3.10 Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Г. Мендель — основоположник генетики. Какое растение изучал мендель
biologo.ru
Грегор иоганн мендель
Двадцатый век для биологии начался с сенсационного открытия. Одновременно три ботаника — голландец Гуго де Фриз, немец К. Корренс и австриец К. Чермак — сообщили, что еще 35 лет назад никому не известный чешский ученый Грегор Иоганн Мендель (1822—1884) открыл основные законы наследования отдельных признаков. 1900-й год, год вторичного открытия законов Менделя, принято теперь считать годом рождения науки о наследственности — генетики.
Внешне жизнь Менделя была тихой и малоприметной. Он родился в семье крестьянина-садовода. Мальчик страстно стремился к знаниям. У родителей не было средств на образование сына. Ценой больших усилий и лишений Иоганн окончил гимназию, но университет был для него недоступен.
Двадцатилетним юношей Мендель переступил порог августинского монастыря в тихом богемском городке Брюнне (теперь г. Брно в Чехословакии). Можно было считать, что судьба его определилась: вместе с саном послушника он получил новое имя — Грегор и начал изучать священное писание. Прошло четыре года, и Мендель стал священником. Но вместо того, чтобы читать проповеди, причащать и исповедовать, он покинул святую обитель. Естествознание, точные науки влекли его по-прежнему. На средства монастыря Мендель едет в Вену и пытается поступить в университет, чтобы основательно изучить физику и математику. Потерпев неудачу, он возвращается в Брюнн.
Здесь священник Мендель начинает преподавать в реальном училище физику, математику и другие естественные науки и выкраивает в монастырском саду крохотный участок земли, чтобы начать опыты, которым было суждено прославить его имя на века.
В 1865 г. он опубликовал результаты своих работ, заложив научные основы генетики. Основная цель, которую преследовал Мендель, — узнать законы, определяющие развитие потомков от скрещивания родителей, различавшихся своими наследственными признаками. Все признаки, которыми характеризовались и отцовский и материнский организмы, были заложены в их половых клетках, и организм, образовавшийся из слившихся половых клеток (материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида), должен был нести признаки и отца и матери.
Но как, по каким законам комбинируются эти признаки у потомков, предшественникам Менделя не удалось выяснить. Ошибка этих ученых заключалась в том, что они пытались в одном скрещивании проследить за судьбой многих признаков, да при этом еще плохо подбирали пары для скрещивания, и все безнадежно запутывалось. Нужно было упростить задачу, не пытаться разрешить все проблемы сразу, но это-то и оказалось самым трудным.
Менделю помогла его склонность к точным наукам. Первое, на что он обратил внимание,— это число признаков, за которыми нужно следить. Важно было так подобрать пары для скрещивания, чтобы скрещиваемые организмы не отличались друг от друга ничем, кроме одного признака. Решив уравнение первой степени, можно перейти и к более сложным задачам. Как ни проста эта мысль Менделя, она была большим шагом вперед.
Но какие организмы взять для скрещивания? Мендель и здесь решил идти по пути максимального упрощения задачи. Он остановил свое внимание на растениях, причем на тех, которые опыляются собственной пыльцой. На перекрестноопыляющиеся растения ветер может случайно занести пыльцу с какого-нибудь другого растения, и тогда весь опыт пойдет насмарку. Из самоопылителей он выбрал горох.
Мендель перебрал 34 сорта гороха и оставил для опытов только 7 пар сортов. Сорта каждой пары различались лишь одним признаком. У одного сорта семена были гладкими, у другого — морщинистыми; стебель одного сорта был высокий, до 2 м, у другого еле-еле достигал 60 см; окраска венчика цветка у гороха одного сорта была пурпурной, у другого — белой.
В течение трех лет Мендель аккуратно высевал отобранные растения и убедился, что это чистые сорта, свободные от примесей. Затем Мендель приступил к скрещиваниям. У растения с пурпурным венчиком цветка он удалил тычинки с пыльниками и перенес на рыльце пестика пыльцу от растения с белыми цветками. Прошел положенный срок, растение завязало плоды, и осенью в руках ученого были семена гибрида. Когда весной Мендель высеял семена гибрида в почву и дождался распускания бутонов, он обнаружил, что все цветки гибридных растений имели такую же пурпурную окраску, как и один из родителей (материнское растение).
Что же произошло? Может быть, пыльца белоцветкового растения оказалась недейственной? Но в таком случае никаких плодов не образовалось бы, ведь собственная пыльца материнского растения была удалена еще в тычинках. Может, опыту помешала посторонняя пыльца, занесенная случайно с красноцветкового растения? Но горох — строгий самоопылитель, и возможность заноса чужой пыльцы исключена. Но самое главное — в других скрещиваниях (сортов, различавшихся другими признаками) Мендель получил принципиально тот же результат. Во всех случаях у потомков первого скрещивания проявлялся признак только одного из родителей. Один из признаков оказался настолько сильным, что полностью подавил проявление другого признака. Мендель назвал его доминантным. Непроявившийся, слабый признак получил название «рецессивный». Так Мендель открыл первое правило, или закон, наследственности: в гибридах первого поколения не происходит никакого взаимного растворения признаков, а наблюдается преобладание, доминирование одного (сильного) признака над другим (слабым) признаком.
В то же лето Мендель провел вторую часть опыта. На этот раз он скрестил между собой пурпурно-красных братьев и сестер, полученных после первой гибридизации. Полученные от нового скрещивания семена он высеял следующей весной. И вот на грядках зазеленели всходы. Какими будут цветки? Казалось, что исход опыта можно угадать безошибочно. Какое потомство может быть от скрещивания черной собаки с черной собакой? Очевидно, черная собака. А от скрещивания красноцветкового гороха с красноцветковым горохом? Очевидно, только горох с красными цветками. Но когда распустились бутоны, Мендель обнаружил, что у четверти растений окраска венчиков была белой. Признак белой окраски, казалось, исчезнувший после первого скрещивания, вновь появился у «внуков». Произошло то, что Мендель метко назвал расщеплением признаков.
Оказывается, при соединении зачатков белоцвет-кового и красноцветкового растений наследственные факторы белых цветков не растворялись, не исчезали, а лишь временно подавлялись сильными доминантными факторами краснолепестковости. Внешний вид таких гибридов был обманчив. Гибридная природа выявлялась только после второго скрещивания. Когда подавленный фактор белоцветковости одного гибридного растения встречался с таким же подавленным фактором второго гибридного растения, у их потомков развивались белые цветки. Закономерность появления у потомков второго поколения признаков, подавленных в гибридах первого поколения, Гуго де Фриз назвал в 1900 г. вторым законом Менделя или законом расщепления.
Когда Мендель проанализировал, у какого количества гибридов второго поколения появляются признаки доминантные и рецессивные, он обнаружил во всех случаях одну и ту же численную закономерность. После скрещивания гороха с гладкими и морщинистыми семенами Мендель получил 253 семени. Все они были гладкими. После скрещивания гладкосеменных гибридов между собой произошло в следующем поколении расщепление. Образовалось 7324 семени: 5474 гладких и 1850 морщинистых. Отношение гладких (доминантный признак) к морщинистым (рецессивный признак) равнялось 2,96 : 1. В другом опыте, где наблюдалось наследование окраски семян, из 8023 семян, полученных после второго скрещивания, 6022 оказались желтыми, а 2001 — зелеными. Отношение желтых к зеленым равнялось 3,01 : 1. Мендель сделал подобные расчеты для всех семи пар сортов. Результат был везде один и тот же. Расщепление доминантных и рецессивных признаков равнялось в среднем 3 : 1. Мендель понимал, что обнаруженная им закономерность не может быть справедливой для отдельно взятого растения, она проявляется только при скрещивании большого числа организмов.
Ученый не ограничился моногибридным скрещиванием, т. е. таким, когда организмы различались только одним признаком. Основываясь на открытых закономерностях, он сначала рассчитал, а затем доказал на опыте, как происходит расщепление признаков в любых случаях. Мендель проверил свои выводы в опытах с растениями, различавшимися двумя, а затем и тремя признаками. Этого было достаточно, чтобы убедиться, что и в более сложных случаях его формулы верны.
Итак, Мендель сначала изучил наследственную устойчивость сортов гороха, затем обнаружил правило доминирования, позже расщепления, после этого проанализировал количественные закономерности расщепления для организмов, различавшихся одним, двумя и тремя признаками, наконец, дал формулы для любых скрещиваний. Все усложняя и усложняя свою работу, он поднимался ступенька за ступенькой к вершине своей теории — предсказанию принципов устройства генетического материала.
И именно этим предсказанием он опередил современную ему науку почти на полстолетия. Во времена Менделя ничего не было известно о материальных носителях наследственности — генах, а он описал их свойства подобно тому, как астрономы предсказывали существование еще никем не обнаруженных планет. Мендель рассуждал так: раз существует доминантность и рецессивность, проявляющаяся при скрещиваниях, — значит, половые клетки несут наследственные факторы, из которых один определяет свойство доминантности, другой — рецессивности. Так он предсказал существование факторов, позднее названных генами, каждый из которых отвечает за свойство определенного признака.
