Gregor Mendeli elulugu: geneetika asutaja. Mida Gregor Mendel avastas? Gregor Mendeli avastused bioloogias

Austria-Ungari teadlast Gregor Mendelit peetakse õigustatult pärilikkuse teaduse - geneetika - rajajaks. Alles 1900. aastal “taasavastatud” teadlase töö tõi Mendelile postuumse kuulsuse ja oli uue teaduse algus, mida hiljem nimetati geneetikaks. Kuni 20. sajandi seitsmekümnendate lõpuni liikus geneetika peamiselt Mendeli sillutatud rada pidi ja alles siis, kui teadlased õppisid lugema DNA molekulide nukleiinsete aluste järjestust, hakati pärilikkust uurima, mitte hübridisatsiooni tulemusi analüüsides, kuid tuginedes füüsikalis-keemilistele meetoditele.

Gregor Johann Mendel sündis Sileesias Heisendorfis 22. juulil 1822 talupoja perekonnas. Algkoolis näitas ta üles silmapaistvaid matemaatilisi võimeid ja jätkas oma õpetajate nõudmisel oma haridusteed lähedal asuva väikese Opava linna gümnaasiumis. Mendeli edasiõppimiseks ei jätkunud peres aga raha. Suure vaevaga õnnestus neil piisavalt kokku kraapida, et gümnaasiumikursus läbida. Appi tuli noorem õde Teresa: ta annetas talle säästetud kaasavara. Nende vahenditega sai Mendel veel mõnda aega ülikooli ettevalmistuskursustel õppida. Pärast seda kuivasid pere rahalised vahendid täielikult kokku.

Lahenduse pakkus välja matemaatikaprofessor Franz. Ta soovitas Mendelil liituda Brno augustiinlaste kloostriga. Sel ajal juhtis seda abt Cyril Napp, avarate vaadetega mees, kes julgustas teaduse poole püüdlema. 1843. aastal astus Mendel sellesse kloostrisse ja sai nimeks Gregor (sündil anti talle nimi Johann). Läbi
Neljaks aastaks saatis klooster 25-aastase munga Mendeli keskkooli õpetajaks. Seejärel õppis ta aastatel 1851–1853 Viini ülikoolis loodusteadusi, eriti füüsikat, misjärel sai temast Brno reaalkooli füüsika ja loodusloo õpetaja.

Tema neliteist aastat kestnud õppetöö pälvis kõrgelt nii kooli juhtkonna kui ka õpilaste hinnangu. Viimaste mälestuste järgi peeti teda üheks nende lemmikõpetajaks. Oma elu viimased viisteist aastat oli Mendel kloostri abt.

Noorusest peale tundis Gregor huvi loodusloo vastu. Pigem amatöör kui elukutseline bioloog, katsetas Mendel pidevalt erinevate taimede ja mesilastega. 1856. aastal alustas ta oma klassikalist tööd hübridiseerimise ja herneste tegelaste pärilikkuse analüüsi kohta.

Mendel töötas tillukeses kloostriaias, alla kahe ja poolesaja hektari. Ta külvas herneid kaheksa aastat, manipuleerides selle taime kahe tosina sordiga, mis erinevad õievärvi ja seemnetüübi poolest. Ta tegi kümme tuhat katset. Oma töökuse ja kannatlikkusega hämmastas ta väga oma partnereid Winkelmeyerit ja Lilenthali, kes teda vajalikel juhtudel aitasid, aga ka aednik Mareshi, kes oli väga aldis jooma. Kui Mendel ja
andis oma abilistele selgitusi, tõenäoliselt ei saanud nad temast aru.

Tooma kloostris kulges elu aeglaselt. Gregor Mendel oli samuti rahulik. Püsiv, tähelepanelik ja väga kannatlik. Uurides ristamise tulemusena saadud taimede seemnete kuju, et mõista ainult ühe tunnuse (“sile - kortsus”) edasikandumise mustreid, analüüsis ta 7324 hernest. Ta uuris iga seemnet läbi suurendusklaasi, võrdles nende kuju ja tegi märkmeid.

Mendeli katsetega algas järjekordne ajaarvestus, mille peamiseks eristavaks tunnuseks oli taas Mendeli juurutatud hübridoloogiline analüüs vanemate individuaalsete omaduste pärilikkuse kohta järglastel. Raske on öelda, mis täpselt pani loodusteadlase abstraktse mõtlemise poole pöörduma, paljalt numbritelt ja arvukatelt katsetelt kõrvale juhtima. Aga just see võimaldas tagasihoidlikul kloostrikooli õpetajal näha uurimuse tervikpilti; näete seda alles pärast seda, kui peate vältimatute statistiliste erinevuste tõttu kümnendikke ja sajandikuid tähelepanuta jätma. Alles siis paljastasid teadlase poolt sõna otseses mõttes "sildistatud" alternatiivsed omadused tema jaoks midagi sensatsioonilist: teatud tüüpi ristamised erinevatel järglastel annavad suhte 3:1, 1:1 või 1:2:1.

Mendel pöördus oma eelkäijate teoste poole, et kinnitada tema meelest välganud oletust. Need, keda uurija autoriteetidena austas, jõudsid eri aegadel ja igaüks omal moel üldisele järeldusele: geenidel võivad olla domineerivad (supressiivsed) või retsessiivsed (surutud) omadused. Ja kui nii, järeldab Mendel, siis heterogeensete geenide kombinatsioon annab tegelaste samasuguse jagunemise, mida täheldatakse tema enda katsetes. Ja just nendes suhtarvudes, mis tema statistilise analüüsi abil arvutati. "Kontrollides kooskõla algebraga" tekkinud herneste põlvkondades toimuvate muutuste kohta, võttis teadlane kasutusele isegi tähetähised, märkides domineeriva oleku suure ja sama geeni retsessiivse oleku väikese tähega.

Mendel tõestas, et organismi iga omaduse määravad ära pärilikud tegurid, kalduvused (hiljem hakati neid nimetama geenideks), mis kanduvad edasi vanematelt sugurakkudega järglastele. Ristumise tulemusena võivad ilmneda uued pärilike tunnuste kombinatsioonid. Ja iga sellise kombinatsiooni esinemissagedust saab ennustada.

Kokkuvõttes näevad teadlase töö tulemused välja järgmised:

Kõik esimese põlvkonna hübriidtaimed on ühesugused ja neil on ühe vanema tunnusjoon;

Teise põlvkonna hübriidide hulgas esineb nii domineerivate kui ka retsessiivsete tunnustega taimi vahekorras 3:1;

Need kaks tunnust käituvad järglastel iseseisvalt ja esinevad kõigis võimalikes kombinatsioonides teises põlvkonnas;

On vaja eristada tunnuseid ja nende pärilikke kalduvusi (dominantsete tunnustega taimed võivad varjatud kujul kanda
retsessiivsed tegemised);

Isas- ja naissugurakkude kombinatsioon on nende sugurakkude omaduste suhtes juhuslik.

Veebruaris ja märtsis 1865 teatas provintsi teadusringkonna, nimega Bru linna Looduseuurijate Selts, koosolekutel kahes aruandes üks selle lihtliikmetest Gregor Mendel oma 1863. aastal lõpetatud aastatepikkuse uurimistöö tulemustest. .

Vaatamata asjaolule, et ringi liikmed võtsid tema aruanded üsna külmalt vastu, otsustas ta oma töö avaldada. See avaldati 1866. aastal seltsi teostes pealkirjaga "Katsed taimehübriididel".

Kaasaegsed ei mõistnud Mendelit ega hinnanud tema loomingut. Paljude teadlaste jaoks ei tähendaks Mendeli järelduse ümberlükkamine midagi vähemat kui oma kontseptsiooni kinnitamine, mis väidab, et omandatud tunnust saab kromosoomiks "pigistada" ja muuta pärilikuks. Ükskõik kui auväärsed teadlased purustasid Brnost pärit tagasihoidliku kloostri abti "rahuliku" järelduse, tulid nad alandamiseks ja naeruvääristamiseks välja igasuguseid epiteete. Aga aeg otsustas omal moel.

