Хто такий Мендель. Біографія Менделя

Грегор Йоган Мендель став основоположником вчення про спадковість, творцем нової науки – генетики. Але він настільки випередив свій час, що протягом життя Менделя, хоч його роботи були опубліковані, ніхто не зрозумів значення його відкриттів. Лише через 16 років після його смерті вчені знову прочитали і осмислили написане Менделем.

Народився Йоган Мендель 22 липня 1822 р. у сім'ї селянина в невеликому селі Хінчиці на території сучасної Чехії, а тоді – Австрійської імперії.

Хлопчик відрізнявся неабиякими здібностями, і оцінки в школі йому виставлялися лише чудові, як «першому з тих, хто відзначився в класі». Батьки Йоганна мріяли вивести свого сина "в люди", дати йому гарну освіту. На заваді цьому була крайня потреба, з якої не могла вибитися сім'я Менделя.

І все-таки Йоганну вдалося закінчити спершу гімназію, а потім дворічні філософські курси. Він пише в короткій автобіографії, що «відчув, що не зможе далі витримати подібну напругу, і побачив, що після завершення курсу філософського навчання йому доведеться шукати для себе становище, яке звільнило б його від болісних турбот про хліб насущний...»

У 1843 р. Мендель вступив по "слушником" до серпневого монастиря в Брюнні (нині Брно). Зробити це було зовсім не просто, довелося

витримати суворий конкурс (три особи на одне місце).

І ось абат - настоятель монастиря - вимовив урочисту фразу, звертаючись до розповсюдженого на підлозі Менделя: «Скинь із себе стару людину, яка створена у гріху! Стань новою людиною!» Він зірвав з Йоганна його мирський одяг - старенький сурдут - і вдягнув на нього сутану. За звичаєм, прийнявши чернечий сан, Йоган Мендель отримав своє друге ім'я - Грегор.

Ставши ченцем, Мендель нарешті був позбавлений вічної потреби і турботи про шматок хліба. Його не залишало бажання продовжити освіту, і в 1851 настоятель відправив його вивчати природничі науки до Віденського університету. Але тут на нього чекала невдача. Мендель, який увійде до всіх підручників біології як творець цілої науки - генетики, провалився саме на іспиті з біології. Мендель чудово розбирався в ботаніці, але його знання зоології були явно слабкі. Коли його попросили розповісти про класифікацію ссавців та їхнє господарське значення, він описав такі незвичайні групи, як «звірі з лапами» та «кігтеногі». З «кігтеногих», куди Мендель зарахував лише собаку, вовка та кішку, «господарське значення має тільки кішка», бо вона «живиться мишами» і «її м'яка гарна шкірка переробляється кушнірами».

Провалившись на іспиті, засмучений Меїдель залишив мрії про здобуття диплома. Однак, і не маючи його, Мендель як помічник вчителя викладав фізику та біологію у реальній школі у Брюнні.

У монастирі він став серйозно займатися садівництвом і випросив собі у настоятеля під садок невелику обгороджену парканом ділянку - 35x7 метрів. Хто міг би припустити, що на цій крихітній ділянці будуть встановлені загальні біологічні закони спадковості? Весною 1854 р. Мендель висадить тут горох.

А ще раніше в його чернечій келії з'являться їжак, лисиця та безліч мишей – сірих та білих. Мендель схрещував мишей, спостерігав, яке виходило потомство. Можливо, склалась доля інакше, опоненти пізніше називали б закони Менделя не «гороховими», а «мишачими»? Але монастирське начальство довідалося про досвід брата Грегора з мишами і розпорядилося - мишей прибрати, щоб не кидати тінь на репутацію монастиря.

Тоді Мендель переніс свої досліди на горох, що зростав у монастирському садку. Пізніше він жартівливо казав своїм гостям:

Чи не бажаєте подивитися на моїх дітей?

Здивовані гості йшли разом із ним у сад, де він указував їм на грядки з горохом.

Наукова сумлінність змусила Менделя розтягнути свої досліди довгі вісім років. У чому вони полягали? Мендель хотів з'ясувати, як успадковуються з покоління до покоління різні ознаки. У гороху він виділив кілька (всього сім) чітких ознак: гладке або зморшкувате насіння, червоне або біле забарвлення квітки, зелений або жовтий колір насіння і бобів, високу або низьку рослину і т.д.

Вісім разів цвіла горох у його садку. На кожен гороховий кущик Мендель заповнював окрему картку (10 000 карток!), де було наведено докладну характеристику рослини за цими семи пунктами. Скільки тисяч разів Мендель переносив пінцетом пилок однієї квітки на рильці маточки іншої! Протягом двох років Мендель ретельно перевіряв чистоту ліній гороху. З покоління до покоління у них мали виявлятися лише одні й самі ознаки. Потім почав схрещувати рослини з різними ознаками, отримувати гібриди (суміші).

Що він з'ясував?

Якщо одна з рослин-батьків мала зелені горошини, а друга – жовті, то всі горошини їхніх нащадків у першому поколінні будуть жовтими.