Раз эти половые факторы сочетаются в клетках гибридного организма, то все его клетки несут по два фактора одного признака. В зависимости от природы этих факторов организм будет содержать одинаковые факторы (такие организмы стали называть гомозиготными) или разные факторы (организм, гетерозиготный по данному признаку). Это и объясняло, почему при скрещивании организмов, внешне абсолютно похожих друг на друга, в потомстве вдруг появляются особи, внешне непохожие на своих прямых родителей, а напоминающие «деда» или «бабушку».
И наконец, Мендель высказывает предположение, которое по праву считают одним из самых важных его законов. Он приходит к мысли, что половые клетки, (гаметы) несут только по одному задатку каждого из признаков и свободны (чисты) от других задатков этого же признака. Этот закон получил название «закон чистоты гамет».
После восьмилетнего труда Мендель сообщил о своих результатах. Его работа была опубликована в журнале Брюннского общества естествоиспытателей. Это провинциальное издание было мало известно среди ученых, издавалось оно небольшим тиражом, и не мудрено, что никакого эффекта в ученом мире статья Менделя не произвела.
После 1868 г. Мендель полностью оставил свои опыты. В это же время он начал слепнуть. Сказалось нечеловеческое напряжение, с каким он на протяжении более 10 лет разглядывал и сортировал десятки тысяч растений, цветков, стеблей, листьев, семян. В 1884 г., так и не получив признания, великий чешский ученый Грегор Иоганн Мендель скончался.
А спустя 16 лет весь научный мир узнал об открытиях Менделя. Сотни ученых во всем мире стали продолжать его исследования; позже законы Менделя удалось объяснить поведением хромосом (см. ст. «Наследственность»). Уже в наши дни гены были изучены на молекулярном уровне и материальные носители наследственности, существование которых предсказал Мендель, стали изучать с помощью метрдов биологии, физики, химии и математики.
Похожие статьи
zoodrug.ru
Эксперименты Менделя | Популярно о генетике
Мендель, родившийся в 1822 г. в Чехии в бедной крестьянской семье, страстно желал быть учителем и ученым. В 1843 г. он стал послушником августинского монастыря (там он получил новое имя Грегор). В монастырском училище он изучал богословие и древневосточные языки, слушал лекции по естествознанию в Брюннском философском институте, увлекался минералогическими и ботаническими коллекциями. Дополнительное обучение Мендель проходил в Венском университете.
Вернувшись из Вены, исследователь приступил к четко спланированному научному эксперименту. Его очень интересовало поистине удивительное проявление наследственности.
Для опытов он выбрал обычный посевной горох. В отличие от предшественников Мендель поставил задачу изучить наследование не целого комплекса, а отдельных, явно различающихся признаков. Это сужало круг вопросов, зато давало возможность получить более четкие результаты. На проведение запланированного эксперимента Мендель затратил десять лет.
Выбор гороха как объекта исследований обусловлен удобством его выращивания, большим разнообразием форм, способностью к самооплодотворению. Пыльца из пыльников попадает на рыльце того же самого цветка до того, как он раскроется, - таким образом одно растение является одновременно и отцовским, и материнским.
При перекрестном оплодотворении пыльцу переносят насекомые или ветер. У гороха, как и у всех самооплодотворяющихся растений, возможно только искусственное перекрестное оплодотворение. В цветках материнских растений удаляют пыльники до того, как из них высыпается пыльца. Затем собирают пыльцу из отцовского растения и переносят ее кисточкой на рыльце материнского. В этом случае горошина - потомство разных растений.
Вся экспериментальная работа Менделя с горохом отличалась высокой тщательностью и последовательностью наблюдений. За два года он проверил чистоту 34 сортов. Для каждого опыта исследователь отбирал два сорта, различающиеся по паре признаков. Всего было исследовано семь признаков. Это окраска семядолей (желтая или зеленая), семенной кожуры (белая или цветная) и незрелых бобов (зеленая или желтая), форма зрелых семян (округлая или угловатая) и зрелых бобов (выпуклая или с глубокими перехватами между семенами), расположение цветков (пазушное или верхушечное), высота стебля (высокий или низкий).
Мендель провел семь скрещиваний между растениями, отличающимися друг от друга по одному признаку. В каждом случае потомство первого поколения напоминало одного из родителей и не имело признака другого родителя. Подавление у гибридных организмов одних признаков другими получило название доминирования. Именно Мендель ввел термин «доминантный» (подавляющий) - для признака, который выявлялся в потомстве, - и «рецессивный» (подавляемый) - для признака, казавшегося исчезнувшим. Так, округлые горошины желтого цвета, зеленая окраска незрелых бобов - доминантные признаки, а морщинистая горошина зеленого цвета, желтая окраска незрелых бобов - рецессивные.
По мнению Менделя, оба признака каким-то образом присутствуют у потомства, но доминантный подавляет рецессивный, и тот находится в скрытом состоянии. Такое предположение может быть подтверждено при анализе растений второго поколения. Мендель высеял гибридные семена от каждого растения отдельно. На этот раз ему не пришлось выполнять трудоемкие скрещивания. В цветках гороха происходило самооплодотворение. В то время как у растений первого поколения семена были только желтые, во втором поколении появлялись растения и с желтыми, и с зелеными. Подобное наблюдалось и при анализе потомств остальных шести типов скрещивания. Во всех случаях была выявлена определенная закономерность появления во втором поколении растений с доминантными и рецессивными признаками.
В результате многочисленных опытов Мендель четко установил, что во втором поколении соотношение растений с доминантными и рецессивными признаками равно 3:1. Три части составляют растения с желтыми семенами и одну - с зелеными. В последующих поколениях у одних растений с желтыми семенами вновь наблюдается расщепление все в том же соотношении, а у других образуются только желтые семена. Растения с рецессивным признаком - зеленые, морщинистые семена, желтая окраска незрелых бобов - не расщепляются в последующих поколениях, все потомство оказывается однородным.
Мендель не только продолжал изучать поведение признака в течение семи поколений, но и многократно повторял опыты. Во всех случаях результаты были одинаковыми. На основании этого ученый сформулировал основные закономерности наследования признаков. Это прежде всего правило единообразия гибридов первого поколения, или закон доминирования, и правило (закон) расщепления во втором поколении.
Наследование признаков по схеме 3:1 названо расщеплением по фенотипу, т. е. по внешнему виду, по видимым признакам. У растений гороха во втором поколении наблюдаются три четверти «смешанных» желтых семян и четверть «чистых» зеленых. «Чистые» желтые семена не пропали вовсе, а входят в число трех четвертей растений с такими признаками. Поставив в равноправное положение семена желтого цвета и гладкой формы с зелеными, морщинистыми, мы преобразуем соотношение потомств второго поколения 3:1 в более правильное 1:2:1, названное расщеплением по генотипу. Под генотипом подразумевают наследственную основу, комплекс наследственных единиц-генов, обусловливающих развитие всех признаков организма. Новое соотношение растений с разными признаками показывает, что половину потомства второго поколения составляют гибриды, которые в дальнейшем расщепляются, а другая половина состоит из нерасщепляющихся (чистых) растений - четверть с доминантными признаками и четверть с рецессивными.
Одна из важнейших особенностей работы Менделя - перевод биологических законов на математический язык. Для математического анализа передачи признаков по наследству он предложил буквенную символику при обозначении наследственных факторов. Доминантный признак - желтый цвет, гладкая форма семян и другие - обозначаются А, а рецессивный - а. Таким образом, группа растений с «чисто» желтым цветом семян выражается формулой АА, «чисто» зеленым - аа и смешанная - Аа. Соотношение разных типов растений во втором поколении по окраске семян записывается в виде АА:2Аа:аа. Константные формы АА и аа названы гомозиготными (одинаковыми), а расщепляющиеся Аа-гетерозиготными (разными, гибридными).
До сих пор речь шла о наследовании признака у потомств, родители которых различались по одному какому-либо признаку (окраске или форме семян, окраске бобов и т. д.). Но каждый из родителей имеет весь набор исследуемых признаков, поэтому важно знать, какие из них проявляются в потомстве. На следующем этапе работы Мендель использовал родителей, отличающихся друг от друга по двум признакам - окраске и форме семян. Поскольку желтый цвет и гладкая форма семян - доминантные признаки, а зеленый цвет и морщинистая форма семян - рецессивные, в первом поколении все семена будут желтые и гладкие.
После самоопыления во втором поколении у растений гороха наблюдаются все четыре возможные комбинации признаков. Обе пары признаков расщепляются совершенно независимо друг от друга, давая общее расщепление 9:3:3:1. На каждые 16 семян в среднем должно приходиться девять желтых гладких, три желтых морщинистых, три зеленых гладких и одно зеленое морщинистое. Если обозначить признак окраски семян буквами А и а, а форму семян - В и в, потомство первого поколения гибрида будет иметь формулу АаВв.
Скрещивание родителей, различающихся по двум парам признаков, названо ди-, по трем - три-, по многим признакам - полигибридным. Анализ потомств от скрещивания растений гороха, отличающихся более чем по одной паре признаков, позволил Менделю сформулировать третий закон - закон независимого комбинирования (различные признаки наследуются независимо друг от друга).