Jah, Gregor Mendelit ei tunnustanud tema kaasaegsed. Skeem tundus neile liiga lihtne ja leidlik, millesse mahuvad pinge ja kriuksumiseta keerulised nähtused, mis inimkonna meelest moodustasid kõigutamatu evolutsioonipüramiidi aluse. Lisaks oli Mendeli kontseptsioonil ka haavatavusi. Nii tundus see vähemalt tema vastastele. Ja ka uurija ise, kuna ta ei suutnud nende kahtlusi hajutada. Üks tema ebaõnnestumiste "süüdlasi" oli
Kullitüdruk.

Müncheni ülikooli professor botaanik Karl von Naegeli soovitas Mendeli teost lugedes autoril katsetada seadusi, mille ta avastas kulli kohta. See väike taim oli Naegeli lemmikteema. Ja Mendel nõustus. Ta kulutas palju energiat uutele katsetele. Hawkweed on kunstlikuks ristumiseks äärmiselt ebamugav taim. Väga väike. Ma pidin oma nägemist pingutama, kuid see hakkas üha enam halvenema. Kulli ristumisest saadud järglased ei täitnud seadust, nagu ta arvas, oli see kõigi jaoks õige. Alles aastaid hiljem, pärast seda, kui bioloogid tuvastasid kullnokka muu, mittesugulise paljunemise fakti, eemaldati Mendeli peamise oponendi, professor Naegeli vastuväited päevakorrast. Aga Mendel ega Nägeli ise, paraku, polnud enam elus.

Nõukogude suurim geneetik, akadeemik B. L., rääkis Mendeli loomingu saatusest väga piltlikult. Astaurov, N. I. nimelise üleliidulise geneetika ja aretajate ühingu esimene president. Vavilova: "Mendeli klassikalise teose saatus on perversne ja draamata. Kuigi ta avastas, demonstreeris selgelt ja suuresti mõistis väga üldiseid pärilikkuse mustreid, ei olnud tollane bioloogia veel küpsenud, et mõista nende põhiolemust. Mendel ise nägi hämmastava läbinägelikkusega ette herneste avastatud mustrite üldist kehtivust ja sai tõendeid nende rakendatavuse kohta ka mõne teise taime puhul (kolme tüüpi oad, kahte tüüpi oad, mais ja ööilu). Tema visad ja tüütud katsed rakendada avastatud mustreid paljude kullirohu sortide ja liikide ristamisel ei vastanud aga ootustele ja kannatasid täieliku fiasko. Nii õnnelik kui esimese objekti (herneste) valik oli, sama ebaõnnestus ka teine. Alles palju hiljem, juba meie sajandil, sai selgeks, et kulli omapärased tunnuste pärimise mustrid on erand, mis ainult kinnitab reeglit. Mendeli ajal ei osanud keegi kahtlustada, et ta kullrohu sortide ristumisi tegelikult ei toimunud, kuna see taim paljuneb tolmeldamata ja viljastamata, neitsilikul viisil, nn apogaamia kaudu. Pinglike ja intensiivsete katsete ebaõnnestumine, mis põhjustas peaaegu täieliku nägemise kaotuse, Mendelile langenud koormavad prelaadi kohustused ja tema edenevad aastad sundisid teda oma lemmikuuringud katkestama.

Möödus veel mõni aasta ja Gregor Mendel suri, aimamata, millised kired tema nime ümber möllavad ja millise hiilgusega see lõpuks kaetakse. Jah, kuulsus ja au saabub Mendelile pärast tema surma. Ta lahkub elust ilma kulli saladust lahti harutamata, mis ei "mahtunud" seadustesse, mille ta tuletas esimese põlvkonna hübriidide ühtluse ja järglaste omaduste lõhenemise kohta.

Mendelil oleks olnud palju lihtsam, kui ta oleks teadnud teise teadlase Adamsi töödest, kes oli selleks ajaks avaldanud teedrajava töö inimeste tunnuste pärimise kohta. Kuid Mendel polnud selle teosega tuttav. Kuid Adams sõnastas pärilike haigustega perede empiiriliste vaatluste põhjal tegelikult pärilike kalduvuste kontseptsiooni, märkides tunnuste domineerivat ja retsessiivset pärandumist inimestel. Aga botaanikud polnud arsti tööst kuulnud ja praktilist arstitööd oli tal ilmselt nii palju, et abstraktseteks mõteteks lihtsalt ei jätkunud aega. Üldiselt said geneetikud ühel või teisel viisil Adamsi tähelepanekutest teada alles siis, kui nad hakkasid tõsiselt uurima inimgeneetika ajalugu.

Ka Mendelil ei vedanud. Liiga vara teatas suur teadlane oma avastustest teadusmaailmale. Viimane polnud selleks veel valmis. Alles 1900. aastal, pärast Mendeli seaduste taasavastamist, hämmastas maailm teadlase eksperimendi loogika ilu ja arvutuste elegantset täpsust. Ja kuigi geen jäi jätkuvalt hüpoteetiliseks pärilikkuse ühikuks, hajusid lõpuks kahtlused selle olulisuses.

Mendel oli Charles Darwini kaasaegne. Kuid Brunni munga artikkel ei jäänud raamatu "Liikide päritolu" autorile silma. Võib vaid oletada, kuidas Darwin oleks Mendeli avastust hinnanud, kui ta oleks sellega tutvunud. Vahepeal näitas suur inglise loodusteadlane üles märkimisväärset huvi taimede hübridiseerimise vastu. Snapdragoni erinevaid vorme ristades kirjutas ta hübriidide lõhenemisest teises põlvkonnas: „Miks see nii on. Jumal teab..."

Mendel suri 6. jaanuaril 1884 kloostri abt, kus ta tegi hernestega katseid. Kaasaegsetele märkamatult Mendel siiski oma õigsuses ei kõigutanud. Ta ütles: "Minu aeg tuleb." Need sõnad on kirjutatud tema monumendile, mis on paigaldatud kloostriaia ette, kus ta katseid läbi viis.

Kuulus füüsik Erwin Schrödinger uskus, et Mendeli seaduste rakendamine võrdub kvantprintsiipide juurutamisega bioloogias.

Mendelismi revolutsiooniline roll bioloogias muutus üha ilmsemaks. Meie sajandi kolmekümnendate aastate alguseks said geneetikast ja Mendeli aluseks olevatest seadustest kaasaegse darvinismi tunnustatud alus. Mendelism sai teoreetiliseks aluseks uute kõrge saagikusega kultuurtaimede sortide, produktiivsemate loomatõugude ja kasulike mikroorganismide liikide väljatöötamisel. Mendelism andis tõuke meditsiinigeneetika arengule...

Brno äärelinnas asuvas augustiinlaste kloostris on praegu mälestustahvel ja esiaia kõrvale on püstitatud kaunis marmorist Mendeli monument. Endise kloostri ruumid, kust avaneb vaade eesaiale, kus Mendel oma katseid läbi viis, on nüüdseks muudetud temanimeliseks muuseumiks. Siia on kogutud käsikirjad (kahjuks mõned neist läksid sõja ajal kaduma), teadlase eluga seotud dokumendid, joonistused ja portreed, talle kuulunud raamatud, mille ääres on märkmed, mikroskoop ja muud tema kasutatud instrumendid. , samuti eri riikides ilmunud raamatud, mis on pühendatud talle ja tema avastusele.

Javascript on teie brauseris keelatud.
Arvutuste tegemiseks peate lubama ActiveX-juhtelemendid!

Gregor Mendel oli esimene, kes jõudis iidse mõistatuse lahendamisele lähedale. Ta oli munk Brunni kloostris (praegu Brno, Tšehhi Vabariik) ja tegeles lisaks õpetajatööle vabal ajal aedherneste ristamise katsetega. Tema 1865. aastal avaldatud raport sellel teemal ei leidnud laialdast tunnustust. Hoolimata asjaolust, et loodusliku valiku teooria oli kuus aastat varem kogu teadusmaailma tähelepanu pälvinud, ei omistanud vähesed Mendeli artiklit lugenud uurijad sellele erilist tähtsust ega seostanud selles esitatud fakte ajaloolise teooriaga. liikide päritolu. Ja alles 20. sajandi alguses said kolm erinevate organismidega katseid läbi viinud bioloogi sarnaseid tulemusi, mis kinnitasid postuumselt geneetika rajajana kuulsaks saanud Mendeli hüpoteesi.

