich, twórca doktryny dziedziczności (mendelizmu). Stosując metody statystyczne do analizy wyników krzyżowania odmian grochu (1856-63), sformułował prawa dziedziczności.

MENDEL (Mendla) Gregor Johann (22 lipca 1822, Heinzendorf, Austro-Węgry, obecnie Hincice - 6 stycznia 1884, Brunn, obecnie Brno, Czechy), botanik i przywódca religijny, twórca doktryny dziedziczności.

Trudne lata studiów

Nauczyciel mnich

Jako mnich Mendel lubił uczyć fizyki i matematyki w szkole w pobliskim Znaim, ale nie zdał państwowego egzaminu na nauczyciela. Widząc jego zamiłowanie do wiedzy i wysokie zdolności intelektualne, opat klasztoru skierował go na kontynuację studiów na Uniwersytecie Wiedeńskim, gdzie Mendel studiował cztery semestry jako wolontariusz w latach 1851-53, uczęszczając na seminaria i kursy matematyczno-przyrodnicze. nauki, w szczególności kurs słynnego fizyka K. Dopplera. Dobre przygotowanie fizyczne i matematyczne pomogło Mendelowi później sformułować prawa dziedziczenia. Wracając do Brunn, Mendel kontynuował nauczanie (uczył fizyki i historii naturalnej w prawdziwej szkole), ale druga próba zdania certyfikatu nauczycielskiego znów się nie powiodła.

Eksperymenty na hybrydach grochu

Od 1856 r. Mendel zaczął przeprowadzać w przyklasztornym ogrodzie (7 m szerokości i 35 m długości) przemyślane, szeroko zakrojone eksperymenty krzyżowania roślin (przede wszystkim wśród starannie wyselekcjonowanych odmian grochu) i wyjaśniania wzorców dziedziczenia cech w potomstwo mieszańców. W 1863 zakończył swoje eksperymenty iw 1865 przedstawił wyniki swojej pracy na dwóch spotkaniach Towarzystwa Przyrodników Brunn. W 1866 r. W pracach Towarzystwa ukazał się jego artykuł „Eksperymenty na hybrydach roślinnych”, który położył podwaliny genetyki jako niezależnej nauki. To rzadki przypadek w historii wiedzy, kiedy jeden artykuł oznacza narodziny nowej dyscypliny naukowej. Dlaczego jest to powszechnie akceptowane?

Prace nad hybrydyzacją roślin i badaniem dziedziczenia cech u potomstwa mieszańców prowadzone były dziesiątki lat przed Mendlem w różnych krajach zarówno przez hodowców, jak i botaników. Fakty dominacji, rozłamów i kombinacji charakterów zostały zauważone i opisane, zwłaszcza w eksperymentach francuskiego botanika S. Nodena. Nawet Darwin, krzyżując odmiany lwiej paszczy, różniące się budową kwiatów, otrzymał w drugim pokoleniu stosunek form zbliżony do słynnego mendlowskiego rozszczepienia 3:1, ale widział w tym tylko „kapryśną grę sił dziedziczności”. Różnorodność gatunków i form roślin uwzględnionych w eksperymentach zwiększyła liczbę stwierdzeń, ale zmniejszyła ich ważność. Znaczenie lub „dusza faktów” (wyrażenie Henri Poincaré) pozostawało niejasne aż do Mendla.

Zupełnie inne konsekwencje wypłynęły z siedmioletniej pracy Mendla, która słusznie stanowi fundament genetyki. Najpierw stworzył naukowe zasady opisywania i badania mieszańców i ich potomstwa (jakie formy przybierać w krzyżówkach, jak analizować w pierwszym i drugim pokoleniu). Mendel opracował i zastosował algebraiczny system symboli i notacji cech, co było ważną innowacją koncepcyjną. Po drugie, Mendel sformułował dwie podstawowe zasady, czyli prawo dziedziczenia cech w ciągu pokoleń, które pozwalają przewidywać. Wreszcie Mendel pośrednio wyraził ideę dyskretności i binarnej natury skłonności dziedzicznych: każda cecha jest kontrolowana przez parę skłonności matczynych i ojcowskich (lub geny, jak później stały się znane), które są przekazywane hybrydom przez rodzicielskie komórki rozrodcze i nigdzie nie znikają. Inklinacje cech nie wpływają na siebie nawzajem, lecz rozchodzą się podczas formowania komórek rozrodczych, a następnie swobodnie łączą się w potomstwo (prawa rozszczepiania i łączenia cech). Parowanie skłonności, parowanie chromosomów, podwójna helisa DNA - to logiczna konsekwencja i główna droga rozwoju genetyki XX wieku w oparciu o idee Mendla.