Установленные ученым законы наследственности имеют общебиологическое значение. Они были подтверждены многочисленными исследованиями на различных видах растений и животных. В отличие от существовавших ранее представлений о слитности родительских признаков в потомстве или о мозаичности их наследования - одни признаки приобретаются от матери, другие от отца - Мендель показал дискретный характер наследственности. В самом деле, если бы при скрещивании наследственные признаки родителей не сохранялись в потомстве, а «растворялись» или «смешивались», то невозможен был бы естественный отбор.
Мендель не только сформулировал законы наследственности, но и правильно объяснил их при тогдашнем уровне науки. Установив, что наследуется не вся совокупность свойств, а отдельные признаки, он связал их с отдельными «наследственными задатками», или «факторами», находящимися в половых клетках. Предшественники исследователя открыли пол у растений и показали, что образование гибридных организмов происходит при слиянии мужских и женских половых клеток.
Если предположить, что каждый из родителей передает потомкам по одному фактору каждого сорта, то каждый из них будет иметь два фактора - один от отца, другой от матери, в следующем поколении - четыре и т. д. И через какое-то время у растений будет множество факторов, определяющих каждый признак (окраску и форму семян, бобов и т.д.). Поняв абсурдность такого предположения, Мендель приходит к выводу, что у каждого из родителей есть по два фактора каждого сорта и в зародыш попадает по одному из них. Так, желтоокрашенные семена гороха имеют факторы АА, а зеленоокрашенные - аа. Если родители отличались такими окрасками, то формула гибридов будет иметь вид Аа.
При размножении подобных гибридов у них образуются два типа половых гамет: одни будут иметь фактор А, другие - а. В зависимости от того, в каких сочетаниях будут объединяться эти типы гамет, в ходе оплодотворения могут образовываться гибридные (Аа) и родительские (АА и аа) растения. Объединение гамет обоих типов не приводит к их слиянию или смешению в гибридном организме. Гены А и а остаются у гибридов такими же индивидуальными, какими они были у родительских форм. Это было названо чистотой гамет для каждой пары генов.
В работе Менделя наследственные факторы не связывались с какими-либо конкретными материальными структурами клетки и процессами клеточного деления. Дальнейшие исследования, связанные с выяснением роли хромосом в наследственности, полностью подтвердили правильность выдвинутой гипотезы чистоты гамет. Таким образом, задолго до разработки хромосомной теории наследственности было предсказано существование отдельных материальных задатков (генов) и равное распределение наследственного материала при образовании половых клеток. Принципы чистоты гамет легли в основу современной генетики и способствовали укреплению позиций дарвиновского эволюционного учения.
populargenetic.ru
3.10 Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Г. Мендель — основоположник генетики
Вопрос 1. Дайте определения понятий «наследственность» и «изменчивость».
Наследственность — это способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующему поколению. Она обеспечивает материальную и функциональную преемственность поколений, является причиной того, что новое поколение похоже на предыдущее. В основе наследования признаков лежит передача потомству генетического материала.
Изменчивость — это способность живых организмов существовать в различных формах, т. е. приобретать в процессе индивидуального развития признаки, отличные от качеств других особей того же вида, в том числе и своих родителей. Изменчивость может определяться особенностями генов особи, их сочетанием и т. п., а может — взаимодействием особи и окружающей среды. В последнем случае даже генетически одинаковые организмы способны приобретать в процессе онтогенеза разные признаки и свойства.
Вопрос 2. Кто впервые открыл закономерности наследования признаков?
Первым человеком, который открыл закономерности наследования признаков, был австрийский ученый Грегор Мендель (1822-1884). Будучи монахом монастыря в Брюнне (Брно, современная Чехия), он в течение восьми лет (1856-1863) скрещивал разные сорта гороха. В 1865 г. Г. Мендель на заседании Общества естествоиспытателей г. Брюнна доложил о результатах своих экспериментов. Работа была оценена по достоинству лишь после 1900 г., когда три ботаника (Гуго де Фриз в Голландии, Карл Корренс в Германии и Эрих Чермак в Австрии) независимо друг от друга заново открыли закономерности наследования.
Вопрос 3. На каких растениях проводил опыты Г. Мендель?
Мендель проводил опыты на разных сортах посевного гороха. Для своих экспериментов он использовал 22 сорта гороха, отличающихся по семи признакам. Всего за время исследований он изучил более десяти тысяч растений.
Вопрос 4. Благодаря каким особенностям организации работы Г Менделю удалось открыть законы наследования признаков?
Грегору Менделю удалось открыть законы наследования признаков благодаря следующим особенностям своей работы:
экспериментальным растением являлся горох — неприхотливое растение, обладающее большой плодовитостью и дающее несколько урожаев в год;горох является самоопыляющимся растением, что позволяет избегать случайного попадания посторонней пыльцы. Мендель во время экспериментов по перекрестному опылению удалял тычинки и кисточкой переносил пыльцу одного родительского растения на пестик другого;Мендель исследовал качественные, четко различимые признаки, каждый из которых контролировался одним геном;при обработке данных ученый вел строгий количественный учет всех растений и семян.
На этой странице искали :
- на каких растениях проводил опыты г мендель
- мендель основоположник генетики
- кто был первооткрывателем закономерностей наследования признаков
- благодаря каким особенностям организации работы г менделю
- дайте определение понятий наследственность и изменчивость
vsesochineniya.ru
ГРЕГОР МЕНДЕЛЬ
Грегор Мендель известен как человек, открывший основные принципы наследственности. Но при жизни он был никому не известным монахом и ученым-любителем, чьи ярчайшие исследования игнорировались научным миром.
Мендель родился в 1822 году в городе Хейнзендорфе. В то время это была территория австрийской империи, а сейчас — часть Чехии. В 1843 году Мендель ушел в монастырь августинцев в Брюнне в Австрии (ныне Брно в Чехии). В 1847 году он стал священником, а в 1850 году сдавал экзамен на сертификат преподавателя, но потерпел неудачу, получив самые низкие оценки по биологии и геологии! Тем не менее настоятель монастыря отправил Менделя в Венский университет, где он с 1851 по 1853 год изучал математику и естественные науки. Мендель так никогда и не получил официальную лицензию преподавателя, но с 1854 по 1868 год был сменным учителем естественных наук в брюннской Новой школе. В то же время, начав с 1856 года, он проводил свои знаменитые эксперименты по выведению растений. К 1865 году Мендель вывел свои законы наследственности и представил их перед Брюннским естественноисторическим обществом. В 1866 году результаты его трудов были опубликованы в Протоколах этого общества в статье под названием «Эксперименты с гибридами растении». Вторая статья была опубликована в том же самом журнале три года спустя. Хотя Протоколы Брюннского естественноисторического общества не были престижным журналом, они доставлялись в главные библиотеки. К тому же Мендель отослал копию своего труда Карлу Негели, ведущему авторитету в области наследственности. Негели прочитал работу и ответил Менделю, но не смог понять ее огромной важности. После этого статьи Менделя полностью игнорировались и были почти забыты более чем на тридцать лет. В 1868 году Менделя назначили настоятелем его монашеского ордена, и с тех пор административные обязанности оставляли ему очень мало времени на опыты с растениями. Когда он умер в 1884 году в шестьдесят один год, его великолепные исследования были почти забыты и не принесли их автору признания.
Работы Менделя заново открыли лишь в 1900 году, когда три разных ученых (голландец Хуго Де Фриз, немец Карл Корренс и австриец Эрих фон Чермак), работая независимо друг от друга, наткнулись на статью Менделя. Каждый из трех ученых проводил свои ботанические опыты, каждый независимо открыл законы Менделя, каждый перед тем как опубликовать результаты своей работы штудировал литературу и нашел статью Менделя, каждый, внимательно проштудировав труд Менделя, понял, что собственная работа совпадает с его заключениями. Поразительное тройное совпадение. Более того, в тот же год английский ученый Уильям Бейтсон тоже нашел статью Менделя и вскоре представил ее вниманию других ученых. К концу года Мендель наконец получил признание, которое заслужил в своей жизни.
Какие же факты о наследственности открыл Мендель? Прежде всего, он узнал, что во всех живых организмах были базовые части, сегодня называемые генами, с помощью которых наследственные характеристики передавались от родителя к отпрыску. В растениях, которые изучал Мендель, каждая индивидуальная характеристика, такая как цвет семени или форма листа, определялась парой генов. Отдельное растение наследовало у родителей по одному гену из каждой пары. Мендель обнаружил, что если два гена, унаследованные для данной характерной черты, отличались (например, один ген для зеленых семян, а другой для желтых), обычно только воздействие доминантного гена (в данном случае, желтых семян) проявляло себя в этом растении. Тем не менее отступающий ген не разрушался и мог перейти на следующих потомков. Мендель понял, что каждая репродуктивная клетка, или гамета (она соответствует сперматозоиду или яйцеклетке в человеческом организме), содержала только один ген из каждой пары. Еще он установил совершенную случайность того, какой ген окажется в отдельной гамете и перейдет к потомку.