Miks Mendelil õnnestus, kui enamik teisi uurijaid ebaõnnestus? Esiteks uuris ta ainult lihtsaid, selgelt määratletud omadusi – näiteks seemnete värvi või kuju. Lihtsaid pärilikke tunnuseid ei ole lihtne isoleerida ja tuvastada. Sellised tunnused nagu taime kõrgus, aga ka intelligentsus või inimese ninakuju sõltuvad paljudest teguritest ja nende pärimise seaduspärasusi on väga raske jälgida. Väliselt märgatavad ja samal ajal teistest märkidest sõltumatud on üsna haruldased. Lisaks jälgis Mendel ühe tunnuse edasikandumist mitme põlvkonna jooksul. Ja mis on võib-olla kõige olulisem, salvestas ta täpselt kogusühe või teise tunnusega indiviidid ja viis läbi andmete statistilise analüüsi.

Klassikalistes geneetikakatsetes kasutatakse alati kahte või enamat sorti, kahte sorti või read, samast bioloogilisest liigist, mis erinevad üksteisest selliste lihtsate omaduste poolest nagu taime õie värv või loomade karva värvus. Mendel alustas puhtad jooned herned, see tähendab liinidest, mis mitme põlvkonna jooksul ristusid ainult üksteisega ja näitasid seetõttu pidevalt ainult ühte tunnuse vormi. Sellised read väidetavalt on paljunevad puhtalt. Mendeli katse ajal ristitud isikud erinevatest liinidest omavahel ja said hübriidid. Samal ajal kandis ta taime häbimärgile, mille tolmukad olid ühelt liinilt eemaldatud, teise liini taime õietolmu. Eeldati, et erinevate vanemtaimede omadused hübriidjärglastes tuleks omavahel segada. Ühes katses (joonis 4.1) ristas Mendel puhast sorti kollaste seemnetega ja puhast roheliste seemnetega. Katse salvestusel tähendab rist “ristub...” ja nool osutab järgmisele põlvkonnale.

Võiks eeldada, et hübriidpõlvkonnal on kollakasrohelised seemned või mõned kollased ja mõned rohelised. Kuid moodustusid ainult kollased seemned. Näib, et märk “roheline” on põlvkonnast täielikult kadunud F 1(kiri F tähistab põlvkondi, ladinakeelsest sõnast filius – poeg). Siis pani Mendel seemned põlvest peale F 1 ja ristasid taimi omavahel, saades nii teise põlvkonna F2. Huvitav on see, et esimeses hübriidpõlvkonnas kaduma läinud “roheline” tunnus ilmnes taas: mõnel põlvkonnal taimedel. F 2 mõnel olid seemned kollased, teistel aga rohelised. Teised katsed tunnuse erinevate ilmingutega taimede ristamisel andsid samu tulemusi. Näiteks kui Mendel ristas ühe põlvkonna jooksul puhta lillade õitega hernesordi ja valgete õitega puhta sordi F 1 kõik taimed osutusid lillade õitega ja põlvkonnas F 2 Mõnel taimel olid lillad, teistel valged õied.

Erinevalt oma eelkäijatest otsustas Mendel arvestada konkreetse tunnusega taimede (või seemnete) täpse arvu. Ristades taimi nende seemnete värvi järgi, sai ta ühe põlvkonna jooksul F 2 6022 kollast seemet ja 2001 rohelist seemet. Ristades taimi õievärvi alusel, sai ta 705 lillat ja 224 valget õit. Need arvud ei ütle veel midagi ja sarnastel juhtudel lõid Mendeli eelkäijad käed ja väitsid, et selle kohta ei saa midagi mõistlikku öelda. Mendel märkas aga, et nende numbrite suhe oli 3:1 lähedal ja see tähelepanek viis ta lihtsa järelduseni.

Mendel arenes mudel- hüpoteetiline seletus ülesõidul toimuva kohta. Mudeli väärtus sõltub sellest, kui hästi see fakte selgitab ja katsete tulemusi ennustab. Mendeli mudeli järgi on taimedel teatud "tegurid", mis määravad pärilike tunnuste edasikandumise ja igal taimel on iga tunnuse jaoks kaks tegurit – üks igalt vanemalt. Lisaks võib üks neist teguritest olla domineeriv, see tähendab, tugev ja nähtav, ja teine ​​- retsessiivne, või nõrk ja nähtamatu. Seemnete kollane värvus peaks olema domineeriv ja roheline värvus peaks olema retsessiivne; valgega võrreldes domineerib lilla värv. See pärilikkuse tegurite omadus kajastub geenikatsete registreerimisel: suur täht tähendab domineerivat tunnust ja väike täht retsessiivset. Näiteks võib kollase värvi tähistada kui Y ja rohelist värvi kui u. Tänapäevase käsitluse kohaselt on "pärilikkuse tegurid" üksikud geenid, mis määravad seemnete värvi või kuju ja me nimetame geeni erinevaid vorme. alleelid või allelomorfid (morf- vorm, allelon- üksteist).

Riis. 4.1. Mendeli saadud tulemuste selgitus. Igal taimel on kaks koopiat geenist, mis määrab värvi, kuid annab ühe neist koopiatest edasi oma sugurakkudele. Y geen on y geeni suhtes domineeriv, seetõttu on kõigi Yy geenide komplektiga F t põlvkonna taimede seemned kollased. Järgmises põlvkonnas on võimalikud neli geenikombinatsiooni, millest kolm toodavad kollaseid seemneid ja üks- roheline

Joonisel fig. Joonisel 4.1 on näidatud Mendeli katsete käik ja ka järeldused, milleni ta jõudis. Kollaste seemnetega herneste puhtal real peab olema kaks tegurit: Y(YY), ja puhas herneste rida roheliste seemnetega - kaks tegurit y (yy). Kuna mõlemad tegurid on emataimedel samad, siis ütleme, et nad on homosügootne või et need taimed - homosügootid. Iga vanemtaim annab järglastele ühe teguri, mis määrab seemnete värvi, nii et kõik põlvkonna taimed Ft omavad tegureid Yy. Need kaks värvitegurit on erinevad, seega ütleme, et nad on heterosügootne või et need taimed - heterosügootid. Kui heterosügootsed taimed ristuvad üksteisega, toodavad kumbki kahte tüüpi sugurakke, millest pooled kannavad seda faktorit. ja ja teine ​​pool on tegur u. Sugurakud kombineeritakse juhuslikult ja annavad nelja tüüpi kombinatsioone: YY, YY, y-või uh. Rohelised seemned moodustuvad ainult viimase kombinatsiooniga, kuna mõlemad selles sisalduvad tegurid on retsessiivsed; muud kombinatsioonid annavad kollaseid seemneid. See seletab Mendeli täheldatud 3:1 suhet.

B. Volodin

MIDA ME TEMA KOHTA TEADME, KUI TA ELAS

Ta elas sada viiskümmend aastat tagasi.
Ta elas Tšehhi linnas Brnos, mida siis saksa keeles kutsuti Brünniks, sest Tšehhi kuulus tollase Austria-Ungari impeeriumi koosseisu.

Ta seisab siiani seal, õpetaja Mendel... See marmorist monument ehitati Brnosse 1910. aastal kogu maailma teadlaste rahaga.

