科学故事孟德尔

Posted 2022-01-02

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    约翰?孟德尔
    十九世纪，生物学取得了巨大的进步，从宏观上弄清了遗传物质的基础是基因，发现了细胞及其各部分的功能，创立了生物进化学说，为以后分子生物学的发展奠定了基础。但是，由于研究手段的局限性，人们还不能具体地了解遗传物质更深一个层次的具体结构以及它们影响生物性状的具体机制，生物学还停留在非定量、非精确描述的初步阶段。二十世纪以来，化学和物理学有了飞跃的发展，并开始向生物学渗透。二十世纪初形成了生物化学，第二次世界大战前后，物理学的思想和方法又与生物学相结合。现代物理学、化学渗入到生物学中，引起了生物学革命。
    这个革命的主要标志是分子生物学的诞生，它使生物学进入定量的、分子水平的阶段，取得了一系列震惊世界的科学成果。特别是遗传密码的破译，敲开了生命科学的大门。
    一些科学家认为，正象二十世纪初相对论和量子理论使在物理学发生的革命一样，今天的分子生物学使生物学经历着这场深刻的革命，它给人类带来的影响也是不可估量的。
    繁殖和遗传是生物界的特有现象，生物在繁殖的过程中既有深刻的遗传保守性，又有变异性。变异性使生物有可能产生出更适应新环境的新个体，遗传性又使新的特点巩固下来，遗传给后代。
    生物究竟是怎样遗传的，有没有规律？遗传的本质是什么？这是长期以来困惑人们的重大问题之一。十九世纪末、二十世纪初，孟德尔和摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866～1945，美国生物学家）的基因学说的建立，使人们对生物遗传的本质和规律的认识大大跨进了一步。
    达尔文进化论的一个不足，就是忽视了遗传所引起的物种突变。在二十世纪初，关于遗传的研究取得了显著进展。
    一九00年，荷兰的植物学家、遗传学家德?弗里斯（1848～ 1935）、德国的植物学家科伦斯（1864～ 1933）和奥地利的植物学家切马克各自发表文章，都称赞一个科学界不知道的奥地利人孟德尔（Johann GregorMendel，1822～1884），因为他发现了重要的遗传学定律??孟德尔定律。这就是后来人们所说的孟德尔定律的再发现。
    这究竟是怎么回事呢？原来他们三人各自在遗传学研究上获得重要发现，都准备发表论文，就去查阅以前的文献资料，又都发现了三十多年前孟德尔的文章。孟德尔在十九世纪后半期的发现，奠定了现代遗传学的基础。
    一九零0年，孟德尔定律的再发现曾经轰动了当时的生物学界，大大地加速了遗传学的发展，标志着现代遗传学的建立。
    这三位科学家都作出了正直而诚实的决定，不把遗传学上这一发现归功于自己，而是大声疾呼以引起人们对孟德尔发现的注意，并把自己的研究成果，作为孟德尔的发现的新的证明予以发表。这件事成了科学史上的美谈。
    一八二二年，格里高?约翰?孟德尔生于奥地利的西里西亚附近一个贫苦农民的家庭里，从小爱好园艺。
    他十六岁的时候，因家境贫困，交不起学费，不得不自谋生路。他曾经大病三次感到前途渺茫，在一八四三年进入了布鲁恩（现在捷克斯洛伐克的布尔诺）的修道院作修道士，学习了四年的神学课。一八四七年，他获得牧师职位。
    在朋友们的帮助下，他于一八五O年到维也纳大学理学院深造。在这里他参加了维也纳动植物学会，并在学会上宣读过关于害虫危害农作物方面的论文。
    一八五三年复，他回到了布鲁恩修道院，后当了奥古斯蒂纳教会修道院的院长，此外，他还担任时代学校的动植物教师。这所修道院是当地的一个学术和科学研究的中心。
    孟德尔十分喜爱园艺，可以算是一个业余植物学家。从一八五七年起，结合教学，他从事植物的杂交实验工作。
    孟德尔除了遗传学上的伟大发现外，别无建树，在平静安稳中度过了自己的一生。