Законы Менделя, хотя они и были немного модифицированы, остаются начальной точкой современной генетики. Как же случилось, что Мендель, ученый-любитель, смог открыть важные принципы, которые ускользали от множества выдающихся профессиональных биологов до него? К счастью, он выбрал для своих опытов вид растения, чьи наиболее яркие характеристики определены одним набором генов. Если бы каждая изучаемая им характеристика определялась несколькими наборами, его исследования оказались бы намного сложнее. Но эта улыбка удачи не помогла бы ему, если бы он не был невероятно внимательным и терпеливым экспериментатором, если бы он не понимал, что необходимо вести статистические анализы наблюдений. Из-за упомянутого выше фактора случайности обычно невозможно предсказать, какая характерная черта будет унаследована отпрыском. Только проведя огромное количество опытов (Мендель записал результаты опытов более чем над 21 000 отдельных растений!) и статистически проанализировав их, ученый смог вывести свои законы.
Очевидно, что законы наследственности являются важным дополнением к человеческим знаниям, а наши познания в генетике, вероятно, найдут большее применение в будущем, чем сейчас. Существует, однако, другой фактор, который необходимо учитывать, обсуждая, на каком месте в нашем списке должен стоять Мендель. Поскольку его открытия игнорировались при жизни, а его заключения были заново открыты учеными следующего поколения независимо друг от друга, исследования Менделя можно считать невостребованными. Если этот аргумент рассмотреть широко, можно заключить, что Менделю в этом списке вообще нет места: например, Лейф Эриксон, Аристарх и Игнац Земмельвейс были пропущены ради Колумба, Коперника и Джозефа Листера. Однако между случаем Менделя и другими существует различие. Его работы были забыты лишь на короткий срок, а после нового открытия быстро получили широкую известность. Де Фриз, Корренс и Чермак хоть и открыли свои принципы независимо друг от друга, в конце концов все равно читали работы Менделя и ссылались на результаты его исследований. Наконец, никто не может точно сказать, что работы Менделя никогда не оказали бы влияния на историю, если бы не было Де Фриза, Корренса и Тшермака. Статья Менделя уже была включена В.О. Фоске в широко используемую библиографию работ по наследственности. Это гарантирует, что рано или поздно какой-нибудь серьезный студент наткнулся бы на нее. Можно отметить еще такой факт: ни один из трех ученых никогда не присваивал себе заслугу открытия генетики. И еще: открытые научные принципы повсюду называются «законами Менделя». Открытия Менделя кажутся сравнимыми и оригинальностью, и важностью с открытием Гарвеем циркуляции крови. Согласно этому сравнению он и стоит в данном списке.
Пожалуйста оцените материал:
- Другие материалы в этом разделе:
www.dmitrysmor.ru
Грегор Мендель - ученый, учитель, монах? — Современные уроки биологии
Австрийский священник и ботаник Грегор Иоганн Мендель заложил основы такой науки, как генетика. Он математически вывел законы генетики, которые называются сейчас его именем.
Мендель Грегор Иоганн22 июля 1822 — 6 января 1884
Австрийский священник и ботаник Грегор Иоганн Мендель заложил основы такой науки, как генетика. Он математически вывел законы генетики, которые называются сейчас его именем.
Краткая биография
Иоганн Мендель родился 22 июля 1822 года в Хайзендорфе, Австрия. Ещё в детстве он начал проявлять интерес к изучению растений и окружающей среды.
Иоганн родился вторым ребенком в крестьянской семье смешанного немецко-славянского происхождения и среднего достатка, у Антона и Розины Мендель. В 1840 Мендель окончил шесть классов гимназии в Троппау(ныне г. Опава) и в следующем году поступил в философские классы при университете в г. Ольмюце (ныне г. Оломоуц). Однако, материальное положение семьи в эти годы ухудшилось, и с 16 лет Мендель сам долженбыл заботиться о своем пропитании. Не будучи в силах постоянно выносить подобное напряжение, Мендель по окончании философских классов, в октябре 1843, поступил послушником в Брюннский монастырь (где он получил новое имя Грегор). Там он нашел покровительство и финансовую поддержку для дальнейшего обучения. Уже в 1847 году он стал священником.
Жизнь священнослужителя состоит не только из молитв. Мендель успевал много времени посвящать учебе и науке. В 1850 году он решил сдать экзамены на диплом учителя, однако провалился, получив "два" по биологии и геологии. 1851-1853 годы Мендель провел в Университете Вены, где изучал физику, химию, зоологию, ботанику и математику. По возвращении в Брюнн отец Грегор начал все-таки преподавать в школе, хотя так никогда и не сдал экзамен на диплом учителя. В 1868 году Иоганн Мендель стал аббатом.
Свои эксперименты, которые, в конце концов, привели к сенсационному открытию законов генетики, Мендель проводил в своем маленьком приходском саду с 1856 года. Надо отметить, что окружение святого отца способствовало научным изысканиям. Дело в том, что некоторые его друзья имели очень хорошее образование в области естествознания. Они часто посещали различные научные семинары, в которых участвовал и Мендель. Кроме того, монастырь имел весьма богатую библиотеку, завсегдатаем которой был, естественно, Мендель. Его очень воодушевила книга Дарвина "Происхождение видов", но доподлинно известно, что опыты Менделя начались задолго до публикации этой работы.
8 февраля и 8 марта 1865 году Грегор (Иоганн) Мендель выступал на заседаниях Общества Естествознания в Брюнне, где рассказал о своих необычных открытиях в неизвестной пока области (которая позже станет называться генетикой). Опыты Грегор Мендель ставил на простых горошинах, однако, позже спектр объектов эксперимента был значительно расширен. В результате, Мендель пришел к выводу, что различные свойства конкретного растения или животного появляются не просто из воздуха, а зависят от "родителей". Информация об этих наследственных свойствах передается через гены (термин, введенный Менделем, от которого произошел термин "генетика"). Уже в 1866 году вышла книга Менделя "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Эксперименты с растительными гибридами"). Однако современники не оценили революционность открытий скромного священника из Брюнна.
На заседании не было задано ни одного вопроса, а статья не получила откликов. Мендель послал копию статьи К. Негели, известному ботанику, авторитетному специалисту по проблемам наследственности, но Негели также не сумел оценить ее значения. В вежливой форме профессор советовал повременить с выводами, а пока продолжить опыты с другими растениями, например, ястребинками. Сомнений в чистоте менделевского опыта у него не было. Он высеял присланные Менделем семена и сам убедился в результатах.
Но у каждого биолога есть свой излюбленный объект для наблюдений. У Негели это была ястребинка – довольно коварное растение. Ее уже тогда называли «крестом ботаников», ибо по сравнению с другими растениями процесс передачи признаков у нее был необычным. И Негели усомнился в общебиологическом значении открытых Менделем законов. Он предложил Менделю практически невыполнимую задачу: заставить гибриды ястребинки вести себя так же, как горох. Если это сделать удастся, то он поверит в справедливость выводов автора.
Профессор дал роковой совет. Как было обнаружено намного позднее, вести эксперименты с ястребинками нельзя, поскольку они способны размножаться и не половым путем. Опыты по скрещиванию ястребинок были бессмысленны. Три года экспериментов показали это. Мендель проводил опыты на мышах, кукурузе, фуксии – результат был! Но объяснить причину своих неудач с ястребинкой он не мог. Лишь в начале XX в. стало ясно, что существует ряд растений (ястребинка, одуванчик), которые размножаются неполовым путем (партеногенезом) и при этом образуют семена. Ястребинка оказалась растением – исключением из общего правила.
А Мендель, проведя по совету Негели дополнительную серию экспериментов, засомневался в своих выводах и больше к ним не возвращался. После неудачных попыток получить аналогичные результаты при скрещивании других растений, Мендель прекратил опыты и до конца жизни занимался пчеловодством, садоводством и метеорологическими наблюдениями.
В начале 1868 г. умер прелат Напп. Открылась очень высокая выборная вакансия, сулившая счастливому избраннику сан прелата, огромный вес в обществе и 5 тыс. флоринов ежегодного жалования. Капитул монастыря избрал на этот пост Грегора Менделя. По обычаю и закону настоятель монастыря Святого Томаша автоматически занимает важное место в политической и финансовой жизни провинции и всей империи.
В первые годы своего аббатства Мендель расширил монастырский сад. Там по его проекту был сооружен каменный пчельник, где обитали кроме местных пород еще и кипрские, египетские и даже «нежалящие» американские пчелы. Опыты с ястребинкой не дали нужных результатов, и он увлекся проблемами скрещивания пчел. Он пытался получить гибриды пчел, но не знал – как и все в то время, – что царица спаривается со многими трутнями и хранит сперму многие месяцы, в течение которых день за днем откладывает яйца. Поставить эксперимент по скрещиванию пчел не удастся ученым еще более полувека… Лишь в 1914 г. первые гибриды пчел будут получены, и на них также будут подтверждены открытые Менделем законы.
Очередным научным увлечением Менделя стала метеорология. В его метеорологических трудах все было просто и понятно: температура, атмосферное давление, таблицы, графики колебания температур. Он выступает на заседаниях Общества естествоиспытателей. Изучает смерч, который 13 октября 1870 г. прокатился по окрестностям Брюнна.
Но годы неумолимо берут свое… Еще летом 1883 г. прелату Менделю был поставлен диагноз: нефрит, сердечная слабость, водянка… – и предписан полный покой.
