孟德尔

(1822-1884)遗传学之父。

格雷戈尔·约翰·孟德尔(德语:Gregor Johann Mendel,1822年7月20日—1884年1月6日,又译孟达儿)是一位奥地利科学家,天主教圣职人员。孟德尔出生于奥地利帝国(今天的捷克共和国)的西里西亚,是现代遗传学的创始人。尽管几千年来农民就知道动植物的杂交可以促进某些理想的性状,但孟德尔在1856年至1863年之间进行的豌豆植物实验建立了许多遗传规则,现称为孟德尔定律。

孟德尔研究了豌豆的七大特征:植物高度,豆荚的形状及颜色,种子的形状及颜色,以及花的位置和颜色。以种子的颜色为例,孟德尔表示当一个真实遗传的黄豌豆种子和一个真实遗传的绿豌豆种子杂交时,它们的后代一定是产生黄色种子,但是在下一代中,豌豆种子以1绿色对3黄色的比率重新出现。为了解释这种现象,孟德尔针对这些特征创造了“隐性”和“显性”两个术语(在前面的例子中,在第一代中消失的绿色特征是隐性的特征,而黄色则是显性特征)。孟德尔在1866年出版了他的论文,说明某种看不见的因素(也就是基因 )可预测并确定生物体的性状。而民间传说,因为孟德尔的实验,孟德尔所在修道院的修女与修士们与孟德尔一起吃了数年的豌豆。

孟德尔的重大研究直到20世纪初(超过三十年)才被科学家们重新被人提起。埃里克·冯·切尔马克、许霍·德弗里斯,卡尔·科伦斯和William Jasper Spillman独立地验证了孟德尔的几个实验,从而迎来了遗传学的时代。

孟德尔也从事过植物嫁接和养蜂等方面的研究,此外,他还进行了长期的气象观测。他生前是维也纳动植物学会会员,并且是布吕恩自然科学研究协会和奥地利气象学会的创始人之一。

生平

孟德尔半身铜像

孟德尔纪念碑

1822年7月20日孟德尔生于奥地利的海因岑多夫(今捷克的亨奇采)一个德语家庭。他是Anton 和 Rosine (Schwirtlich) Mendel的儿子,有一个姐姐Veronika和一个妹妹Theresia。孟德尔在童年时期曾担任园丁,并研究养蜂。他于1840年毕业于特罗保的预科学校,进入帕拉茨基大学哲学学院学习理论哲学以及物理学。1843年因家贫而辍学,同年10月到圣托马斯修道院做修士。1847年被任命为神父。1849年受委派到茨纳伊姆中学任希腊文和数学代课教师。1851年-1853年在维也纳大学学习物理、化学、数学、动物学和植物学。1853年,他从维也纳大学毕业回修道院。1854年被委派到布吕恩技术学校任物理学和植物学的代理教师。并在那里工作了14年。1884年1月6日卒于布吕恩(今捷克的布尔诺)。

研究

遗传研究

约从1856年到1863年,他进行了8年的豌豆杂交实验。豌豆通常是自花授粉的,但是孟德尔人工地将一个高的同一个矮的品种进行杂交,获得了只产生高植株的种子。当这种种子自花或异花受粉时,它产生的高植株和矮植株是3:1。这样产生的矮植株总是繁育同样的后代,但是三个高植株中只有一个如此,其他两个仍是以三与一的比例生出高和矮的植株来。

孟德尔把他的实验结果解释为每一植株都具有两个决定高度性状的因子,每一亲体赋予一个因子。高的因子是显性,而矮的因子是隐性,因此杂交后第一代的植株全都是高的。当这一代自花或异花受粉后,这些因子在子代中排列可以是两个高因子在一起,或者两个矮因子在一起,或者一高一矮,一矮一高。前两种组合将会繁育出同样的后代,各自生出全是高的或全是矮的植物,而后面的两种组合则将以三与一之比生出高的或矮的植物来。

孟德尔的研究支持了遗传的颗粒说,他并且把研究结果送给提出颗粒说的耐格里。但是耐格里对孟德尔的发现不予重视,因为他认为这些发现是“依靠经验的而不是依靠理智的”。

孟德尔于1865年在布吕恩自然科学研究协会上报告了他的研究结果。1866年又在该会会刊上发表了题为《植物杂交试验》的论文。他在这篇论文中提出了遗传因子(现称基因)显性性状、隐性性状等重要概念,并阐明其遗传规律,后人称之为孟德尔定律(包括基因的分离定律及基因的自由组合定律)。

但是他的这些发现当时并未受到学术界的重视 。直到1900年,孟德尔定律才由3位植物学家荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的切尔马克通过各自的工作分别予以证实,成为近代遗传学的基础。从此孟德尔也被公认为科学遗传学的奠基人。

统计学的怀疑

孟德尔的实验结果太过于接近理论值,以至于统计学家罗纳德·费舍尔在重复实验时怀疑其涉嫌伪造数据,但由已知的情况看来,孟德尔又不太可能做出这种事。一种解释是他为了使自己的成果尽快获得公认,挑选了对自己有利的数据;第二种解释是,他犯了确认偏误。.还有第三种解释,就是孟德尔可能觉得有必要“简化他的数据,以迎合真实存在的,或者他所担心的,在编辑方面的反对意见”。 不过,现在的说法是,孟德尔并没有伪造数据,也没有犯确认偏误,当然,费舍尔也无意推翻孟德尔的理论。

豌豆杂交实验的结果

性状第二子代显性数目第二子代隐性数目显性
种子的形状圆粒5474皱粒18502.96:1
茎的高度高茎787矮茎2772.84:1
子叶的颜色黄色6022绿色20013.01:1
种皮的颜色灰色705白色2243.15:1
豆荚的形状饱满882不饱满2992.95:1
豆荚的颜色未成熟428黄色1522.82:1
花的位置腋生651顶生2073.14:1

第二遗传定律未突变之研究

豌豆种子的两种特征分别是:圆形(R)对皱型(r)为显性,黄色(Y)对绿色(y)为显性。 基因型分别是RrYy(提供花粉)和rryy(做为雌株)。 1.RrYy产生的配子所有基因型比例为1:1:1:1 2.授粉后所结的种子表现型为皱型黄色 3.胚乳细胞的基因型为RrrYyy、Rrryyy、rrrYyy、rrryyy 4.外观圆型黄色、圆型绿色、皱型黄色、皱型绿色等四种的种子比例为9:3:3:1

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