Грегор Мендель - основоположник генетики

 

Дигибридное скрещивание  и закон независимого распределения

 

Установив возможность  предсказывать результаты скрещиваний  по одной паре альтернативных признаков, Мендель перешел к изучению наследования двух пар таких признаков. Скрещивание между особями, различающимися по двум признакам, называют дигибридном.

В одном из своих экспериментов  Мендель использовал растения гороха, различающиеся по форме и окраске  семян. Применяя метод, описанный при  моногибридном скрещивании, он скрещивал между собой чистосортные (гомозиготные) растения с гладкими желтыми семенами и чистосортные растения с морщинистыми зелеными семенами. У всех растений F1 (первого поколения гибридов) семена были гладкие и желтые. По результатам проведенных ранее моногибридных скрещиваний Мендель уже знал, что эти признаки доминантные, теперь, однако, его интересовали характер и соотношение семян разных талов в поколении F2, полученном от растений F1 путем самоопыления. Всего он собрал от растений F2 556 семян, среди которых было

гладких желтых 315

морщинистых желтых 101

гладких зеленых 108

морщинистых зеленых 32

Соотношение разных фенотипов  составляло примерно 9:3:3:1 (Дигибридное  расщепление). На основании этих результатов  Мендель сделал два вывода:

1. В поколении F2 появилось  два новых сочетания признаков:  морщинистые и желтые; гладкие  и зеленые.

2. Для каждой пары  аллеломорфных признаков (фенотипов,  определяемых различными аллелями) получилось отношение 3:1, характерное  для моногибридного скрещивания - среди семян было 423 гладких и 133 морщинистых, 416 желтых и 140 зеленых.

 

Эти результаты позволили  Менделю утверждать, что две пары признаков (форма и окраска семян), наследственные задатки которых  объединились в поколении F1, в последующих  поколениях разделяются и ведут себя независимо одна от другой. На этом основан второй закон Менделя - принцип независимого распределения, согласно которому каждый признак из одной пары признаков может сочетаться с любым признаком из другой пары.

 

Краткое изложение сути гипотез Менделя

 

1. Каждый признак данного  организма контролируется парой  аллелей.

2. Если организм содержит  два различных аллеля для данного  признака, то один из них (доминантный)  может проявляться, полностью  подавляя проявление другого  (рецессивного).

3. При мейозе каждая  пара аллелей разделяется (расщепляется) и каждая гамета получает по  одному из каждой пары аллелей  (принцип расщепления).

4. При образовании  мужских и женских гамет в  каждую из них может попасть  любой аллель из одной пары  вместе с любым другим из другой пары (принцип независимого распределения).

5. Каждый аллель передается  из поколения в поколение как  дискретная не изменяющаяся единица.

6. Каждый организм  наследует по одному аллелю (для  каждого признака) от каждой из  родительских особей.

Открытие  генетики

И наконец, Мендель сделал вывод о  том, что открытые им законы распространяются на все живое, потому что "единство плана развития органической жизни  стоит вне сомнения".

В 1863 г. знаменитая книга Дарвина "Происхождение  видов" была издана на немецком языке. Мендель внимательно изучил этот труд с карандашом в руках. И выразил своему коллеге по Брюннському обществу естествоиспытателей Густаву Нисслю итог своих рассуждений:

- Это еще не все, еще чего-то  не хватает "

Ниссль  был ошарашен такой оценкой "еретической" труды Дарвина, невероятной в устах благочестивого монаха.

Мендель тогда скромно умолчал о том, что, по его мнению, он уже открыл это "отсутствует". Теперь мы знаем, что так оно и было, что открытые Менделем законы позволили осветить многие темных мест теории эволюции. Мендель прекрасно понимал значение сделанных им открытий. Он был уверен в торжестве своей теории и с удивительной выдержкой его готовил. О своих опытах он молчал целых восемь лет, пока не убедился в достоверности полученных результатов.

И вот, наконец, наступил решающий день - 8 февраля 1865 г. в этот день Мендель  сделал доклад о своих открытиях  в Брюннськом обществе естествоиспытателей. Коллеги Менделя с удивлением слушали его доклад, усыпанную  подсчетам, неизменно подтверждают соотношение "3 к 1".

Какое отношение к ботанике имеет вся  эта математика? В докладчика явно не ботанический склад ума.

И потом, это настойчиво повторяющееся  соотношение "три к одному". Что за странные "магические цифры"? Не пытается этот монах-августинец, прикрывшись ботанической терминологии, протащить в науку нечто вроде догмата Пресвятой Троицы?

Доклад  Менделя была встречена удивленным молчанием. Ему задали ни одного вопроса. Мендель, вероятно, был готов к  любой реакции на свою восьмилетнюю работу: удивления, недоверию. Он собирался предложить коллегам перепроверить свои опыты. Но не мог же он предвидеть такого глухого непонимания! Действительно, было от чего прийти в отчаяние.

Доклад  «Опыты над растительными гибридами» оказалась неожиданностью даже для друзей. Неожиданностью не потому, что Мендель сделал доклад, ведь, конечно, было известно, что работу по гибридизации гороха он ведет уже много лет, а потому, что было в докладе сказано.

Случайно  Мендель занялся проблемой гибридизации? Что это было: еще одно хобби  дилетанта, развлечение типа собирания  марок. Случайно был объект его эксперимента - садовый горох, из-за которого посмертные недруги назвали открытые им законы «гороховыми»?

Год спустя его статья была опубликована в трудах Брюннського общества под скромным названием "Опыты над растительными гибридами»: «Поводом для проведения опытов, которым посвящена данная статья, послужило искусственное скрещивание декоративных растений, которое проводилось с целью получения новых, различающихся по окраске форм . Для проведения дальнейших опытов с целью проследить развития помесей в их потомстве дала толчок закономерность, с которой гибридные формы постоянно возвращались к своим родоначальных форм ».