Он не мог уже выходить в сад для работы со своими маттиолами, фуксиями и ястребинками… В прошлом остались опыты с пчелами, мышами. Последнее увлечение больного аббата – изучение лингвистических явлений с помощью методов математики. В монастырском архиве были найдены листки со столбцами фамилий, оканчивающихся на «mann», «bauer», «mayer» с какими-то дробями и вычислениями. Стремясь обнаружить формальные законы происхождения фамильных имен, Мендель производит сложные подсчеты, в которых учитывает количество гласных и согласных в немецком языке, общее число рассматриваемых слов, количество фамилий и т.д. Он был верен себе и подошел к анализу языковых явлений как человек точной науки. И в лингвистику он внес статистическо-вероятностный метод анализа. В 90-е годы XIX в. лишь самые смелые лингвисты и биологи заявляли о целесообразности такого метода. Современных филологов эта работа заинтересовала лишь в 1968 г.
6 января 1884 года отца Грегора (Иоганна Менделя) не стало. Он похоронен в родном Брюнне. Слава как ученого пришла к Менделю уже после смерти. Но об это позже.
Грегор Мендель- учитель или монах?
Судьба Менделя после Богословского института уже устроена. Рукоположенный в священники двадцатисемилетний каноник получил превосходный приход в Старом Брюнне. Он уже целый год готовится сдавать экзамены на степень доктора богословия, когда в его жизни происходят серьезные изменения. Георг Мендель решает довольно резко изменить свою судьбу и отказывается от несения религиозной службы. Он хотел бы изучать природу и ради этой своей страсти решает занять место в Цнаймской гимназии, где к этому времени открывается 7 класс. Он испрашивает место “супплента-профессора”.
В России “профессор”- звание чисто университетское, а в Австрии и Германии так величали даже наставника первоклашек. Гимназический суплент — это скорее, можно перевести как “заурядный учитель”, “помощник учителя”. Это мог быть человек, прекрасно владеющий предметом, но так как он не имел диплома, принимали его на работу скорее временно.
Сохранился и документ, поясняющий столь необычное решение пастора Менделя. Это официальное письмо епископу графу Шафготчу от настоятеля монастыря Святого Томаша прелата Наппа.” Ваше Милостивое Епископское Преосвященство! Высокий Императорско-Королевский Земельный Президиум декретом от 28 сентября 1849 года за № Z 35338 почел за благо назначить каноника Грегора Менделя супплентом в Цнаймскую гимназию. “… Оный каноник образ жизни имеет богобоязненный, воздержанием и добродетельным поведением, его сану полностью соответствующим, сочетающимся с большой преданностью наукам… К попечению же о душах мирян он, однако, пригоден несколько менее, ибо стоит ему очутиться у одра больного, как от вида страданий он бывает, охватываем непреодолимым смятением и сам от сего становится опасно больным, что и побуждает меня сложить с него обязанности духовника “.
Итак, осенью 1849 года каноник и супплент Мендель прибывает в Цнайм, дабы приступить к новым обязанностям. Мендель получает на 40 процентов меньше своих коллег, имевших дипломы. Он пользуется уважением у своих коллег, его любят ученики. Однако преподает он в гимназии не предметы естественнонаучного цикла, а классическую литературу, древние языки и математику. Нужен диплом. Это позволит преподавать ботанику и физику, минералогию и естественную историю. К диплому было 2 пути. Один — окончить университет, другой путь — более краткий — сдать в Вене перед специальной комиссией императорского министерства культов и просвещения экзамены на право преподавать такие-то предметы в таких-то классах.
Неудачные экзамены или история о том, что и великие делают ошибки.
Итак, было ясно, что патеру Менделю необходимо было сдать экзамены на должность гимназического учителя. Дирекция и “корпус” учителей с готовностью снабдили его необходимыми ходатайствами, которые были отосланы по соответствующим адресам в Брюнн — в канцелярию штатгальтера и в Вену — в министерство. По тем же адресам пошло прошение самого соискателя учительского диплома с приложением автобиографии. Мендель, пожалуй, не совсем осмотрительно подчеркивал, что в монастырь поступил лишь по необходимости, а помыслы его всегда были обращены к науке.
К сдаче экзаменов Менделя допустили, и он приступил к подготовке в полной уверенности в своей удаче. Он привык к неизменному успеху. Но нет ничего страшнее и опасней такой привычки. Будь Мендель в те дни менее самонадеянным, его должны были повергнуть в трепет имена экзаменаторов.
Председателем комиссии был физик Венского университета Баумгартнер, вторым экзаменатором был господин Доплер, которому было суждено прославить свое имя в 1842 году открытием знаменитого “доплер-эффекта”. Этот эффект работает в различных волновых процессах. Проще всего его проследить на звуковых волнах. Дело в том, что тон гудка поезда изменяется при его приближении и удалении от платформы. У приближающегося поезда тон гудка выше, чему неподвижного, а у того, который удаляется от нас, — более низкий. При приближении длина звуковой волны воспринимается, как уменьшающаяся, а при удалении как увеличивающаяся. Именно поэтому происходит изменение тона гудка поезда.
Экзаменатором же по биологии был профессор Кнер, автор фундаментальных трудов по ихтиологии и палеонтологии. Другие члены комиссии были звездами подобной же величины.
На первом этапе кандидату в учителя полагалось представить письменные домашние рефераты по физике и естественной истории. Этот этап проходил заочно. Темы, полученные Менделем из Вены, были серьезны и трудоемки. “Следует рассказать о механических и химических свойствах атмосферного воздуха и на основании первых объяснить природу ветров” — таким было задание профессора Баумгартнера.
По естественной истории, следовало “… рассказать о вулканических и нептунических процессах и об образовании минералов”. С заочным заданием господин Мендель справился весьма успешно, и был допущен ко второму этапу испытаний — к письменным сочинениям по физике и биологии, которые он должен был выполнять в Вене, в присутствии экзаменаторов.
Его второе сочинение по физике металлов было не столь удачно, как первое. Знания его были книжны и необширны. Тем не менее, профессора Баумгартнер и Доплер сочли возможным допустить кандидата к третьему этапу испытаний, к устным экзаменам.
Однако отзыв профессора Кнера на сочинение по биологии был просто разгромным. Мендель должен был дать классификацию млекопитающих и указать хозяйственное значение наиболее важных видов. Млекопитающие были поделены Менделем на рукокрылых, зверей с лапами, ластоногих, копытных и когтеногих. В одну группу, зверей с лапами, он свел кенгуру и зайца с бобром. Слон по его систематике попадал в копытные… Дало о себе знать и церковное воспитание, ибо экзаменуемый каноник не решился зачислить человека в отряд приматов вместе с обезьянами. Хотя до выхода известного труда Дарвина было еще довольно много времени, зоологи-классификаторы давно установили родство между “гоминидами”.
Устные экзамены не состоялись. Решение комиссии прозвучало для Менделя как приговор. “Кандидат обладает известными познаниями, однако ему не достает… необходимой ясности в знаниях, вследствие чего комиссия вынуждена отказать ему в праве преподавания физики в прогимназии.… сочтено целесообразным предоставить кандидату право допущения к повторным испытаниям по прошествии года”.
Г.Мендель- вольнослушатель Венского университета.
Из Вены Мендель поехал не в Цнайм, а в монастырь… Он был разбит происшедшим. Несколько лет он проводит в стенах монастыря, занимаясь работой в саду и оранжерее общины Святого Томаша. В этой работе ему, безусловно, помогают и те знания, которые он получил, прослушав еще в 1846 году двухмесячный курс плодоводства и виноградарства в Брюннском богословском институте. Мендель не оставлял помыслов о получении хорошего образования. И, через несколько месяцев, в октябре 1851 года, по настоянию аббата Наппа и физика Баумгартнера, который к тому времени стал министром торговли, ему удается поступить на философский факультет Венского университета в качестве вольнослушателя.
В течение первого семестра учебы он записался на занятия лишь по одному предмету — по экспериментальной физике к Кристиану Доплеру. Более того — как свидетельствовали университетские однокашники Менделя — профессор взял его на кафедру помощником лекционного ассистента, возложив на него обязанности демонстрировать студентам опыты. Как вольнослушатель он отбирал только то, что считал жизненно важным. Каждый час его занятий должен был бы быть оплаченным.
В марте этого же года каноник Мендель корпел над микроскопом в лаборатории Унгера, одного из первых цитологов мира. Он учился окрашивать препараты.
Впрочем, занятия на кафедре Унгера не ограничивались одними препаратами. Профессор увлекался проблемами далеко не микроскопического плана. Он изучал роль внешних условий на изменчивость растений. Он пытался очертить путь развития жизни от примитивных существ до человека. И профессор опубликовал в либеральной “Венской газете” семнадцать “Ботанических писем”.
Тотчас на его письма резко отреагировал Себастьян Бруннер — издатель “Венской церковной газеты”. “Стоит только удивляться, если газеты приветствуют сегодняшний материализм, если газеты провозглашают человека каким-то возвысившимся орангутангом и, следовательно, превращают земля в какой-то зоосад...”
Вот в чьей лаборатории окрашивал свои препараты каноник Мендель. Окрашивал и раздумывал, за какие занятия ему надо бы заплатить в 4 своем семестре. Дело в том, что он был предупрежден прелатом Наппом о необходимости в июле 1853 года вернуться в монастырь. Поэтому с апреля по июль Мендель снова записался на занятия по физике — “Основы конструирования и применения физических приборов и высшая математическая физика.” Так же он посещал лекции по зоологии у Кнера, палеонтологию у Цекели, Энтомологию у Коллара.