Wielkie odkrycia często nie są od razu rozpoznawane

Choć prace Towarzystwa, w którym opublikowano artykuł Mendla, trafiły do 120 bibliotek naukowych, a Mendel przesłał dodatkowe 40 odbitek, jego praca spotkała się tylko z jedną pozytywną odpowiedzią - od K. Negelego, profesora botaniki z Monachium. Sam Negeli był zaangażowany w hybrydyzację, wprowadził termin „modyfikacja” i przedstawił spekulatywną teorię dziedziczenia. Wątpił jednak, aby prawa ujawnione na grochu były uniwersalne i zalecił powtórzenie eksperymentów na innych gatunkach. Mendel z szacunkiem się z tym zgodził. Ale jego próba powtórzenia tego na jastrzębiu, z którym pracował Negeli, wyniki uzyskane na grochu zakończyły się niepowodzeniem. Dopiero kilkadziesiąt lat później stało się jasne, dlaczego. Nasiona jastrzębia powstają partenogenetycznie, bez udziału rozmnażania płciowego. Były inne wyjątki od zasad Mendla, które zostały zinterpretowane znacznie później. Częściowo to jest przyczyną chłodnego odbioru jego twórczości. Począwszy od 1900 roku, po niemal równoczesnym opublikowaniu artykułów trzech botaników - H. De Vriesa, K. Corrensa i E. Cermak-Seysenegga, którzy niezależnie potwierdzili dane Mendla własnymi eksperymentami, nastąpiła natychmiastowa eksplozja uznania jego Praca. Rok 1900 jest uważany za rok narodzin genetyki.

Wokół paradoksalnego losu odkrycia i ponownego odkrycia praw Mendla powstał piękny mit, że jego twórczość pozostała zupełnie nieznana i dopiero przypadkowo i niezależnie, 35 lat później, natknęły się na nią trzy ponowne odkrycia. W rzeczywistości praca Mendla była cytowana około 15 razy w podsumowaniu hybryd roślinnych z 1881 r., botanicy o tym wiedzieli. Co więcej, jak się ostatnio okazało, analizując zeszyty ćwiczeń K. Corrensa, już w 1896 r. przeczytał artykuł Mendla, a nawet dokonał z niego abstraktu, ale w tym czasie nie rozumiał jego głębokiego sensu i zapomniał.

Styl prowadzenia eksperymentów i prezentowania wyników w klasycznym artykule Mendla sprawia, że jest wysoce prawdopodobne, że angielski matematyk matematyczny i genetyk R.E. jego pomysł ujrzał światło dzienne w najlepszy sposób. Piękno i surowość stosunków liczbowych form podczas rozszczepiania (3:1 lub 9:3:3:1), harmonia, w którą można było wpasować chaos faktów w dziedzinie dziedzicznej zmienności, umiejętność dokonywania przepowiednie - wszystko to wewnętrznie przekonało Mendla o ogólnej naturze praw grochu. Pozostało tylko przekonać społeczność naukową. Ale zadanie jest równie trudne, jak samo odkrycie. W końcu znajomość faktów nie oznacza ich zrozumienia. Wielkie odkrycie zawsze wiąże się z osobistą wiedzą, poczuciem piękna i integralności, opartej na elementach intuicyjnych i emocjonalnych. Trudno przekazać ten nieracjonalny rodzaj wiedzy innym ludziom, ponieważ z ich strony potrzebny jest wysiłek i ta sama intuicja.

Los odkrycia Mendla - 35-letnie opóźnienie między samym faktem odkrycia a jego uznaniem w środowisku - nie jest paradoksem, ale normą w nauce. Tak więc 100 lat po Mendle, już w rozkwicie genetyki, podobny los nierozpoznania w ciągu 25 lat spotkał odkrycie ruchomych elementów genetycznych przez biologię. I to pomimo faktu, że w przeciwieństwie do Mendla była w momencie swojego odkrycia bardzo szanowanym naukowcem i członkiem amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk.

W 1868 roku Mendel został wybrany opatem klasztoru i praktycznie wycofał się ze studiów naukowych. Jego archiwa zawierają notatki dotyczące meteorologii, pszczelarstwa i językoznawstwa. Na miejscu klasztoru w Brnie utworzono teraz Muzeum Mendla; ukazuje się specjalny magazyn „Folia Mendeliana”.