Brno reaalkoolis, kus ta töötas, oli tuhatkond õpilast ja paarkümmend õpetajat. Nendest kahekümnest õpetajast oli tuhandel "realistlikul" poisil üks lemmikuid - füüsika ja loodusloo õpetaja Gregor Mendel "isa Gregor", see tähendab "isa Gregor".
Teda kutsuti nii, sest tema, õpetaja Mendel, oli ka munk. Brno Püha Toomase kloostri munk.
Siis teadsid nad tema kohta, et ta on talupoja poeg – isegi palju aastaid pärast seda, kui ta oma sünnikülast Hincicest lahkus, säilis tema kõnes lapsepõlves veedetud piirkonna kergelt libe aktsent.
Nad teadsid, et ta on väga võimekas ja õppis alati hiilgavalt - maakoolis, siis kreisikoolis, siis gümnaasiumis. Kuid Mendeli vanematel ei olnud raha, et jätkata tema õpetamise eest tasumist. Ja ta ei saanud kuhugi teenistusse astuda, sest ta oli lihtsa talupoja poeg. Teele jõudmiseks pidi Johann Mendel (tema nimi oli sünnist saati Johann) sisenema kloostrisse ja võtma kiriku kombe kohaselt teise nime - Gregor.
Ta astus Püha Toomase kloostrisse ja asus õppima teoloogiakooli. Ja ka seal näitas ta hiilgavaid võimeid ja uskumatut töökust. Temast pidi saama teoloogiadoktor – enne seda oli tal väga vähe aega jäänud. Kuid isa Mendel ei teinud teoloogiadoktori kraadi eksameid, sest teoloogi karjäär teda ei huvitanud.
Ta saavutas midagi muud. Tal õnnestus saada ta õpetajaks Tšehhoslovakkia lõunaosas Znojmo väikelinnas asuvasse gümnaasiumi.
Selles gümnaasiumis hakkas ta õpetama mitte jumalaseadust, vaid matemaatikat ja kreeka keelt. Seegi teda aga ei rahuldanud. Noorusest peale oli tal teistsugune kiindumus: ta meeldis väga füüsikale ja loodusteadustele ning veetis palju aega nende õppimisel.
Iseõppinud tee on okkaline tee. Aasta pärast Znojmos õpetama asumist püüdis Mendel eksternina sooritada eksameid füüsika- ja looduslooõpetaja tiitli saamiseks.
Ta kukkus neil eksamitel läbi, sest nagu iga iseõppija, olid tema teadmised katkendlikud.
Ja siis saavutas Mendel veel ühe asja: saavutas selle, et kloostrivõimud saatsid ta Viini, ülikooli.
Tol ajal oli kogu õpetus Austrias kiriku käes. Kirikuvõimudele oli oluline, et kloostriõpetajatel oleksid vajalikud teadmised. Sellepärast suunati Mendel ülikooli.
Ta õppis kaks aastat Viinis. Ja kõik need kaks aastat osales ta ainult füüsika, matemaatika ja loodusainete tundides.
Ta näitas end taas hämmastavalt võimekana - ta palgati isegi kuulsa eksperimentaalfüüsiku Christian Doppleri osakonna assistendina, kes avastas olulise füüsikalise efekti, mida tema auks nimetati "Doppleri efektiks".
Ja Mendel töötas ka imekauni Austria bioloogi Kollari laboris.
Ta läbis tõelise teadusliku kooli. Ta unistas teadusliku uurimistöö tegemisest, kuid tal kästi naasta Püha Toomase kloostrisse.
Midagi ei saanud teha. Ta oli munk ja pidi alluma kloostridistsipliinile. Mendel naasis Brnosse, hakkas elama kloostris ning õpetama reaalkoolis eksperimentaalfüüsikat ja loodusteadusi.
Ta oli selle kooli üks armastatumaid õpetajaid: esiteks sellepärast, et ta tundis väga hästi õpetatavaid aineid, aga ka seetõttu, et oskas hämmastavalt huvitavalt ja lihtsalt seletada kõige keerulisemaid füüsikalisi ja bioloogilisi seaduspärasusi. Ta selgitas neid, illustreerides oma seletusi katsetega. Ta oli munk, kuid oma õpilastele loodusnähtustest rääkides ei viidanud ta kunagi Jumalale, Jumala tahtele ja üleloomulikele jõududele. Munk Mendel seletas loodusnähtusi materialistina.
Ta oli rõõmsameelne ja lahke mees.
Munk Gregor töötas kloostris siis “Pater Küchenmeisteri” - köögijuhatajana. Oma näljast noorust meenutades kutsus ta vaesemad õpilased endale külla ja andis neile süüa.
Kuid õpilased ei armastanud teda üldse külastada, sest õpetaja kostitas neid millegi maitsvaga. Mendel kasvatas kloostriaias haruldasi viljapuid ja kauneid lilli – oli, mille üle imestada.
Õpetaja jälgis ka ilma ja Päikese muutusi päevast päeva – ka see oli huvitav. Üks tema õpilastest sai hiljem meteoroloogiaprofessoriks ja kirjutas oma memuaarides, et õpetaja Mendel sisendas temasse armastust selle teaduse vastu.
Õpilased teadsid, et aianurgas, otse ühe kloostrihoone akende all, oli aiaga piiratud ala - kõigest kolmkümmend viis korda seitse meetrit. Õpetaja Mendel kasvatas sellel krundil midagi täiesti ebahuvitavat: tavalisi eri sorti herneid. Õpetaja pühendas neile hernestele tõesti liiga palju tööd ja tähelepanu. Ta tegi sellega midagi... Tundub, et ta läks üle... Ta ei rääkinud oma õpilastele sellest midagi.

SLAVAL EI KIIRUTA

Ta suri ja üsna pea hakkasid Brno elanikud unustama, et nende linnas elab mees nimega Gregor Mendel. Ainult õpilased mäletasid teda – isa Gregor oli hea õpetaja.
Ja ootamatult, kuusteist aastat pärast tema surma, aastal 1900, tuli Mendelile kuulsus. Kogu maailm hakkas temast rääkima.
See oli selline.
Kolm pärilikkuse nähtusi uurinud teadlast tuletasid 1900. aastal oma katsetest välja seadused, mille järgi erinevate taimede ja loomade ristamisel päranduvad tunnused järglastele. Ja kui need teadlased hakkasid üksteisest sõltumatult oma töid avaldamiseks ette valmistama, siis kirjandust sirvides sai igaüks neist ootamatult teada, et Brno linna õpetaja Gregor Mendel oli need seadused juba avastanud. Need avastati nendes katsetes hernestega, mis kasvasid kloostriaia nurgas pisikesel krundil.
Õpetaja ei rääkinud reaalkooli poistele midagi, aga Brnos oli loodusesõprade selts. Ühel seltsi koosolekul tegi Gregor Mendel ettekande “Katsed taimehübriididel”. Ta rääkis tööst, mis võttis aega tervelt kaheksa aastat.
Mendeli ettekande kokkuvõte avaldati ajakirjas ja saadeti sajale kahekümnele raamatukogule erinevates Euroopa linnades.
Miks pöörasid teadlased sellele tööle tähelepanu alles kuusteist aastat hiljem?
Võib-olla pole keegi varem ajakirja avanud? Kas te pole aruannet lugenud?
Miks jõudis suure teadlase kuulsus Mendelile nii aeglaselt?
Kõigepealt peate välja selgitama, mida ta täpselt avastas.

MILLEST AIAHERNE RÄÄGIB

Lapsed on nagu isad ja emad. Mõned on rohkem nagu isad. Teised on rohkem emadele. Teised jälle – nii isale kui emale või vanaemale või vanaisale. Loomade lapsed näevad samuti välja nagu nende vanemad. Istuta ka lapsi.
Seda kõike märkasid inimesed juba ammu.
Väga pikka aega teadsid teadlased pärilikkuse olemasolust.
Kuid teadusele ei piisa teadmisest, et vanemate omadused on päritud nende järeltulijatelt. Ta on kohustatud vastama kõige keerulisematele küsimustele: "Miks see juhtub?", "Kuidas see juhtub?"


Mendeli seadused avastati hernestes, kuid neid võib näha paljudes taimedes. Ristati kahte tüüpi nõgeseid. Vaata, kuidas näevad lehed välja erinevatesse liikidesse kuuluvatel vanematel, nende lastel – nõgesehübriididel – ja lastelastel.

Paljud teadlased on hämmingus pärilikkuse saladuse üle. Läheks väga kaua aega, et ümber jutustada, mis eeldused neil olid, kuidas eri aegade uurijad ekslesid, püüdes mõista keeruka nähtuse olemust.
Kuid sada aastat enne Mendelit hakkas Peterburi botaanik akadeemik Kelreuter ristama kahte erinevat sorti nelki. Ta märkas, et ristamise teel saadud seemnetest kasvatatud esimese põlvkonna nelgidel olid mõned tunnused, näiteks õite värvus, nagu isataime omad, ja teised, näiteks topeltõied, nagu emal. taim. Segaseid märke pole. Kuid kõige huvitavam on see, et teises põlvkonnas — osadel hübriidide järglastel — kaksikõied ei õitsenud — neil olid vanaisa või vanaema taime tunnused, mida vanematel ei olnud.
Samu katseid viisid saja aasta jooksul läbi paljud teadlased – prantslased, britid, sakslased, tšehhid. Kõik nad kinnitasid, et hübriidtaimede esimeses põlvkonnas domineerib ühe vanema tunnus ning lapselapse taimede saatuses avaldub vanaema või vanaisa, nende vanemal “taandunud” tunnus.
Teadlased püüdsid välja selgitada, milliste seaduste järgi märgid "taanduvad" ja ilmuvad uuesti. Nad kasvatasid katselappides sadu hübriidtaimi, kirjeldasid, kuidas tunnused järglastele edasi kanduvad – kõike korraga: õite ja lehtede kuju, varre suurus, lehtede ja õite asetus, seemnete kuju ja värvus ning nii edasi – kuid nad ei suutnud tuletada mingeid selgeid mustreid.
1856. aastal asus Mendel tööle.


