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去世時(shí)還寂寂無聞,現(xiàn)今卻被譽(yù)為遺傳學(xué)之父,孟德爾發(fā)現(xiàn)了什么?

時(shí)間:2023-02-02 09:49:59    來源:科普中國網(wǎng)    

在當(dāng)今的生物學(xué)界,沒有人不知道格雷戈?duì)枴っ系聽栠@個(gè)名字,但很多人可能并不知道,這位遺傳學(xué)之父在去世時(shí)還寂寂無聞,甚至被人當(dāng)成是生物學(xué)界的門外漢,那么這位偉大的生物學(xué)家在自己的研究之路上到底發(fā)現(xiàn)了什么呢?

孟德爾出生于奧地利帝國的一個(gè)小村莊中,幼年的孟德爾家境貧寒,在被迫輟學(xué)之后,他來到了一家修道院擔(dān)任神父,由于任職期間表現(xiàn)出色,孟德爾受到了修道院院長的資助,得以再次進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)以及生物學(xué)。


(資料圖)

畢業(yè)之后的孟德爾再次回到修道院,開始利用修道院的一片菜地進(jìn)行他的生物學(xué)研究,而他研究的對(duì)象就是豌豆。

要研究植物的遺傳規(guī)律,雜交是一種非常好的途徑,而豌豆又是進(jìn)行雜交研究最為方便的對(duì)象之一。所謂雜交是相對(duì)于自交而言的,我們知道植物的花朵之中有雄蕊和雌蕊,當(dāng)雄蕊的花粉落入雌蕊之中后,便完成了授粉,這種情況就被稱之為自交。與之相對(duì),如果雄蕊的花粉通過風(fēng)或昆蟲等媒介落入另一朵花的雌蕊之中,也同樣可以完成授粉,而這種情況就被稱之為雜交。

自交與雜交的區(qū)別在于,自交的遺傳信息完全來源于自己,而雜交的過程則匯集了不同的遺傳信息。

由此我們也可以看出雜交水稻有多么困難,平日我們所見的一株水稻上大概有幾百粒稻谷,而每一粒稻谷都是由一朵單獨(dú)的小花授粉形成的,這就使得大面積人工授粉雜交變成了一件幾乎不可能的事情。相比水稻而言,雜交豌豆可就容易多了,因?yàn)橥愣沟幕ㄈ锉换ǘ浒脟?yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),不會(huì)受到污染,很方便就可以將雄蕊去除,并將另一朵花的花粉注入其中。

孟德爾選擇豌豆并不完全是因?yàn)槿斯るs交方便,還有一個(gè)很重要的原因就是豌豆的性狀明顯,便于觀察。

什么是性狀呢?比如高莖豌豆和矮莖豌豆、圓粒豌豆和皺粒豌豆等等。一開始,孟德爾用高莖豌豆與矮莖豌豆雜交,產(chǎn)生的后代全部都是高莖豌豆,接下來他又讓這些雜交出來的高莖豌豆自交,結(jié)果產(chǎn)生的后代有高莖豌豆,也有矮莖豌豆。這是為什么呢?孟德爾開始思考其中的原因,很快他就發(fā)現(xiàn)了三代的高莖豌豆和矮莖豌豆存在著一個(gè)固定的比例,3:1。

孟德爾對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了深入的思考,最終發(fā)現(xiàn)了其中的規(guī)律。

孟德爾認(rèn)為生物的遺傳因子是成對(duì)出現(xiàn)的,其中有顯性因子和隱性因子,比如高莖就是顯性,而矮莖就是隱性,當(dāng)顯性與顯性相遇,后代就會(huì)顯現(xiàn)出顯性特征,當(dāng)顯性與隱性相遇,后代還是會(huì)出現(xiàn)顯性特征,只有隱性因子與隱性因子組合在一起時(shí),后代才會(huì)出現(xiàn)隱性特征。一開始孟德爾用“顯顯”和“隱隱”雜交,產(chǎn)生的后代是“顯隱”,所以都是高莖,而“顯隱”自交會(huì)產(chǎn)生四種組合,即“顯顯”、“顯隱”、“隱顯”、“隱隱”,前三種都會(huì)表現(xiàn)出顯性,最后一種表現(xiàn)隱性,正好3:1。

孟德爾將自己的發(fā)現(xiàn)寫成論文,這就是后來的遺傳學(xué)第一定律。

然而不幸的是,孟德爾的論文幾乎沒有受到任何人的重視,生物學(xué)家們對(duì)他的發(fā)現(xiàn)幾乎不予理睬,以至于孟德爾自己都開始懷疑自己的理論存在缺陷,直到孟德爾去世,他仍被當(dāng)成是生物學(xué)的門外漢,直到20年以后,人們才開始逐漸意識(shí)到孟德爾研究的重要性。也許對(duì)于一位科學(xué)家來說,這已經(jīng)足夠了,但我想說的是,破除偏見往往比挖掘自然規(guī)律更加困難。

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