Грегор Мендель: ученый на горошине

Сто пятьдесят лет назад Грегор Мендель оказал влияние на все дальнейшее развитие биологии, открыв фундаментальные законы наследственности.

Сегодня Грегор Иоганн Мендель и его эксперименты с горохом не менее известны в научном фольклоре, чем пресловутое яблоко Ньютона. В монастырском саду он вырастил и скрестил гибриды 30 тысяч растений, обследовал 20 тысяч их потомков. Проделал 10 000 опытов и рассмотрел в лупу более 7000 горошин в процессе изучения особенностей наследования семи разных признаков. 

Упорный кропотливый труд длился около восьми лет. В результате Мендель пришел к выводу, что наследственность определяется генами. Однако признание пришло к исследователю лишь спустя 35 лет после сделанного открытия и через 20 лет после смерти ученого. 
 

Подготовка к эксперименту

К проведению своих опытов Мендель готовился два года. Из 34 сортов гороха он выбрал 22, которые четко отличались по каким-либо признакам. Особенно тщательно проверялась чистота сорта: потомки всех поколений должны быть сходны между собой и со своими родителями. 

Растение для эксперимента ученый выбрал не случайно. Сорта гороха отличаются друг от друга рядом хорошо заметных признаков (окраска цветков, окраска и форма семян, расположение цветков, длина стебля). Но главный фактор – это способность растения к само­опылению. Без такого свойства опыты Менделя были бы невозможны, ведь в  эксперименте естественный процесс легко предотвратить, что позволяет исследователю опылять растение пыльцой с другого растения. 

В отличие от предшественников, Мендель не пытался оценить поколения в целом, он изучал наследование отдельных признаков у всех потомков конкретной пары. Это сужало круг вопросов и давало возможность получить наиболее четкие результаты.

В 1856 году, прямо в монастырском саду, вдали от научного сообщества, ученый приступает к исследовательской работе. 
 

Суть опытов 

Труд Менделя был кропотливым и требовал неимоверного внимания. Чтобы опылить цветок гороха пыльцой другого сорта, Мендель обрывал с него пыльники до созревания в них пыльцы. Позднее, когда рыльце было готово к опылению, он наносил на него пыльцу, взятую с цветков нужного ему сорта. 

Мендель пристально следил за тем, чтобы растения опылялись только отобранным для этого материалом. Поэтому часть растений он выращивал в специальном домике, недоступном для насекомых или же надевал на цветки гороха специальные мешочки. 

Сравнивая признаки родительских и допризнаков, которые носят название трех законов Менделя.

Грегор Мендель – первый ГМО­мейкер. Ученый­-ботаник скрестил два разных вида гороха и показал, что определенные особенности одного вида могут наследоваться другим. Наблюдения Менделя проложили путь для получения в 1983 году первого растения, созданного методами генной инженерии – табака, устойчивого к антибиотикам.

 

Гены в законе

Первые два закона относятся к моногибридному скрещиванию: ученый брал для эксперимента родительские формы, которые отличались только по одному признаку. Третий – был выявлен при дигибридном скрещивании (родительские формы изучались по двум разным признакам).

Взяв чистую линию растений с желтыми и зелеными семенами, Грегор скрестил их между собой. Все гибриды первого поколения получились желтого цвета и были единообразны. Фенотипический признак, определяющий зеленый цвет семян, исчез. При этом не имело значения, из какого именно семени (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Значит, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству. Так исследователь формулирует закон единообразия гибридов первого поколения или первый закон Менделя: при скрещивании чистых линий, обладающих взаимоисключающими признаками, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей. 

Ген (др.-греч. γένος – род) – структурная и функциональная единица наследственности живых организмов.

Единицу наследственности ученый назвал фактором. Спустя десятилетия термин получил название ген или гены. Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения, был обозначен Менделем доминантным, а тот, который подавлялся, – рецессивным.

Сочетание этих факторов дает предсказуемые схемы наследственности. 

Далее ученый установил, что во втором поколении 75% особей имеют доминантное состояние признака, а 25% – рецессивное (расщепление 3:1). Эта закономерность получила название второго закона Менделя, или закона расщепления.

Третий закон – независимого наследования признаков – был сформулирован в результате скрещивания растений, которые отличались уже и по цвету, и по морщинистости семян.  

Первая чистая линия гороха имела желтые и гладкие семена, а вторая – зеленые и морщинистые. Ученый получил гибриды первого поколения желтого цвета с гладкими семенами. Во втором поколении, как и полагается, произошло расщепление: часть семян была морщинистой и зеленого цвета, произошла перекомбинация признаков. Следовательно, при дигибридном скрещивании расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других признаков. Это и есть третий закон Менделя.

И, наконец, ученый сделал вывод о том, что открытые им законы распространяются на все живое, ибо «единство плана развития органической жизни стоит вне сомнения».
 

Католический монастырь Св.Фомы в Брно (Чешская республика). С 1843 по 1884 год здесь жил и трудился основатель современной науки генетики, монах, аббат Грегор Иоганн Мендель. Сейчас в монастыре работает музей ученого.

Опережая свое время 

8 марта 1865 года Мендель выступил перед Брненским Обществом естествоиспытателей и озвучил законы, объясняющие механизм наследования. Говоря современным языком, это и был первый доклад о генетике. 

Вроде бы пора бить в литавры и аплодировать первооткрывателю. Однако доклад монаха был воспринят более чем прохладно. На заседании Менделю не задали ни одного вопроса.

Через год статья Менделя «Опыты над растительными гибридами» была напечатана и разослана в 120 университетских библиотек. Кроме того, ученый заказал дополнительно 40 отдельных оттисков своей работы и отправил их известным ему ботаникам. Откликов не последовало…

Такое непонимание ученый прокомментировал, как и подобает слуге Божьему, со смирением: «Мое время придет».

Научный мир признал гениальность работы Грегора Менделя о наследственности лишь спустя 35 лет после сделанного открытия и через 20 лет после смерти ученого.

Историческая справедливость 

В 1868 году основоположник генетики Грегор Мендель, разочаровавшись в своих научных трудах по биологии, стал аббатом, настоятелем монастыря. Он полностью отошел от изучения наследственности и остаток жизни посвятил наблюдениям за жизнью пчел и мышей. В его архивах были найдены также заметки по лингвистике и даже метео­рологии. 

Лишь в 1900 году, в результате проведенных трех независимых исследований, были подтверждены результаты и выводы, сделанные Грегором Менделем. Наконец, весь научный мир признал гениальность работы, которую проделал скромный монах. 

В ХХ веке законы Менделя переросли в область биоинформатики и эволюционной генетики, на их основании были сделали многие новые открытия. А генетика стала самой динамичной специальностью естественных наук. Именно поэтому ХХI столетие называют веком Менделя, что и является наивысшим признанием гения ученого.
 

Подробнее

Мнение специалиста

Будьте в курсе последних новостей нашего сайта!

Читают также

Случайная статья

«Какая боль!» 5 способов облегчить крепатуру после тренировки
Неприятная боль в мышцах после интенсивных физических нагрузок подстерегает каждого новичка в спортивном зале, а также тех, кто сделал слишком большой перерыв в занятиях спортом. Расплата за энтузиазм ...
[ читать далее ]
Загрузка...
Load next
Facebook Twitter Telegram