Seda nägi Mendel hernehübriidide esimese, teise ja kolmanda põlvkonna puhul. Ta sai need punaste õitega taimede ja valgete õitega taimede ristamise teel.

Oma katseteks valis Mendel erinevaid hernesorte. Ja otsustasin jälgida mitte kõigi korraga, vaid ainult ühe märgipaari edastamist.
Valisin välja mitu paari vastandlike omadustega taimi, näiteks kollase ja roheliste teradega herned, punaste ja valgete õitega.
Ta rebis valmimata herneõitel tolmukad ära, et taimed ise ei tolmeldaks, ja seejärel kandis roheliste teradega taimede õietolmu kollaste teradega taimede võrsetele ja kollaste teradega taimede õietolmu roheliste taimede võrsetele. terad.
Mis juhtus? Kõigi taimede järeltulijad tõid kollaseid teri. Ühe vanema märk oli nende kõigi seas domineeriv.


See joonis näitab selgelt, et järglastele ülekantavad erinevad omadused (herneste värvus ja kortsumine) ei ole omavahel seotud.

Järgmisel aastal andis Mendel neile taimedele võimaluse oma õietolmuga tolmeldada ja et katses õnnetusi ei juhtunud, kattis ta lilled paberist isoleerivate mütsidega. Võib ju juhtuda, et mardikad kannavad võõra õietolmu pesa peale?.. Isolaatorid kaitsesid õisi selle eest. Kui kaunades olevad terad küpsesid, selgus, et kolm neljandikku nendest teradest olid kollased ja veerand rohelised, samad, mis mitte vanemate, vaid vanavanemate omad.
Järgmisel aastal külvas Mendel need seemned uuesti. Ja jälle selgus, et kollastest teradest kasvatatud hübriidtaimede kaunades on kolm neljandikku teradest kollast värvi ja veerand rohelist, sama värvi, mis polnud enam taimedel - vanavanematel, vaid suurel. -vanaema või vanavanaisa. Ja terade värvi ja kujuga ja õite värvuse ja nende asukohaga varrel ja varre pikkusega ja muude omadustega juhtus sama. Iga omadus anti järglastele edasi, järgides rangelt samu reegleid. Ja ühe tunnuse edasikandumine ei sõltunud teise ülekandest.
See on kõik, mida katsed näitasid. Nagu näete, jälgis Mendel seda, mis oli teada enne suure hulga taimede kasutamist.
Siiski tegi ta rohkem kui tema eelkäijad: selgitas, mida nägi.

KES TA OLI?

Ta oli õpetaja: andis koolis tunde, käis õpilastega ekskursioonidel ja kogus taimi herbaariumide jaoks.
Ta oli munk: ta juhtis kloostri kööki ja seejärel kogu kloostri majandust.

Nii oli ta neil aastatel, mil ta tegeles pärilikkuse seaduste avastamisega.

Kuid õhtuti oma laua taga istudes, kaetud paberitükkidega vaatluste märkmetega, sai õpetaja Mendelist küberneetik. Jah, jah, nüüd on olemas selline teadusvaldkond - küberneetika, mis uurib, kuidas looduses toimuvaid protsesse juhitakse ja reguleeritakse.
Küberneetikas on rühm probleeme, mida tavapäraselt nimetatakse "musta kasti probleemideks". Nende tähendus on järgmine: teatud signaalid sisenevad tundmatu disainiga seadmesse. Seadmes - "mustas kastis" - neid töödeldakse ja need tulevad välja muudetud kujul.
On teada, milliseid signaale saadi ja kuidas need muutusid.
Peate uurima, kuidas seade töötab.
Just selle probleemi pidi lahendama Brno õpetaja.
Mendel teadis, millised omadused on emataimedel. Ta sai teadlikuks, kuidas need omadused kandusid järglastele, kuidas mõned neist domineerisid, teised aga kas taandusid või ilmusid uuesti.
Ta teadis veel üht asja: tunnused kanduvad edasi õietolmu ja munade kaudu, millest arenesid taimeseemned. Ei õietolmul ega munadel ei olnud – ükskõik kuidas neid mikroskoobi all vaadati – ei varsi ega õisi, vaid need andsid hoopis teistsuguseid kollaseid või rohelisi teri – seemneid. Seemnetest kasvasid välja nendega sarnased varred, seejärel puhkesid õide erinevat värvi või värvi õied.
Ja Mendel – esimest korda teaduse ajaloos – mõistis, et alates emataimedest kuni lapstaimedeni õietolmu ja munade kaudu ei sõltu need omadused ise, mitte õite ja seemnete värvus ja kuju, vaid milleski muus – osakestes, mis on neile nähtamatud. silma, tänu millele need omadused ilmnevad. Ta nimetas neid osakesi pärilikeks kalduvusteks.
Ta mõistis, et iga vanemtaim annab oma järglastele edasi iga tunnuse ühe kalde. Need kalded ei ühine ega moodusta uusi kalduvusi. Need kalduvused on "võrdsed": üks võib avalduda ja teine ​​võib avalduda.
Tehingud ei kao kuhugi. Kui esimeses põlvkonnas ilmnes üks tendents, siis mõnel teise põlvkonna taimel võib ilmneda teine. Veelgi enam: isegi mõnel teise põlvkonna taimede järglastel ja nende järglaste järglastel on vanavanaisa taimelt päritud kalduvused.
Siin aga kerkib teine ​​küsimus. Kui kalduvused kuhugi ei kao, tähendab see, et iga järgmine põlvkond peaks justkui kogunema palju sama iseloomuga kalduvusi, mis on saadud isadelt, emadelt, vanaisalt, vanaemadelt, vanaisadelt ja vanavanaemadelt. Ja kuna need kalded on materiaalsed, tähendab see, et sugurakkude, taimede õietolmu rakkude ja munade suurus peaks põlvest põlve suurenema, kui kaldete arv neis kogu aeg hüppeliselt suureneks.
Midagi sellist ei juhtunud...
Ja siis selle selgitamiseks pakkus Mendel välja, et igal sugurakul on alati ainult üks iga tunnuse kalduvus ja kui munarakk viljastatakse, siis kui rakk, millest embrüo areneb, on moodustunud, sisaldab see kahte kaldenurka.
Ja kui moodustub uus sugurakk, lähevad need kalduvused ilmselt lahku ja igas sugurakus on jällegi ainult üks.
Ja ka Mendel tõestas oma katsete põhjal, et ühe tunnuse kalduvus kandub edasi sõltumatult teise tunnuse kalduvusest. Hernetaimede teradel võib ju olla niisugune värv, nagu oli vanaisa taimel, näiteks kollane, ja kuju, mis oli vanaemataimel.
Mendel tõestas seda kõike matemaatiliselt. Kõik tema tõestused olid sel ajal väga täpsed. Ja seetõttu tundusid tema oletused tema kaasaegsetele fantastilised.
...Mendel tegi ettekande Brno Looduseuurijate Seltsis.
Ajakiri tema aruandega ilmus ja leidis tee saja kahekümnesse ülikooliraamatukogusse erinevates Euroopa linnades.
Seda lugesid ilmselt paljud tõsised loodusteadlased. Kuid sel ajal polnud bioloogidel täpseid teadmisi selle kohta, kuidas rakkude jagunemine toimub ja millistest hämmastavatest sündmustest see protsess koosneb.
Ja Mendeli loomingust ei saanud keegi aru. Mendeli looming ununes...