    孟德尔爱好统计学和园艺学，这两者的结合，对他在遗传学上的发现起了很大的作用。从一八五七年开始，孟德尔连续八年栽培豌豆．精心地进行豌豆的杂交试验。
    他经常在园地里观察植物的生长，进行授粉杂交，收集种子并作好各种标记、归类和整理。在整个实验过程中，他处理过近三万株的豌豆。
    经过八年的艰苦工作，他得出了两条重要的遗传定律，即分离定律和自由组合定律。在一八六五年的布尔诺自然科学协会上，他发表了《植物杂交实验》的论文，引起了热烈地讨论，该论文发表在《布尔诺自然科学协会杂志》上。
    他在论文中首先提出了遗传单位（现在叫基因）的概念，并阐明了遗传的规律，后来被称为“孟德尔定律”。
    一八六六年底，刊登孟德尔研究的论文的刊物被送到一百二十多个学会和大学里，但是，几乎没有人读这篇文章，始终没有引起学术界的注意，足足被埋没了三十五年之久。
    在他完成这项精心设计的实验后不久，他被选为修道院院长。繁忙的院务和多病的身体使他没有更多的时间进行这项研究。一八八四年，这位现代遗传学的奠基人??孟德尔去世，当时没有一个人把他当作一位科学家，也没有一个人承认他的科学理论。
    一直到一九零O年春天，才被三个不同国籍的科学家，耶德国的科伦斯、荷兰的德?弗里斯、奥地利的切马克几乎同时发现和引证，他们用自己的试验证明了孟德尔研究成果的重要性和正确性。于是，正如其它科学上的伟大发现一样，孟德尔和他的遗传定律，一下子就传遍了全世界，引起了人们巨大的反响，成了近代遗传学的基础。
    孟德尔定律再发现以后，遗传学的研究很快把孟德尔定律同细胞学的成就结合起来，开展了大量实验工作，成绩卓著。以后，又同分子生物学相结合，发展了标志着生物学革命的分子遗传学。由于这些成就，使遗传学成为二十世纪生物学中思想最活跃、成就最显著的科学之一。
    溯源追本，大家公认孟德尔定律是现代遗传学的科学基础，孟德尔为现代遗传学的奠基人。
    丰富和发展了孟德尔遗传学说的是美国生物学家摩尔根（1866～ 1945），他建立了基因说，使遗传学理论获得了第二次发展。
    和摩尔根一起工作的还有一位出色的青年科学家穆勒（1890～1968），他第一个用人工方法使果蝇产生突变，并用实验证明天射线剂量和基因突变率成正比。
    事实上，摩尔根的基因论和穆勒的人工突变的成就，对学术界的震动大大地超出了生物界。三十年代以来，由于他们在遗传学上的成就，使一些知名的物理学家，如薛定愕、波尔、贝尔纳、化学家鲍林等人都对遗传学产生了很大的兴趣。这些科学家的一些研究成果和著作反过来又推动了遗传学的大发展。
    摩尔根等人的科学成就同孟德尔遗传定律、分子遗传学一起，被视为遗传学发展史上的三个高峰。
    孟德尔是遗传学的奠基人。他发现的遗传规律，被人们称为“孟德尔定律”。
    孟德尔定律包括下述三个方面的内容：
    1．显性规律一具有相对性状的纯质亲本杂交时，由于某个性状对它的相对性状的显性作用，于一代所有个体都表现出这一性状。例如红花豌豆和白花豌豆杂交，于一代都是红花，因为红花对白花是显性；
    2．分离规律一第一遗传定律。在子一代中表现为分离现象，出现红花和白花，成3：l的比例。即在身体细胞中成对的因子，在形成配子时，各自分离，在遗传上保持纯洁性。而且，杂种所产生的不同配子数相等，各种配干的结合概率相等；
    3．独立分配规律，也叫作自由给合定律一第二定律。也就是说，在两对或两对以上的相对性状的杂交中，于二代出现独立分配现象。
    孟德尔遗传定律第一次用数学方法定量地把生物遗传规律表示出来，在生物学史上有重大意义。一九零九年，荷兰遗传学家约翰逊（1857～1927）提出用“基因”这个术语代替孟德尔的遗传“因子”，此后，基因这个概念便一直为生物学界所使用。
    一九零零年孟德尔定律的再发现，曾经轰动了当时的生物学界，大大加速了遗传学的发展，标志着现代遗传学的建企。

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