Университетские преподаватели оценивали его знания очень высоко. По рекомендациям Коллара… и Кнера — да, провалившего его на экзамене Кнера! — Мендель еще студентом был принят в члены Венского зоолого-ботанического общества, где заседали все ученые светила австрийской столицы. Таким был итог двух венских лет.
Летом 1853 года Грегор Мендель возвращается в Брюнн, в стены монастыря. Он потом немало ездил по стране, ездил как турист, как делегат научного съезда и под конец как больной, которому нужны целебные воды. Но его домом теперь всегда будет только монастырь святого Томаша.
Мендель… и теория Дарвина
В менделевской библиотеке много книг по биологии, испещренных пометками. Здесь и Кельрейтер, и Гартнер, и Дарвин. Он очень серьезно изучал эти книги. “Происхождение видов”, изданное на английском в 1859году, а на немецком в 1863, поразило умы людей того поколения. Имвосхищались Маркс и Энгельс, его пропагандировал в России Писарев. Его поносили клерикалы. Все бредили Дарвином.
Мендель читал его труд с карандашом и понимал, что в теории чего-то не хватает… В великой теории не хватало разработки теории наследственности! И в1867 году инженер Дженкин обрушил на нее град своих возражений. Он обвинил Дарвина в том, что тот приписал отбору действия, которые тот совершить не может.
По Дарвину, вид изменяется, когда у его представителей накопится достаточное количество передаваемых по наследству мелких изменений. Помере их накопления естественный отбор вершит свой суд, оставляя в живыхтолько наиболее приспособленных к условиям среды особей.
Но в жизни — рассуждал Дженкин — мелкие наследственные изменениявозникают не у всех особей, а лишь у некоторых. Эти изменения не могутнакапливаться, ибо каждое скрещивание, по его мнению, вело кразбавлению признака. А раз так, то должное накопление признаканереально. И, следовательно, вся теория отбора неверна.
Дарвин в 1867 году не нашел аргументов для отпора своему оппоненту. “Кошмаром Дженкина“ были названы эти события.
А ведь в это время уже вышла работа Грегора Менделя, но она не былапонята современниками. И весь мир как будто забыл о работах, проделанных сто лет назад Иозефом Готлибом Кельрейтером, работы которого изучал Мендель.
Кельрейтер — профессор “Санкт-Петербургской академии”проводил скрещивание китайской и махровой гвоздик, а так же разных сортов табака с целью доказательства существования пола у растений. Он сделал вывод о том, что пыльца и яйцеклетки растений равноправные носители наследственных признаков в организме растения. Он получал интересные наследственные гибридные формы табака. В 1761 году в Санкт-Петербурге ему удалось получить группу растений, у которых практически незаметны были признаки материнского растения. Это стало возможным при опылении, в течение 5 лет подряд, изначально полученной гибридной формы и ее последующего потомства только пыльцой растения отцовского вида.
Вслед за Кельрейтером преобладание признаков одного из растений в первом поколении гибридов у многих растений и выявление признаков второго родителя в последующих поколениях были отмечены англичанами Найтом и Госсе, французами Сажре и Ноденом.
Так что же он все-таки сделал для науки?
Работы по гибридизации растений и изучению наследования признаков в потомстве гибридов проводились десятилетия до Менделя в разных странах и селекционерами, и ботаниками. Были замечены и описаны факты доминирования, расщепления и комбинирования признаков, особенно в опытах французского ботаника Ш. Нодена. Даже Дарвин, скрещивая разновидности львиного зева, отличные по структуре цветка, получил во втором поколении соотношение форм, близкое к известному менделевскому расщеплению 3:1, но увидел в этом лишь «капризную игру сил наследственности». Разнообразие взятых в опыты видов и форм растений увеличивало количество высказываний, но уменьшало их обоснованность.Смысл или «душа фактов» (выражение Анри Пуанкаре) оставались до Менделя туманными. Совсем иные следствия вытекали из семилетней работы Менделя, по праву составляющей фундамент генетики.
Во-первых, он создал научные принципы описания и исследования гибридов и их потомства (какие формы брать в скрещивание, как вести анализ в первом и втором поколении). Мендель разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков, что представляло собой важное концептуальное нововведение.
Во-вторых, Грегор Мендель сформулировал два основных принципа, или закона наследования признаков в ряду поколений, позволяющие делать предсказания.
Наконец, Мендель в неявной форме высказал идею дискретности и бинарности наследственных задатков: каждый признак контролируется материнской и отцовской парой задатков (или генов, как их потом стали называть), которые через родительские половые клетки передаются гибридам и никуда не исчезают. Задатки признаков не влияют друг на друга, но расходятся при образовании половых клеток и затем свободно комбинируются у потомков (законы расщепления и комбинирования признаков). Парность задатков, парность хромосом, двойная спираль ДНК — вот логическое следствие и магистральный путь развития генетики 20 века на основе идей Менделя.
Единственная сохранившаяся страница расчетов Менделя.К каким опытам, над какими растениями она относится — пока не установлено
Надо отметить, что Г. Менделю крупно повезло. Он исследовал 7 пар признаков гороха, имеющего 7 пар хромосом. Он сразу напал на такие признаки, наследственные факторы которых находились в различных парах гомологичных хромосом, и при этом миновал такое явление, как сцепление генов.
Но мимо чего всегда проходят исследователи, посвятившие свои работы Г. Менделю? Это — форма генетической записи. Буквенная символика описания гибридов была предложена И.Г. Кельрейтером еще в 1766 году. Однако, Г. Мендель придал ей иное звучание. Что он имел в виду, когда записывал генотип, например АА или Аа? Один наследственный фактор пришел от отца, а другой — от матери. Кажется все ясно. На этой основе возникла математизированная форма биологической записи, которую, увы, не поняли ни биологи ни математики. Напиши он А2, или 2А — для математиков было бы понятно, но с биологической точки зрения совершенно не верно. При каких условиях можно было поставить рядом два фактора, пришедшие от отца и матери, например Аа? Это можно было сделать лишь тогда, когда они равноценны, равнозначны, равноправны, наконец.
Таким образом, данный "святой отец " не только предположил наличие, и открыл материальные факторы наследования, но и на научной основе уравнял женский пол с мужским. Если бы это поняли, то служители религии не простили бы ему такого вольнодумства.
… Тщательный анализ работы Менделя вызывает сейчас у некоторых генетиков предположение, что теория в общих чертах сложилась у него еще в первые годы самостоятельных исследований и восьмилетние эксперименты были им поставлены для ее тщательной проверки, уточнения деталей, обоснования и подтверждения.
Итак, время, место, среда, профессиональная подготовка… Никаких случайностей. А гений, талант, трудолюбие — что же, для них ничего не осталось? Осталось! Надо было вырваться из плена привычных представлений о мире, о приемах исследования. Взглянуть на все свежим глазом и, поняв, что нет преград между науками, поверить алгеброй гармонию природы… И положить на это жизнь.За шестьдесят лет он был и студиозусом, и священником, и учителем, и исследователем, и даже политиком и вельможей – церковным и светским. Нельзя отказать ему в энергии мысли, в творческом озарении, которое верующие католики и по сей день считают благодатью, посланной богом...] Мы далеко не всё знаем о его работах и трудах. Племянник Менделя Аллоис в 1928 г. расскажет миру о том, как, почти по чистой случайности, сжег менделевский архив… То, что мы имеем сегодня на руках, – лишь крохи тех богатств, которые смогли дойти до нас через годы. Тринадцать статей Мендель опубликовал за свою жизнь: четыре по биологии, девять по метеорологии.
Мировая слава… через 35 лет после открытия
Вокруг парадоксальной судьбы открытия и переоткрытия законов Менделя создан красивый миф о том, что его работа оставалась совсем неизвестной и на нее лишь случайно и независимо, спустя 35 лет, натолкнулись три переоткрывателя. Это немного не так. Труды Общества, где была опубликована статья Менделя, поступили в 120 научных библиотек, а Мендель дополнительно разослал 40 оттисков. Кроме того, Мендель разослал оттиски своего исследования крупным ботаникам того времени, которых считал способными разобраться в его работе.
Первым о работе Менделя упомянул «ординариус ботаникус» Гофман из Гессена. Второе упоминание обнаружено в магистерской диссертации молодого петербургского ботаника И.Ф. Шмальгаузена – отца замечательного ученого-дарвиниста Ивана Ивановича Шмальгаузена. «С работой Менделя «Опыты над растительными гибридами» мне случилось познакомиться только после того, как моя работа была отдана в типографию… Однако, метод автора и способ выражать свои результаты в формулах заслуживает полного внимания и должны быть дальше разработаны». Свое мнение об этой работе Шмальгаузен напечатал лишь в сноске на одной из страниц диссертации, посвященной истории гибридизации. Пожалуй, это был единственный серьезный отклик на труд Менделя при его жизни. Но Мендель не узнал о нем, так как диссертация Шмальгаузена полностью была опубликована только на русском языке – в «Трудах Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей».