Aastad möödusid. 19. sajandi 70. aastate lõpus õppisid bioloogid raku tuumasid värvima.
Ja siis avastati, et enne rakkude jagunemist ilmnevad tuumades spetsiaalsed kehad - "kromosoomid" (kreeka keeles tähendab see sõna "värvilisi kehasid"). Viljastatud raku arengut jälgides pakkusid bioloogid, et kromosoomid on seotud pärilike tunnuste edasikandumisega.
Ja 1900. aastal avastasid teised teadlased uuesti Mendeli seadused. Siis loeti tema teoseid uuesti. Ja selgus, et nägemata rakkude tuumades toimuvat, lõi Mendel pärilike kalduvuste edasikandumise teooria. Nii pani sada aastat tagasi Tšehhi linnast Brnost pärit füüsika ja bioloogia õpetaja aluse uuele teadusele – geneetikale, pärilikkuse teadusele.
Geneetika on väga oluline teadus. See tunneb ära, kuidas loomadel ja taimedes toimuvad pärilikud muutused. Kuid ainult selliste keeruliste protsesside olemust teades saab välja arendada uusi looma- ja taimesorte ning ennetada paljusid pärilikke haigusi inimestel.
Pärilikkusteaduses on aastate jooksul toimunud palju arenguid. Selles tekkis palju teooriaid ja paljud teooriad lükati selles ümber. Kuid see, mida tagasihoidlik ja särav Brno õpetaja mõistis, jäi vankumatuks.

MENDEL (Mendel) Gregor Johann (1822-84), Austria loodusteadlane, munk, pärilikkuse doktriini (mendelismi) rajaja. Rakendades statistilisi meetodeid hernesortide hübridisatsiooni tulemuste analüüsiks (1856-63), sõnastas ta pärilikkuse seadused.

MENDEL (Mendel) Gregor Johann (22. juuli 1822, Heinzendorf, Austria-Ungari, praegu Gincice – 6. jaanuar 1884, Brunn, praegu Brno, Tšehhi), botaanik ja usujuht, pärilikkuse õpetuse rajaja.

Rasked õpiaastad

Johann sündis teise lapsena saksa-slaavi segapäritolu ja keskmise sissetulekuga talupojaperre Anton ja Rosina Mendelile. 1840. aastal lõpetas Mendel Troppau (praegu Opava) gümnaasiumi kuus klassi ja astus järgmisel aastal Olmutzi (praegu Olomouc) ülikooli filosoofiaklassidesse. Pere majanduslik olukord aga halvenes nende aastatega ning alates 16. eluaastast pidi Mendel ise oma toidu eest hoolitsema. Suutmata sellist stressi pidevalt taluda, astus Mendel pärast filosoofiaklasside lõpetamist oktoobris 1843 algajana Brunni kloostrisse (kus sai uue nime Gregor). Seal leidis ta eestkoste ja rahalise toetuse edasiõppimiseks. 1847. aastal pühitseti Mendel preestriks. Samal ajal õppis ta alates 1845. aastast 4 aastat Brunni teoloogiakoolis. Augustinuse klooster St. Thomas oli Moraavia teadus- ja kultuurielu keskus. Lisaks rikkalikule raamatukogule oli tal mineraalide kogu, katseaed ja herbaarium. Klooster patroneeris piirkonna kooliharidust.

Munk õpetaja

Mundena meeldis Mendelile lähedalasuva Znaimi linna koolis füüsika- ja matemaatikatundide andmine, kuid ta kukkus läbi õpetajate tunnistuse riiklikul eksamil. Nähes tema teadmistekirge ja kõrgeid intellektuaalseid võimeid, saatis kloostri abt ta jätkama õpinguid Viini ülikooli, kus Mendel õppis aastatel 1851-53 neli semestrit bakalaureuseõppes, osaledes seminaridel ja kursustel matemaatika ning loodusteadused, eriti kuulsa füüsika K. Doppleri kursus. Hea füüsiline ja matemaatiline ettevalmistus aitas hiljem Mendelit pärimisseaduste sõnastamisel. Brunni juurde naastes jätkas Mendel õpetamist (ta õpetas reaalkoolis füüsikat ja looduslugu), kuid tema teine ​​katse läbida õpetajatunnistus oli taas ebaõnnestunud.

Katsed hernehübriididel

Alates 1856. aastast hakkas Mendel kloostri aias (7 meetrit lai ja 35 meetrit pikk) läbi viima läbimõeldud ulatuslikke katseid ristuvate taimede (peamiselt hoolikalt valitud hernesortide seas) ja taimede tunnuste pärilikkuse mustrite selgitamiseks. hübriidide järglased. 1863. aastal viis ta katsed lõpule ja 1865. aastal teatas Brunni Loodusteadlaste Ühingu kahel koosolekul oma töö tulemustest. 1866. aastal ilmus seltsi toimetuses tema artikkel “Katsed taimehübriididel”, mis pani aluse geneetikale kui iseseisvale teadusele. See on teadmiste ajaloos harv juhus, kui üks artikkel tähistab uue teadusdistsipliini sündi. Miks seda nii peetakse?

Taimede hübridiseerimise ja hübriidide järglaste tunnuste pärilikkuse uurimisega tegelesid eri riikides aastakümneid enne Mendelit nii aretajad kui ka botaanikud. Domineerimise, lõhenemise ja tegelaste kombineerimise fakte märgati ja kirjeldati eelkõige prantsuse botaaniku C. Nodini katsetes. Isegi Darwin, kes ristas lillestruktuurilt erinevat tüüpi snapdraakoni sorte, saavutas teises põlvkonnas vormide suhte, mis oli lähedal tuntud Mendeli lõhele 3:1, kuid nägi selles ainult "pärilikkuse jõudude kapriisset mängu". Katsetesse võetud taimeliikide ja -vormide mitmekesisus suurendas väidete arvu, kuid vähendas nende paikapidavust. Tähendus või "faktide hing" (Henri Poincaré väljend) jäi Mendelini ebamääraseks.

Täiesti erinevad tagajärjed järgnesid Mendeli seitsmeaastasele tööle, mis moodustab õigustatult geneetika aluse. Esiteks lõi ta teaduslikud põhimõtted hübriidide ja nende järglaste kirjeldamiseks ja uurimiseks (millised vormid ristatakse, kuidas analüüsida esimeses ja teises põlvkonnas). Mendel töötas välja ja rakendas algebralise sümbolite ja tähemärkide süsteemi, mis kujutas endast olulist kontseptuaalset uuendust. Teiseks sõnastas Mendel kaks põhiprintsiipi ehk tunnuste põlvkondade kaupa pärimise seadust, mis võimaldavad ennustada. Lõpuks väljendas Mendel kaudselt ideed pärilike kalduvuste diskreetsusest ja binaarsusest: iga tunnust kontrollib ema ja isa kalduvuspaar (või geenid, nagu neid hiljem hakati nimetama), mis kanduvad edasi hübriididele vanemate paljunemisvõime kaudu. rakud ja ei kao kuhugi. Tegelaste olemused ei mõjuta üksteist, vaid lahknevad sugurakkude moodustumisel ja kombineeritakse seejärel vabalt järglasteks (tegelaste lõhenemise ja kombineerimise seadused). Kaldumiste sidumine, kromosoomide paaritumine, DNA kaksikheeliks – see on Mendeli ideedele tuginev 20. sajandi geneetika loogiline tagajärg ja peamine arengutee.

Suuri avastusi ei tunta sageli kohe ära

Kuigi seltsi toimetised, kus Mendeli artikkel avaldati, laekus 120 teadusraamatukogusse ja Mendel saatis välja veel 40 kordustrükki, leidis tema töö vaid ühe positiivse vastuse - Müncheni botaanikaprofessor K. Nägeli poolt. Nägeli ise tegeles hübridisatsiooniga, võttis kasutusele termini “modifikatsioon” ja esitas spekulatiivse pärilikkuse teooria. Siiski kahtles ta, kas herneste kohta kindlaks tehtud seadused on universaalsed, ja soovitas katseid korrata teiste liikidega. Mendel nõustus sellega lugupidavalt. Kuid tema katse korrata herneste kohta saadud tulemusi harilikul, millega Nägeli töötas, ebaõnnestus. Alles aastakümneid hiljem sai selgeks, miks. Kulli seemned moodustuvad partenogeneetiliselt, ilma seksuaalse paljunemiseta. Mendeli põhimõtetest oli teisigi erandeid, mida tõlgendati palju hiljem. Osalt on see ka tema loomingu külma vastuvõtu põhjuseks. Alates 1900. aastast, pärast kolme botaaniku – H. De Vriesi, K. Corrensi ja E. Cermak-Zeseneggi – artiklite peaaegu samaaegset avaldamist, kes kinnitasid iseseisvalt Mendeli andmeid oma katsetega, toimus tema töö tunnustamise plahvatus. . 1900. aastat peetakse geneetika sünniaastaks.

