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日志

 
 

现代遗传学的奠基人 孟德尔  

2015-03-14 20:05:47|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        一提起遗传学,我们总会不约而同地想起一个人,他就是现代遗传学之父格雷戈尔·约翰·孟德尔(Gregor Johann Mendel)。孟德尔1822年7月22日出生在奥地利西里西亚海因策道夫村,现属捷克领土。那一年是中国清朝道光二年。大概在孟德尔出生后半年多一点,也就是1823年2月,晚清重臣李鸿章也出生了。将近十年之后太平天国那位赫赫有名的翼王石达开才出生。孟德尔比我们通常所说的中国近代史的开端鸦片战争(1840年)还早生了十八年。所以若按生活的年代论起,孟德尔最多算个近代人物。但是他的学术思想太超前了,以至于他的理论直到上个世纪末才通过科学实验在分子水平被彻底证实。所以是当之无愧的现代遗传学开创者。

 正所谓天降大任于斯人也,必先苦其心志。孟德尔的少年时代是在贫困中度过的。他的父母是佃农,薄田几亩艰难维持生计,几乎供不起他读书。似乎孟德尔就要延续他父亲的命运,继续做一名佃农终老一生。就在这时,幸运之神悄悄向这位天才少年伸出援助之手。神父施赖勃Johann A.E. Schreiber (1769-1850)在当地是一位德高望重的人,非常热爱园艺,曾经指导过村民们嫁接和培育果树新品种。孟德尔卓尔不群的智力和朴实的人品给他留下了深刻的印象。他非常赏识孟德尔,鼓励孟德尔的父母一定要上孟德尔读书受教育。在家里的支持下,孟德尔一边学习一边做家教艰难地读完了中学。中学毕业后,他还要为生计奔忙。起初,他想到有钱人家做一名家庭教师。但是作为一名佃农儿子,他没有什么高贵的朋友,更不认识什么有钱人,所以一直没找到这份工作。为此他大病一场。1840年,也就是中英鸦片战争爆发那一年,孟德尔考入了
奥尔米茨哲学院学习古典哲学。妹妹特洛西亚为了支持孟德尔用自己的嫁妆钱为他交学费。在大学期间孟德尔主要做的两件事就是勤奋学习和四处筹措生活费用。他对自然科学非常感兴趣,如饥似渴地博览群书,掌握了数学、物理学等自然科学知识,大大开阔了眼界,为日后开展遗传学研究奠定了坚实的基础。但贫穷还是让他不得不中断自己的学业。1843年10月,年仅21岁的孟德尔进入布隆奥古斯汀修道院,当了一名修道士。 这是个十分无奈的选择。因为天主教的修士或神父都要誓守独身,甘于清贫,用一生去服侍上帝。也就是说从此孟德尔将不能谈恋爱、更不能结婚生子。只能古卷青灯在修道院了此一生。但是进入修道院也有一个好处,就是他不再会为自己的衣食而发愁,可以专心研究他喜爱的自然科学。孟德尔曾坦言,他进入修道院并非为了信仰。孟德尔的聪明才智很快得到了教会的认可,1847年被任命为神父。1851年他在教会的资助下进入维也纳大学学习,系统的学习了数学、物理学、物理学、动物学和植物学。这段学习经历大大开阔了孟德尔的眼界,为其日后系统提出孟德尔孟德尔遗传学定律打下了坚实的基础。

1854年,孟德尔回到了家乡,继续在修道院任职。孟德尔的家乡素有“多瑙河之花”的美称。当地村民都喜欢嫁接和培育果树新品种等园艺事业。孟德尔的外祖父和父母都是出色的园丁。受长辈们的熏陶,孟德尔从小就非常喜欢园艺。当了修士以后生活相对清闲,也没有经济压力。恬静的乡间,轻松的心境。远离功名利禄的诱惑,孟德尔愉快地开展他的豌豆遗传学研究。其实,最初孟德尔只不过想获得品质更优良的豌豆新品种。最初,孟德尔收集了34个豌豆品种,并在其中挑选了22个用于实验。这些品种都具有某种非常易区分的稳定性状,例如茎的高矮、种皮的颜色、种子形状等等。豌豆是稳定自花受粉的植物,即同一朵花内的雄蕊产生的花粉落到雌蕊上完成受精过程。杂交就是引入他植株的花粉完成受精。为了保证杂交的准确性就必须在花粉尚未成熟散落之前去除雄蕊。然后从其他植株的花朵上收集新产生的花粉受精。从孟德尔发表的《植物杂交试验》的原文中可以看出这项技术在当时已经非常成熟,而且有非常系统的文献记载。当时的人们已经懂得通过植物杂交技术获得新品种,只是还不清楚原理是什么?因而可以说孟德尔遗传学定律的发现绝非是偶然的,是系统的知识和技术积累发生质变的结果。在近十年的研究中,孟德尔对每一代豌豆的性状、数目都进行了细致入微的观察、计数、分析。根据《植物杂交试验》记载,孟德尔分析了成熟种子的性状、种子胚乳(实际上是子叶)的颜色、种皮的颜色、成熟荚的性状、不成熟荚颜色、花的位置、茎的长短(株高)等七个性状的差异。为了容易辨别的实验结果,孟德尔选取性状相对差异较大的豌豆品种作为父母本进行杂交。以株高为例,总是选用轴长为6到7呎的高杆儿品种和2到3呎的矮杆儿品种进行杂交。这样后代到底像父亲还是像母亲就一目了然了。孟德尔发现每一对性状的杂交后代(第一代)要么完全和父亲的性状一致,要么完全和母亲的性状一致。从未出现介于父母之间的中间型或者既像父本又像母本的性状。孟德尔把杂种后代从父本或者母本继承下来的性状称之为“显性”(positive)性状。而把隐藏的那个性状称为“隐性”性状。

 

 

翔实地记录了每一次实验的数据并加以总结,终于有了意外的惊喜——发现了遗传学定律。1865年孟德尔在布吕恩(Brno)自然科学学会上宣读了他的论文,并在1866年正式发表了题为《植物杂交试验》(Experiments in Plant hybridization)的论文。在这篇论文中他首次提出了遗传传单位是遗传因子--现在我们称之为基因(gene)的概念,并提出了遗传学的两个基本定律---分离规律(Principle of  independent segregation)自由组合定律(Principle of independent assortment)。

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