Работа  Менделя попала в 120 научных библиотек  Европы и Америки. Но только в трех из них за следующие 35 лет чья-то рука раскрыла запыленные томики. Три  раза труд Менделя была кратко упомянута  в различных научных трудах.

Кроме того, Мендель собственноручно разослал 40 экземпляров своей работы некоторым выдающимся ботаникам. Письмо с ответом Менделю послал только один из них, знаменитый биолог из Мюнхена Карл Негели. Свое письмо Негели начинал фразой о том, что "опыты с горохом не завершены" и "их следует начать сначала". Начать заново колоссальный труд, на которую Мендель затратил восемь лет жизни!

Негели  посоветовал Менделю заняться опытами  с ястребинки. Ястребинка была самой  любимой растением Негели, он даже написал о ней особую труд - "ястребинки Центральной Европы". Вот если удастся на ястребинци подтвердить результаты, полученные на горохе, тогда ...

Мендель взялся за ястребинки, растение с крошечными цветками, с которыми ему так трудно было работать при его близорукости! И что самое неприятное - законы, установленные в опытах с горохом (и подтвержденные на фуксии и кукурузе, колокольчиках и львином зеве), на ястребинци не подтверждались. Сегодня мы можем добавить: и не могли подтвердиться. Ведь развитие семян в ястребинки происходит без оплодотворения, чего не знали ни Негели, ни Мендель.

Позже биологи говорили, что совет Негели задержала развитие генетики на 40 лет.

И только в 1900 году забытая работа Менделя  привлекла к себе всеобщее внимание: сразу три ученых, Х. де Фриз (Голландия), К.Корренс (Германия) и Е.Чермак (Австрия), проведя почти одновременно собственные опыты, убедились в справедливости выводов Менделя. Закон независимого расщепления признаков, известный теперь как закон Менделя, положил начало новому направлению в биологии - менделизма, ставший фундаментом генетики.

Сам Мендель, после неудачных попыток  получить аналогичные результаты при  скрещивании других растений, прекратил  опыты и до конца жизни занимался  пчеловодством, садоводством и метеорологическими наблюдениями.

Среди трудов ученого - Автобиография (Gregorii Mendel autobiographia iuvenilis, 1850) и ряд статей, включая Эксперименты по гибридизации растений (Versuche ber Pflanzenhybriden, в «Трудах Брюннского общества естествоиспытателей».

Последние годы жизни  Менделя и его признание 

 

В 1868 г. Мендель оставил  свои опыты по выведению гибридов. Тогда же он был избран на высокий  пост настоятеля монастыря, которую  занимал до конца жизни.

Незадолго до смерти (1 октября 1883г.), Как бы подводя итог своей  жизни, он сказал:

"Если мне и приходилось переживать горькие часы, то прекрасных, красивых часов выпало гораздо больше. Мои научные труды дали мне много удовольствия, и я убежден, что пройдет немного времени - и весь мир признает результаты этих работ".

Умер Грегор Иоганн Мендель 6 января 1884

Полгорода собралось  на его похороны. Произносились речи, в которых перечислялись заслуги  покойного. Но, как это ни странно, ни слова не было сказано о том  биолога Менделя, которого мы знаем.

Все бумаги, оставшиеся после  смерти Менделя, - письма, неизданные статьи, журналы наблюдений - были брошены в печь.

Но прав был Мендель  в своем пророчестве, сделанном  за три месяца до смерти. И через 16 лет, когда о Менделя узнал  весь цивилизованный мир, потомки бросились  разыскивать случайно уцелевшие  от пламени отдельные страницы его записей. По этим обрывкам было воссоздана жизнь Грегора Иоганна Менделя и странная судьба его открытия.

Грегор Мендель, по свидетельству  зная его, действительно был добрым и приятным человеком, но мало ли добрых людей живет на земле, мало ли их умирает?

Он был слугой церкви и за сорок  лет в общем ничем не скомпрометировал своего «мундира», хоть и не высказывал лишнего рвения. Таких слуг у церкви было тоже немало, но их обычно не помнят.

Он достиг высокой церковной  и в определенной мере политического поста и сделался директором местного банка, хотя как политик и финансист он был недостаточно дальновиден. Но спустя годы после его смерти (1884) вдруг оказалось, что он был великим ученым, прорвавшимся в неведомый отсек природы. Причем не дилетантом, которому посчастливилось случайно наткнуться на драгоценную находку, а широко эрудированным исследователем, чей оригинальный ум сумел точно задать живой природе один из коренных вопросов ее бытия, и в последовательной титанической труда получить четкий однозначный ответ, и снова извлечь этот ответ из перекрестных экспериментов , и понять его место во всей системе человеческого знания, и заложить всем этим фундамент новой области поиска, имя которой «генетика» - наука о наследственности. Когда аббат Мендель в памяти людей перестал быть всего лишь добрым человеком, всего лишь бывшим школьным учителем, в порядке увлечения занимавшимся какими-то дилетантскими экспериментами, - когда он стал в глазах всего человечества МЕНДЕЛЕМ, чье имя было причислено к числу создателей нетленных духовных ценностей, - вот тогда и начались розыски всего, что уцелело от пламенного безразличия.

 

Список литературы

 

 

 

Н. Грин, Биология, Москва, "МИР", 1993.

М. Григорьев, Как стать умным, Москва, "Детская литература", 1973.

Ф. Кибернштерн, Гены и генетика, Москва, "Параграф", 1995.

А. Артемов, Что такое ген, Таганрог, "Красная страница", 1989.