Mendeli seaduste avastamise ja taasavastamise paradoksaalse saatuse ümber on loodud ilus müüt, et tema looming jäi täiesti tundmatuks ja avastas selle alles juhuslikult ja iseseisvalt, 35 aastat hiljem, kolm taasavastajat. Tegelikult mainiti Mendeli tööd 1881. aasta taimehübriidide kokkuvõttes umbes 15 korda ja botaanikud teadsid sellest. Veelgi enam, nagu hiljuti K. Corrensi töövihikuid analüüsides selgus, luges ta veel 1896. aastal Mendeli artiklit ja kirjutas sellest isegi kokkuvõtte, kuid ei mõistnud tollal selle sügavat tähendust ja unustas.

Katsete läbiviimise stiil ja tulemuste esitamine Mendeli klassikalises artiklis muudab väga tõenäoliseks eelduse, milleni jõudis inglise matemaatiline statistik ja geneetik R. E. Fisher 1936. aastal: Mendel tungis esmalt intuitiivselt "faktide hinge" ja kavandas seejärel rea aastaid kestnud katseid, et tema idee valgustatud oleks parimal võimalikul viisil päevavalgele tulnud. Vormide arvuliste suhete ilu ja rangus poolitamisel (3: 1 või 9: 3: 3: 1), harmoonia, millesse oli võimalik sobitada faktide kaos päriliku muutlikkuse valdkonnas, võime teha ennustused – kõik see sisemiselt veenis Mendelit herneseaduste kohta leidu universaalsuses. Jäi vaid teadlaskonda veenda. Kuid see ülesanne on sama raske kui avastus ise. Faktide teadmine ei tähenda ju nende mõistmist. Suur avastus on alati seotud isiklike teadmiste, ilu- ja terviklikkuse tunnetega, mis põhinevad intuitiivsetel ja emotsionaalsetel komponentidel. Seda ebaratsionaalset tüüpi teadmisi on raske teistele inimestele edasi anda, sest see nõuab nendelt pingutust ja samasugust intuitsiooni.

Mendeli avastuse saatus – 35-aastane viivitus avastuse fakti ja selle kogukonnas äratundmise vahel – ei ole paradoks, vaid pigem teaduse norm. Niisiis, 100 aastat pärast Mendelit, juba geneetika hiilgeajal, tabas B. mobiilsete geneetiliste elementide avastamist sarnane 25-aastase mittetunnustamise saatus. Ja seda hoolimata asjaolust, et erinevalt Mendelist oli ta oma avastamise ajal väga lugupeetud teadlane ja USA riikliku teaduste akadeemia liige.

1868. aastal valiti Mendel kloostri abtiks ja ta loobus praktiliselt teaduslikust tegevusest. Tema arhiiv sisaldab märkmeid meteoroloogia, mesinduse ja keeleteaduse kohta. Brno kloostri kohale on nüüdseks loodud Mendeli muuseum; Ilmub eriajakiri "Folia Mendeliana".

1. Mendeli seadused

2. Kromosomaalne pärilikkuse teooria

3. Pärilikkuse molekulaarne alus

4. Geenid kromosoomidel. Mutatsioonid

1. Mendeli seadused

Kaasaegse geneetika edenemise kuni pärilikkuse molekulaarse aluse avastamiseni tagas peamiselt kvalitatiivsete polümorfismidega geneetikute töö, kuna nende tunnuste pärandumismustrid on üsna lihtsad ja geneetilisele analüüsile paremini kättesaadavad. Alustame oma esitlust kvalitatiivsete tunnuste geneetiliste alustega ja käsitleme kvantitatiivsete tunnuste pärimise keerukamaid mehhanisme veidi hiljem, eriti kuna nende mõlema pärandumine põhineb samadel mustritel, mille avastas esmakordselt Gregor Mendel.

Pikka aega oli pärilikkuse materiaalne substraat esindatud homogeense ainena. Usuti, et vanemate pärilik aine segunes järglastes nagu kaks vastastikku lahustuvat vedelikku. Selle vaatenurga kohaselt peavad hübriidid ehk organismid, mis on saadud erineva vormiga pärandmaterjali kombineerimisel, kujutama endast midagi vahepealset vanemate vahel. Tõepoolest, paljud hübriidid vastavad sellistele ideedele.

Kuid 19. sajandi lõpul. Mõned teadlased täheldasid hübriidides sellist varieeruvust, mida ei olnud võimalik seletada pärilike kalduvuste jagamatuse ja homogeensuse kontseptsiooni seisukohast. Üks neist teadlastest oli Gregor Mendel. G. Mendel näitas esimesena, et pärilikud kalduvused ei segune, vaid kanduvad edasi põlvest põlve muutumatute diskreetsete ühikute kujul. Pärilikud üksused edastatakse meeste ja naiste sugurakkude - sugurakkude kaudu. Igas indiviidis esinevad pärilikud üksused paarikaupa, samas kui sugurakud sisaldavad igast paarist ainult ühte ühikut.

G. Mendel nimetas pärilikkuse ühikuid “elementideks”. 1900. aastal, kui Mendeli seadused taasavastati ja aktsepteeriti, hakati pärilikkuse ühikuid nimetama "teguriteks". 1909. aastal andis Taani teadlane V. Johansen neile teise nime - "geenid" ja 1912. aastal näitas Ameerika geneetik T. Morgan, et geenid paiknevad kromosoomides.

Kust G. Mendel oma uurimistööd alustas? G. Mendeli edu on suuresti tingitud katseobjekti edukast valikust. G. Mendel töötas erinevate hernesortidega. Võrreldes teiste taimedega on hernel ristamiskatsetes mitmeid eeliseid.

Esiteks erinevad hernesordid selgelt mitmete tunnuste poolest (see tähendab, et G. Mendel katsetas kvalitatiivseid tunnuseid ja polümorfisme).

Teiseks on hernes isetolmlev taim, säilitades seeläbi sordi puhtuse ehk omaduse säilimise põlvest põlve.

Kolmandaks on kunstliku tolmeldamise teel võimalik taimi ristada ja saada soovitud hübriide. Hübriidid võivad anda ka järglasi, see tähendab, et nad on viljakad, mis, muide, ei ole alati nii. Mõnikord on hübriidid kaugel ristamisel steriilsed.

G. Mendelil õnnestus valida vastandlike tegelaste paarid, mis, nagu hiljem kindlaks tehti, on lihtsat tüüpi pärilikkusega. G. Mendelit huvitasid sellised omadused nagu seemnete kuju (sile või kortsus), seemnete värvus (kollane või roheline), õite värvus (valge või värviline) ja mõned teised.

Sarnaseid taimede hübridisatsioonikatseid viidi läbi rohkem kui üks kord enne G. Mendelit, kuid kellelgi ei õnnestunud saada nii põhjalikke andmeid, ja mis kõige tähtsam, eristada nendes pärilikkuse mustreid. Erilist tähelepanu tuleks pöörata punktidele, mis tagasid G. Mendeli edu, kuna tema uurimistööd võib pidada eeskujuks iga teadusliku eksperimendi läbiviimisel. Enne põhikatsete alustamist viis G. Mendel läbi katseobjekti eeluuringu ja kavandas hoolikalt kõik katsed. Uuringu põhiprintsiip oli etappide kaupa - kogu tähelepanu koondati esmalt ühele muutujale, mis lihtsustas analüüsi, seejärel asus T. Mendel analüüsima teist. Kõiki meetodeid järgiti rangelt, et tulemusi mitte moonutada; Saadud andmed registreeriti hoolikalt. G. Mendel viis läbi palju katseid ja sai piisava hulga andmeid, et tagada tulemuste statistiline usaldusväärsus. Katseobjekti valikul G. Mendelil tõepoolest paljuski vedas, kuna tema valitud tunnuste pärandumist ei mõjutanud mõned hiljem avastatud keerulisemad mustrid.