В 1875 г. работа русского ученого была напечатана на немецком языке в Botanische Zeitung, журнале, который читали все крупные биологи. Но в ее публикации редактор исключил из текста исторический обзор по проблемам гибридизации. Про Карла Негели мы уже говорили Более того, как выяснилось при анализе рабочих тетрадей К. Корренса, он еще в 1896 читал статью Менделя и даже сделал ее реферат, но не понял вто время ее глубинного смысла и забыл!!!
Имя Менделя ботаники вспомнили лишь в 1881 г., из вышедшей в свет монографии В.Фоке Pflanzenmischlingen, которую сам автор назвал компиляцией всех трудов по гибридизации растений. Фоке занес имя Менделя в библиографию и неоднократно упоминал его в тексте в связи с работами по скрещиванию гороха и ястребинок.
Именно из книги Фоке о Менделе узнали виднейший голландский ученый XX в. Гуго де Фриз и немецкий ботаник Карл Корренс. Оба они занимались физиологией растений. Результаты наблюдений в многочисленных экспериментах по гибридизации позволили каждому из них, независимо друг от друга, сформулировать выводы, которые носили характер всеобщей закономерности в поведении гибридов. И оба считали их новаторскими.
Но, изучив труды Менделя, оба признали его приоритет в открытии первых законов новой науки – генетики. Впрочем, Мендель лишил славы не только Гуго де Фриза и Карла Корренса, но еще и австрийца ботаника Эриха Чермака и англичанина Бэтсона, открывшего правила наследования в опытах по скрещиванию животных. Четыре человека одновременно пришли к осознанию важнейшего механизма бытия живой природы. Наука созрела для такого открытия. Но оно уже было сделано прежде. К отцу генетики пришла заслуженная слава – через 16 лет после смерти. Открытия аббата, монаха августинского монастыря, перевернули научный мир!
Послесловие
Впрочем, Г. Мендель и сам понимал важность своих открытий. За три месяца до своей смерти, за пятнадцать лет до того как австриец Эрих Чермак, немец Карл Корренс и голландец Гуго де Фриз заново открыли основные законы наследственности, Г. Мендель подвел итог своим работам: «Если мне и пришлось переживать горькие часы, то я должен признаться сблагодарностью, что хороших часов мне выпало гораздо больше. Мои научные труды доставили мне много удовлетворения, и я убежден, что не пройдет много времени — и весь мир признает результаты этих трудов».
По материалам следующих статей:
http://xarhive.narod.ru/Online/hist/mendel.htmlhttp://taina.aib.ru/biography/gregor-mendel.htmhttp://velikie.net/?p=15http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200700411
Похожие статьи:
Чтобы помнили. Биографии ученых → Жан Батист Ламарк
biology-online.ru
Биография и открытие Менделя
ЧТО О НЕМ ЗНАЛИ, КОГДА ОН ЖИЛ
Он жил сто пятьдесят лет назад. Он жил в чешском городе Брно, который тогда называли на немецкий лад Брюнном, потому что Чехия входила в состав тогдашней Австро-Венгерской империи. 
Он и сейчас стоит там, учитель Мендель... Этот мраморный памятник в 1910 году был сооружен в Брно на средства ученых всего мира.
В брненской реальной школе, где он работал, было около тысячи учеников и двадцать учителей. Из этих двадцати учителей у тысячи мальчишек-"реалистов" одним из самых любимых был именно он — преподаватель физики и естествознания Грегор Мендель, "патер Грегор", то есть "отец Грегор". Его называли так потому, что он, учитель Мендель, был еще и монахом. Монахом брненского монастыря святого Томаша. О нем тогда знали, что он был сыном крестьянина, – даже много лет спустя после того, как он уехал из своей родной деревни Хинчице, в его речи сохранился чуть шепелявый говорок местности, где прошло его детство. Знали, что он был очень способным и всегда блестяще учился – в сельской школе, потом в окружной школе, потом в гимназии. Но у родителей Менделя не было денег, чтобы дальше платить за его учение. И он никуда не мог поступить на службу, потому что был сыном простого крестьянина. Чтобы пробить себе дорогу, Иоганну Менделю (с рождения его звали Иоганном) пришлось поступить в монастырь и по церковному обычаю принять другое имя – Грегор. Он поступил в монастырь святого Томаша и стал учиться в богословской школе. И там тоже, проявил блестящие способности и невероятное усердие. Он должен был стать доктором богословия – ему совсем немного оставалось до этого. Но экзаменов на степень доктора богословия патер Мендель не стал сдавать, потому что карьера богослова его не интересовала. Он добился другого. Добился, чтоб его направили учителем в гимназию маленького города Зноймо, на юге Чехословакии. В этой гимназии он стал преподавать не закон божий, а математику и греческий язык. Однако и это его не удовлетворяло. С юности у него была другая привязанность: он очень любил физику и естествознание и много времени тратил на их изучение. Путь самоучки – тернистый путь. Через год после того, как он стал преподавать в Зноймо, Мендель попытался сдать экстерном экзамены на звание учителя физики и естествознания. Он провалился на этих экзаменах, потому что, как у всякого самоучки, знания его были отрывочны. И тогда Мендель добился еще одного: он добился, что монастырское начальство послало его в Вену, в университет. В ту пору все преподавание в Австрии находилось в руках церкви. Церковному начальству было важно, чтобы монахи-учителя обладали необходимыми знаниями. Потому-то Менделя и послали в университет. Он проучился в Вене два года. И все эти два года он посещал занятия только по физике, по математике и по естественным дисциплинам. Он снова проявил себя удивительно способным – его даже взяли на работу помощником ассистента на кафедру знаменитого физика-экспериментатора Христиана Допплера, открывшего важный физический эффект, названный в его честь "Допплер-эффектом". И еще Мендель работал в лаборатории замечательного австрийского биолога Коллара. Он прошел настоящую научную школу. Он мечтал заниматься научными исследованиями, но ему приказали вернуться в монастырь святого Томаша. Ничего нельзя было поделать. Он был монахом и должен был подчиняться монастырской дисциплине. Мендель вернулся в Брно, стал жить в монастыре и преподавать экспериментальную физику и естествознание в реальной школе. Он был одним из самых любимых учителей этой школы: во-первых, потому, что очень хорошо знал предметы, которые преподавал, и еще потому, что он умел удивительно интересно и просто объяснять самые сложные физические и биологические законы. Он объяснял их, иллюстрируя свои объяснения опытами. Он был монахом, но, говоря ученикам о явлениях природы, никогда не ссылался на бога, божью волю и сверхъестественные силы. Явления природы монах Мендель объяснял как материалист. Он был человеком веселым и добрым. В монастыре монах Грегор занимал тогда должность "патера кюхенмайстера" – главного над кухней. Помня о своей голодной юности, он приглашал к себе в гости учеников победней и подкармливал их. Но ученики любили бывать у него совсем не потому, что учитель угощал их чем-то вкусным. Мендель выращивал в монастырском саду редкие для тех мест фруктовые деревья и красивые цветы – было чему подивиться. Еще учитель изо дня в день вел наблюдения за погодой и за изменениями на Солнце – это тоже было интересно. Один из его учеников стал потом профессором метеорологии и писал в воспоминаниях, что любовь к этой науке привил ему учитель Мендель. Ученики знали, что в углу сада под самыми окнами одного из монастырских зданий отгорожен маленький участок – всего тридцать пять на семь метров. На том участке учитель Мендель выращивал совсем неинтересное: обычный горох разных сортов. Этому гороху учитель уделял, право же, слишком много труда и внимания. Что-то он с ним делал... Кажется, скрещивал... Об этом он не рассказывал ученикам ничего.
СЛАВА НЕ ТОРОПИТСЯ
Он умер, и довольно скоро жители Брно стали забывать о том, что в их городе жил человек по имени Грегор Мендель. Только ученики его помнили – патер Грегор был хорошим учителем. И вдруг шестнадцать лет спустя после его смерти, в 1900 году, к Менделю пришла слава. О нем заговорил весь мир. Было так. В 1900 году трое ученых, исследовавших явления наследственности, вывели из своих опытов законы, по которым при скрещивании разных растений и животных признаки передаются по наследству потомству. И когда эти ученые, независимо один от другого, стали готовить для печати свои труды, то, просматривая литературу, каждый из них неожиданно узнал, что эти законы уже открыты учителем из города Брно Грегором Менделем. Открыты в тех опытах с горохом, который рос на крохотном участке в углу монастырского сада. Учитель ничего не рассказывал мальчишкам из реальной школы, но в Брно существовало общество любителей природы. На одном из заседаний общества Грегор Мендель сделал доклад "Опыты над растительными гибридами". Он рассказал в нем о работе, на которую ушло целых восемь лет. Конспект доклада Менделя был напечатан в журнале и разослан в сто двадцать библиотек разных городов Европы. Почему же только через шестнадцать лет ученые обратили внимание на эту работу? Может быть, никто прежде не открывал журнала? Не читал доклада? Почему слава великого ученого так не торопилась прийти к Менделю? Сначала нужно узнать, что же именно он открыл.