Пара рослин з високим стеблом та низьким стеблом дасть потомство першого покоління тільки з високим стеблом.

Пара рослин із червоними та білими квітками дасть потомство першого покоління лише з червоними квітками. І так далі.

Можливо, вся річ у тому, від кого саме – «батька» чи «матері» – отримали нащадки свої

ознаки? Нічого подібного. Як це не дивно, але це не мало жодного значення.

Отже, Мендель точно встановив, що ознаки «батьків» не «зливаються» воєдино (червоні та білі квітки не перетворюються у нащадків цих рослин на рожеві). Це було важливе наукове відкриття. Чарлз Дарвін, наприклад, вважав інакше.

Панівна в першому поколінні ознака (наприклад, червоні квіти) Мендель назвав домінантною, а ознака (білі квітки), що «відступає», - рецесивною.

Що ж станеться у наступному поколінні? Виявляється, у «онуків» знову «спливуть на поверхню» пригнічені, рецесивні ознаки їхніх «бабусь» та «дідусів». На перший погляд запанує неймовірна плутанина. Наприклад, колір насіння буде у «дідуся», забарвлення квітів – у «бабусю», а висота стебла – знову у «дідуся». І у кожної рослини – по-різному. Як у всьому цьому розібратися? Та й чи мислимо це?

Сам Мендель визнав, що для вирішення цього питання була «потрібна відома мужність».

Грегор Йоган Мендель.

Блискуча знахідка Менделя полягала в тому, що він не став вивчати вибагливі комбінації, поєднання ознак, а розглянув кожну ознаку окремо.

Він вирішив точно підрахувати, яка частина нащадків отримає, наприклад, червоні квітки, а яка білі, і встановити числове співвідношення за кожною ознакою. Це був абсолютно новий підхід для ботаніки. Такий новий, що випередив розвиток науки на три з половиною десятиліття. І залишався весь цей час незрозумілим.

Числове співвідношення, встановлене Менделем, було досить несподіваним. На кожну рослину з білими квітками припадало в середньому три рослини з червоними. Майже точно – три до одного!

При цьому червоне або біле фарбування квіток, наприклад, ніяк не впливає на жовтий або зелений колір горошин. Кожна ознака успадковується незалежно від іншої.

Але Мендель не лише встановив ці факти. Він дав їм блискуче пояснення. Від кожного з батьків зародкова клітина успадковує за одним «спадковим задатком» (пізніше їх назвуть генами). Кожен із задатків визначає якийсь ознака - наприклад, червоне забарвлення квіток. Якщо в клітину потрапляють одночасно задатки, що визначають червоне та біле забарвлення, то проявляється лише один із них. Другий залишається прихованим. Щоб знову виявився білий колір, потрібна «зустріч» двох задатків білого забарвлення. Відповідно до теорії ймовірності, у наступному поколінні це станеться

Абатський герб Грегора Менделя.

На одному з полів щита на гербі – квітка гороху.

один раз на кожні чотири поєднання. Звідси й співвідношення "3 до 1".

І нарешті, Мендель зробив висновок про те, що відкриті ним закони поширюються на все живе, бо «єдність плану розвитку органічного життя поза сумнівом».

У 1863 р. знаменита книга Дарвіна «Походження видів» була видана німецькою мовою. Мендель уважно проштудіював цю працю з олівцем у руках. І висловив своєму колезі по Брюннському товариству дослідників природи Густаву Нісслю підсумок своїх роздумів:

Це ще не все, ще чогось не вистачає!

Нісль був приголомшений такою оцінкою «єретичної» праці Дарвіна, неймовірною в устах благочестивого ченця.

Мендель тоді скромно промовчав про те, що, на його думку, він уже відкрив це «недостатнє». Тепер ми знаємо, що так і було, що відкриті Менделем закони дозволили висвітлити багато темних місць теорії еволюції (див. ст. «Еволюція»). Мендель чудово розумів значення зроблених їм відкриттів. Він був впевнений у торжестві своєї теорії і з дивовижною витримкою його готував. Про свої досліди він мовчав цілих вісім років, доки переконався у достовірності отриманих результатів.

І ось, нарешті, настав вирішальний день - 8 лютого 1865 р. У цей день Мендель зробив доповідь про свої відкриття в Брюннському суспільстві дослідників природи. Колеги Менделя з подивом слухали його доповідь, пересипану підрахунками, що незмінно підтверджували співвідношення «3 до 1».

Яке відношення до ботаніки має вся ця математика? Доповідач явно не ботанічний склад розуму.

І потім, це співвідношення «три до одного», що наполегливо повторюється. Що за дивні магічні цифри? Чи не намагається цей монах-августинець, прикрившись ботанічною термінологією, протягнути в науку щось на кшталт догмату Пресвятої Трійці?

Доповідь Менделя була зустрінута здивованим мовчанням. Йому не було поставлено жодного питання. Мендель, ймовірно, був готовий до будь-якої реакції на свою восьмирічну працю: здивування, недовіру. Він збирався запропонувати колегам перевірити ще раз свої досвіди. Але ж він не міг передбачити такого глухого нерозуміння! Право, було від чого прийти у розпач.