Uurides alternatiivsete omadustega taimede (näiteks siledad seemned – kortsus seemned, valged õied – värvilised õied) tulemusi, avastas G. Mendel, et kunstliku tolmeldamise teel saadud esimese põlvkonna (F1) hübriidid ei ole kahe vanemvormi vahepealsed. , ja enamikul juhtudel vastavad ühele neist. Näiteks värviliste õitega ja valgete õitega taimede ristamisel olid kõik esimese põlvkonna järglased värvilised õied. G. Mendel nimetas vanema omadust, et esimese põlvkonna taimed valdasid domineerivat (ladina keelest dominans - dominantne). Toodud näites on domineerivaks tunnuseks värvi olemasolu õites.

Katseliselt saadud hübriididest sai G. Mendel juba isetolmlemise teel teise põlvkonna järglasi (F2) ja avastas, et need järglased ei ole samad: mõned neist kannavad vanemtaime tunnust, mis ei ilmnenud esimese põlvkonna hübriidides. . Seega ilmnes F2 põlvkonnas uuesti omadus, mis puudus F1 põlvkonnas. G. Mendel järeldas, et see tunnus esines Fl põlvkonnas varjatud kujul. G. Mendel nimetas seda retsessiivseks (ladinakeelsest sõnast recessus – taganemine, eemaldamine). Meie näites on retsessiivseks tunnuseks valged lilled.

G. Mendel viis läbi terve rea sarnaseid katseid erinevate alternatiivsete tunnuste paaridega ja arvutas iga kord hoolikalt domineerivate ja retsessiivsete tunnustega taimede suhte. Kõigil juhtudel näitas analüüs, et domineerivate ja retsessiivsete tunnuste suhe F2 põlvkonnas oli ligikaudu 3:1.

Kolmandas põlvkonnas (F3), mis saadi samuti F2 põlvkonna taimede isetolmlemise teel, selgus, et need teise põlvkonna taimed, mis kandsid retsessiivset tunnust, andsid lõhenemata järglasi; domineeriva tunnusega taimed osutusid osaliselt mittesegregeeruvateks (konstantseteks) ja andsid osaliselt sama segregatsiooni kui F1 hübriidid (3 domineerivat 1 retsessiivsele).

G. Mendeli eelis seisneb selles, et ta mõistis: sellised tunnuste korrelatsioonid järglastel võivad olla ainult eraldiseisvate ja muutumatute pärilikkuse üksuste olemasolu tagajärg, mis kanduvad edasi sugurakkudega põlvest põlve. G. Mendel võttis domineerivate ja retsessiivsete tegurite jaoks kasutusele tähetähised, kusjuures domineerivad tähistatakse suurte tähtedega ja retsessiivsed väikeste tähtedega. Näiteks: A - värvilised lilled ja - valged lilled; B - seemned on siledad, b - seemned on kortsus.

Mendeli järeldused olid järgmised:

Kuna algsed sordid on puhtad (mitte lõhenenud), tähendab see, et domineeriva tunnusega sordil peab olema kaks domineerivat tegurit (AA) ja retsessiivse tunnusega sordil kaks retsessiivset tegurit (aa).

Sugurakud sisaldavad ainult ühte tegurit (dominantses - A, retsessiivses - a).

Esimese põlvkonna F1 taimed sisaldavad ühte faktorit, mis on saadud sugurakkude kaudu igalt vanemalt, see tähendab A ja a (Aa).

F1 põlvkonnas tegurid ei segune, vaid jäävad eraldi.

Üks teguritest domineerib teise üle.

F1 hübriidid moodustavad võrdse sagedusega kahte tüüpi sugurakke: mõned neist sisaldavad faktorit A, teised - a.

Viljastumisel on A-tüüpi emassugurakul võrdne võimalus ühineda nii A-faktorit kandva isassuguraku kui ka faktorit A kandva meessugurakuga. Sama kehtib ka a-tüüpi naiste sugurakkude kohta.

G. Mendel ei sõnastanud oma töös ühtegi seadust, mis praegu on laiemalt tuntud G. Mendeli seaduste nime all. Teised teadlased tegid seda tema eest ja avastasid uuesti Mendeli mustrid. Sellegipoolest kannavad geneetika põhiseadused õigustatult nende avastaja nime.

Mendeli esimene seadus ehk poolitamise seadus on sõnastatud järgmiselt. Sugurakkude moodustumise käigus eraldub paar pärilikku vanemlikku tegurit, nii et igasse sugurakku siseneb neist ainult üks. Selle seaduse järgi on antud organismi omadused määratud sisemiste tegurite paaridega.

G. Mendeli avastuse juures on kõige olulisem demonstratsioon, et F1 hübriidid moodustavad vaatamata ainult ühe tunnuse välisele avaldumisele rohkem kui ühte tüüpi sugurakke, mis kannavad võrdse sagedusega nii domineerivaid kui ka retsessiivseid tegureid. Varem arvati, et hübriidid, mis praktikas sageli esindavad vahepealseid vorme, moodustavad sugurakke, millel on ka vahepealne konstitutsioon. G. Mendel näitas, et pärilikud üksused on konstantsed ja diskreetsed. Neid antakse muutumatul kujul edasi põlvest põlve. Nad ei muutu, vaid ainult grupeeruvad.

G. Mendeli katsed ühe alternatiivsete tunnuste paariga taimede ristamise kohta on näide monohübriidsest ristumisest.

Olles paika pannud lõhenemismustrid ühe alternatiivsete tegelaste paari ristamisel, asus G. Mendel edasi kahe selliste tegelaskujude paari pärandumise uurimisele.

Kahte erineva iseloomuga paari (näiteks siledad ja samal ajal kollased seemned ning kortsus ja samal ajal rohelised seemned) kandvate isendite ristamist nimetatakse dihübriidseks ristumiseks.

Oletame, et üks vanemtaim kannab domineerivaid tunnuseid (siledad kollased seemned) ja teine ​​retsessiivseid tunnuseid (kortsus rohelised seemned). G. Mendel teadis juba, millised tunnused on domineerivad, ning asjaolu, et F1 põlvkonnas olid kõikidel taimedel siledad kollased seemned, polnud üllatav. G. Mendelit huvitas tegelaste poolitamine teise põlvkonna F2-s.

Erinevate tunnuste kombinatsioonide suhe osutus järgmiseks:

- sile kollane - 9,

- kortsus kollane - 3,

- sile roheline - 3,

- kortsus rohelised - 1,

- see tähendab 9:3:3:1.

Nii tekkis F2 põlvkonnas kaks uut tähemärkide kombinatsiooni: kortsuskollane ja sile roheline. Selle põhjal järeldas G. Mendel, et F1 põlvkonnas ühinenud vanemtaimede pärilikud omadused on järgnevatel põlvkondadel eraldunud ja käituvad iseseisvalt – iga ühest paarist pärit tunnust saab kombineerida mis tahes teise paari tunnusega. Seda G. Mendeli avastust nimetati Mendeli teiseks seaduseks ehk sõltumatu jaotuse põhimõtteks.

Dihübriidse ristumise käigus tekkivat lõhenemist saab esitada ka tabelina, kui domineerivad tegurid on tähistatud tähtedega A ja B ning retsessiivsed tegurid a ja b-ga. Siis on vanemlikud vormid AABB ja aabb, nende sugurakud AB ja ab ning esimese põlvkonna F1 hübriidid AaBb. Vastavalt sellele on neil hübriididel neli võimalikku tüüpi sugurakke, nagu on näidatud tabelis 3.3.

Sellist kirjet (tabeli kujul) nimetatakse Punnetti võreks. See võimaldab minimeerida vigu, mis võivad tekkida sugurakkude kõigi võimalike kombinatsioonide koostamisel.

Mendeli teisest seadusest tulenev kõige olulisem seisukoht on, et sugurakkude moodustumise käigus ristunud sortide pärilikud tegurid võivad moodustada uusi kombinatsioone ehk rekombineeruda.

Kahjuks ei hinnatud Mendeli avastuste tähtsust tema eluajal. Tõenäoliselt oli see seletatav asjaoluga, et tol ajal ei olnud sugurakkudes veel võimalik määrata struktuure, mille kaudu toimub pärilike tegurite ülekandumine vanematelt järglastele. Alles 19. sajandi lõpupoole. Seoses mikroskoopide lahutusvõime suurenemisega hakati jälgima rakustruktuuride käitumist viljastumisel ja rakkude jagunemisel, mis viis kromosomaalse pärilikkuse teooria loomiseni.