Zaszczyt odkrycia wzorce ilościowe, towarzyszący powstawaniu mieszańców, należy do czeskiego mnicha, botanika amatora Johann Gregor Mendel(1822-1884). W jego pracach realizowanych w latach 1856-1863. zostały ujawnione podstawy praw dziedziczności. V 1865 g. przesyła do Towarzystwa Przyrodników artykuł pt „Eksperymenty na hybrydach roślinnych”.

G. Mendel po raz pierwszy jasno wyartykułował koncepcję dyskretne dziedziczenie("Gene" - 1903, Johansen). Podstawowym prawem Mendla jest prawo czystości gamet.

1902 - W. Batson formułuje stanowisko, że te same skłonności są homozygotyczne, a różne heterozygotyczne.

Ale! Badania eksperymentalne i teoretyczna analiza wyników krzyży, przeprowadzone przez Mendla, wyprzedziły rozwój nauki o ponad ćwierć wieku.

W tym czasie prawie nic nie było wiadomo na temat materialnych nosicieli dziedziczności, mechanizmów przechowywania i przekazywania informacji genetycznej oraz wewnętrznej treści procesu zapłodnienia. Nawet spekulatywne hipotezy dotyczące natury dziedziczności (Charles Darwin i inni) zostały sformułowane później.

Tłumaczy to fakt, że dzieło G. Mendla nie zyskało uznania w pewnym momencie i pozostawało nieznane aż do… ponowne odkrycie praw Mendla.

W 1900 - trzech botaników niezależnie od siebie -

K. Correns (Niemcy) (kukurydza)

G. de Vries (Holandia) (mak, dope)

E. Cermak (Austria) (groch)

W swoich eksperymentach odkryli wzorce wcześniej odkryte przez Mendla i wpadając na jego pracę, opublikował go ponownie w 1901 roku.

Ustalono (1902), że było chromosomy niosą informacje dziedziczne(W. Setton, T. Boveri). To zapoczątkowało nowy kierunek w genetyce - chromosomową teorię dziedziczności. W 1906 W. Batson wprowadził pojęcia „genetyki”, „genotypu”, „fenotypu”.

Uzasadnienie chromosomalnej teorii dziedziczności

W 1901 Thomas Ghent (Polowanie) Morgan(1866-1945) po raz pierwszy zaczął przeprowadzać eksperymenty na modele zwierzęce- przedmiotem jego badań była muszka owocowa - Drosophilamelanogaster. Cechy muszki:

Bezpretensjonalność (chów na pożywkach w temperaturze 21-25C)

Płodność (na 1 rok - 30 pokoleń; jedna samica - 1000 osobników; cykl rozwojowy - 12 dni: po 20 godzinach - jajo, 4 dni - larwa, 4 dni więcej - poczwarka);

Dymorfizm płciowy: samice są większe, brzuch spiczasty; samce są mniejsze, brzuch zaokrąglony, ostatni segment czarny)

Szeroka gama funkcji

Małe wymiary (ok. 3 mm.)

1910 Y. - T. Morgan - Chromosomalna teoria dziedziczności:

Dziedziczność ma charakter dyskretny. Gen to jednostka dziedziczności i życia.

Chromosomy zachowują swoją tożsamość strukturalną i genetyczną w całej ontogenezie.

W R! Chromosomy homologiczne są sprzężone parami, a następnie rozchodzą się, wpadając do różnych komórek zarodkowych.

W komórkach somatycznych powstających z zygoty zestaw chromosomów składa się z 2 grup homologicznych (żeńska, męska).

Każdy chromosom odgrywa określoną rolę. Geny są ułożone liniowo i tworzą jedną grupę sprzężoną.

1911 – prawo powiązanego dziedziczenia cech (genów)(geny zlokalizowane na jednym chromosomie są dziedziczone połączone).

Tak więc istnieją dwa ważne etapy rozwoju genetyki:

1 - Odkrycia Mendla na podstawie badań hybrydologicznych - ustalenie wzorców ilościowych w rozszczepianiu cech podczas krzyżowania.

2 - dowód, że chromosomy są nosicielami czynników dziedzicznych. Morgan sformułował i eksperymentalnie udowodnił położenie sprzężenia genów w chromosomach.

Kategorie

Wybór redaktorów

Biografia i odkrycie Mendla. Biografia Gregora Mendla: Założyciela Genetyki Co odkrył Mendel

Książka:

2.1. Początek genetyki. Gregor Mendel: wielkie odkrycia, ale niezauważone

Uzasadnienie chromosomalnej teorii dziedziczności

1910 Y. - T. Morgan - Chromosomalna teoria dziedziczności:

Szukaj

Subskrypcja

Popularne posty

Ostatnie notatki