О ЧЕМ ПОВЕДАЛ САДОВЫЙ ГОРОХ
Дети похожи на пап и мам. Одни – больше на пап. Другие – больше на мам. Третьи – и на папу и на маму, или на бабушку, или на дедушку. Дети животных тоже похожи на родителей. Дети-растения – тоже. Все это люди заметили очень давно. Очень давно ученые знали о существовании наследственности. Но науке мало знать, что признаки родителей передаются по наследству их потомкам. Она обязана ответить на самые каверзные вопросы: "Почему это происходит?", "Как происходит?" 
Законы Менделя открыты на горохе, но их можно видеть на многих растениях. Скрещивали два вида крапивы. Посмотри, как выглядят листья у родителей, принадлежавших к разным видам, у их детей – гибридов крапивы – и внуков.
Многие ученые ломали голову над загадкой наследственности. Пришлось бы очень долго пересказать, какие были у них предположения, как блуждали исследователи разных времен, пытаясь понять суть сложного явления. Но вот за сто лет до Менделя петербургский ботаник академик Кельрейтер стал скрещивать два разных сорта гвоздики. Он заметил, что у первого поколения гвоздик, выращенного из семян, полученных при скрещивании, одни признаки, например, окраска цветов, такие, как были у растения-отца, другие, например, махровые цветы, как у растения-матери. Смешанных признаков не бывает. Но самое интересное: у второго поколения – у части потомков гибридов – распускались не махровые цветы – появлялись признаки растения-дедушки или растения-бабушки, которых у родителей не было. Такие же опыты проводили на протяжении ста лет многие исследователи – французы, англичане, немцы, чехи. Все они подтверждали, что у первого поколения растений-гибридов господствует признак одного из родителей, а участи растений-внуков проявляется признак бабушки или дедушки, у их родителя "отступивший". Ученые пытались выяснить, по каким же законам признаки "отступают" и проявляются вновь. Они выращивали на опытных участках сотни растений-гибридов, описывали, как передаются потомству признаки – все сразу: форма цветов и листьев, величина стебля, расположение листьев и цветов, форма и окраска семян и так далее, – но никаких четких закономерностей вывести им не удавалось. В 1856 году за работу взялся Мендель. 
Вот что увидел Мендель в первом, втором и третьем, поколении гибридов гороха. Он получил их, скрещивая растения с красными цветами и растения с белыми цветами.
Для своих опытов Мендель выбрал разные сорта гороха. И решил следить за передачей не всех сразу, а лишь одной пары признаков. Подобрал по нескольку пар растений с противоположными признаками, например, горох с желтыми и горох с зелеными зернами, с красными и белыми цветами. Он обрывал на несозревших цветах гороха пыльники, чтобы растения не опылялись сами, а затем наносил на пестики растений с желтыми зернами пыльцу растений с зелеными зернами и на пестики растений с зелеными зернами – пыльцу растений с желтыми. Что получилось? Потомки всех растений принесли желтые зерна. Признак одного из родителей господствовал у них у всех. 
На этом рисунке хорошо видно, что разные признаки (окраска и морщинистость горошка), передаваемые потомству, друг с другом не связаны.
На следующий год Мендель дал этим растениям возможность опылиться собственной пыльцой и, чтобы в опыте не произошло никакой случайности, накрыл цветы бумажными колпачками-изоляторами. Ведь может же быть так, что жуки занесут чужую пыльцу на пестик?.. Изоляторы охраняли цветы от этого. Когда в стручках созрели зерна, оказалось, что три четверти этих зерен – желтые, а одна четверть – зеленые, такие, как были не у родителей, а у бабушки или дедушки. На следующий год Мендель снова посеял эти зерна. И снова оказалось, что в стручках гибридных растений, выращенных из желтых зерен, три четверти зерен имеют желтую окраску, а четверть – зеленую, такую, какая была уже не у растений – бабушки и дедушки, а у прабабушки или прадедушки. И с окраской зерен и с их формой, и с окраской цветов и расположением их на стебле, и с длиной стебля, и с другими признаками происходило одно и то же. Каждый признак передавался потомству, строго подчиняясь одним и тем же правилам. И передача одного признака не зависела от передачи другого. Вот и все, что показали опыты. Как видите, Мендель на большом количестве растений проследил то, что было известно и раньше. Однако он сделал больше своих предшественников: он объяснил увиденное.
КЕМ ЖЕ ОН БЫЛ?
Он был учителем: давал в школе уроки, ходил с учениками на экскурсии, собирал растения для гербариев. Он был монахом: ведал монастырской кухней, а потом и всем монастырским хозяйством. 
Таким он был в годы, когда работал над открытием законов наследственности.
Но, сидя вечерами за письменным столом, устланным листочками с записями наблюдений, учитель Мендель становился кибернетиком. Да, да, теперь есть такая область науки – кибернетика, изучающая, как управляются, как регулируются процессы, происходящие в природе. В кибернетике существует группа задач, условно называемых "задачами черного ящика". Смысл их таков: некие сигналы поступают в прибор неизвестной конструкции. В приборе – в "черном ящике" – они перерабатываются и выходят в измененном виде. Известно, какие сигналы поступали и как они изменились. Нужно выяснить, как устроен прибор. Именно такую задачу и предстояло решить учителю из Брно. Менделю было известно, какими признаками обладали растения-родители. Ему стало известно, как эти признаки передавались потомкам, как одни из них господствовали, а другие то отступали, то появлялись вновь. Он знал еще одно: признаки передавались через пыльцу и яйцеклетки, из которых развивались семена растений. Ни пыльца, ни яйцеклетки не имели – как ни рассматривай их в микроскоп – ни стеблей, ни цветов, но из них получались совсем непохожие желтые или зеленые зерна – семена. Из семян вырастали похожие на них стебли, затем распускались цветы тон или иной окраски. И Мендель – впервые в истории науки – понял, что от растений-родителей растениям-детям через пыльцу и яйцеклетки передаются не сами признаки, не окраска и форма цветов и семян, а нечто другое – невидимые глазу частицы, благодаря которым эти признаки появляются. Он назвал эти частицы наследственными задатками. Он понял, что любое из растений-родителей передает своему потомку по одному задатку каждого признака. Эти задатки не сливаются, не образуют новых задатков. Эти задатки "равноправны": может проявиться один, и может проявиться другой. Задатки не исчезают. Если в первом поколении проявился один задаток, то у части растений второго поколения может проявиться другой. Более того: даже у части потомков растений второго поколения и у потомков их потомков тоже проявляются задатки, унаследованные от растения-прадеда. Но тут возникает еще одни вопрос. Если задатки никуда не исчезают, значит, у каждого следующего поколения, казалось бы, должно накапливаться по множеству задатков одного и того же признака, полученного от отцов, матерей, дедушек, бабушек, прадедушек и прабабушек. А поскольку эти задатки материальны, это значит, что половые клетки, клетки пыльцы растений и яйцеклетки из поколения в поколение должны были бы увеличиваться в размере, если бы в них в геометрической прогрессии все время увеличивалось количество задатков. Ничего подобного не происходило... И тогда, чтобы объяснить это, Мендель предположил, что каждая половая клетка несет всегда только по одному задатку каждого признака, а при оплодотворении яйца, при формировании клетки, из которой разовьется зародыш, в ней оказываются два задатка. А когда формируется новая половая клетка, то эти задатки, видимо, расходятся, и в каждой половой клетке снова оказывается только один. И Мендель на основе своих опытов доказал еще, что задаток одного признака передается независимо от задатка другого признака. Ведь зерна растений гороха могут иметь окраску, какая была у растения-дедушки, например, желтую, а форму – какая была у растения-бабушки. Все это Мендель доказал математическим путем, Все его доказательства были очень точными, таких задач в ту пору никто не умел решать. А поэтому его предположения показались современникам фантастикой. ...Мендель сделал доклад в обществе естествоиспытателей города Брно. Журнал с его докладом вышел в свет и попал в сто двадцать библиотек университетов разных городов Европы. Он был прочитан, видимо, многими серьезными естествоиспытателями. Но в ту пору биологи не имели точных знаний о том, как происходит деление клеток, из каких удивительных событий состоит этот процесс. И работа Менделя была никем не понята. Работа Менделя была забыта...
***
Шли годы. В конце 70-х годов XIX века биологи научились окрашивать клеточные ядра. И тогда было обнаружено, что перед делением клеток в ядрах выявляются особые тельца – "хромосомы" (по-гречески это слово означает "окрашивающиеся тельца"). Наблюдая над развитием оплодотворенной клетки, биологи предположили, что хромосомы имеют отношение к передаче наследственных признаков. А в 1900 году другими учеными были заново открыты законы Менделя. Потом были снова прочитаны его работы. И оказалось, что, не видя того, что происходит в ядрах клеток, Мендель создал теорию передачи наследственных задатков. Так сто лет назад учитель физики и биологии из чешского города Брно положил начало новой науке – генетике, науке о наследственности. Генетика – наука очень важная. Она распознает, как происходят наследственные изменения животных и растений. А ведь только зная суть таких сложных процессов, можно выводить новые породы животных и новые сорта растений, предупреждать многие наследственные болезни у людей. За долгие годы в науке о наследственности было много событий. В ней возникало немало теорий, и немало теорий было в ней опровергнуто. Но то, что понял скромный и гениальный брненский учитель, осталось незыблемым.
journal-shkolniku.ru