Через рік вийшов у світ черговий том «Праць Товариства дослідників природи в Брюнні», де в скороченні була опублікована доповідь Менделя під скромною назвою «Досліди над рослинними гібридами».

Робота Менделя потрапила до 120 наукових бібліотек Європи та Америки. Але лише у трьох із них за наступні 35 років чиясь рука розкрила запилені томики. Три рази працю Менделя було коротко згадано у різних наукових працях.

Крім того, Мендель власноруч розіслав 40 відбитків своєї роботи деяким видним ботанікам. Лист у відповідь Менделю надіслав лише один з них, знаменитий біолог з Мюнхена Карл Негелі. Свого листа Негелі починав фразою про те, що «досліди з горохом не завершені» та «їх слід розпочати спочатку». Почати наново колосальну працю, на яку Мендель витратив вісім років життя!

Негелі порадив Менделю зайнятися дослідами з яструбінкою. Яструбінка була найулюбленішою рослиною Негелі, він навіть написав про неї особливу працю – «Яструбинки Центральної Європи». Ось якщо вдасться на яструбінці підтвердити результати, отримані на гороху, тоді...

Мендель взявся за яструбинку, рослину з крихітними квітками, з якими йому так важко було працювати за його короткозорості! І що найнеприємніше - закони, встановлені в дослідах з горохом (і підтверджені на фуксії та кукурудзі, дзвіночках та левовому позіханні), на яструбінці не підтверджувалися. Сьогодні ми можемо додати: і не могли підтвердитись. Адже розвиток насіння у яструбінки відбувається без запліднення, чого не знали ні Негелі, ні Мендель.

Пізніше біологи говорили, що рада Негелі затримала розвиток генетики на 40 років.

У 1868 р. Мендель залишив свої досліди з виведення гібридів. Тоді ж він був обраний на

високу посаду настоятеля монастиря, який займав до кінця життя. Незадовго до смерті (1 жовтня

1883 р.), ніби підбиваючи підсумок свого життя, він сказав:

«Якщо мені і доводилося переживати гіркий годинник, то прекрасного, гарного годинника випало набагато більше. Мої наукові праці принесли мені багато задоволення, і я переконаний, що не пройде багато часу - і весь світ визнає результати цих праць».

Півміста зібралося на його похорон. Вимовлялися промови, у яких перераховувалися заслуги покійного. Але, як це не дивно, ні слова не було сказано про того біолога Менделя, якого ми знаємо.

Усі папери, що залишилися після смерті Менделя, - листи, недруковані статті, журнали спостережень - були кинуті в піч.

Але Мендель не схибив у своєму пророцтві, зробленому за 3 місяці до смерті. І через 16 років, коли ім'я Менделя дізнався весь цивілізований світ, нащадки кинулися розшукувати окремі сторінки його записів, що випадково вціліли від полум'я. За цими уривками вони відтворювали життя Грегора Йоганна Менделя і дивовижну долю його відкриття, про які ми розповіли.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru

Мендель Грегор Йоганн

Австрійський священик і ботанік Грегор Йоган Мендель заклав основи такої науки, як генетика. Він математично вивів закони генетики, які називаються зараз його ім'ям.

Грегор Йоган Мендель

Йоган Мендель народився 22 липня 1822 року в Хайзендорфі, Австрія. Ще в дитинстві він почав виявляти інтерес до вивчення рослин та навколишнього середовища. Після двох років навчання в Інституті Філософії в Ольмютці Мендель вирішив піти до монастиря у Брюнні. Це сталося 1843 року. При обряді постригу в ченці йому дали ім'я Грегор. Вже 1847 року він став священиком.

Життя священнослужителя складається не лише з молитов. Мендель встигав багато часу присвячувати навчанню та науці. У 1850 році він вирішив скласти іспити на диплом вчителя, проте провалився, отримавши "два" з біології та геології. 1851-1853 роки Мендель провів в Університеті Відня, де вивчав фізику, хімію, зоологію, ботаніку та математику. Після повернення в Брюнн отець Грегор почав таки викладати в школі, хоча так ніколи і не склав іспит на диплом вчителя. У 1868 році Йоган Мендель став абатом.

Свої експерименти, які, зрештою, призвели до сенсаційного відкриття законів генетики, Мендель проводив у своєму маленькому парафіяльному саду з 1856 року. Слід зазначити, що оточення святого отця сприяло науковим дослідженням. Справа в тому, що деякі його друзі мали дуже гарну освіту в галузі природознавства. Вони часто відвідували різні наукові семінари, у яких брав участь і Мендель. Крім того, монастир мав дуже багату бібліотеку, завсідником якої був, звісно, Мендель. Його дуже надихнула книга Дарвіна "Походження видів", але достеменно відомо, що досліди Менделя почалися задовго до публікації цієї роботи.

8 лютого і 8 березня 1865 року Грегор (Іоганн) Мендель виступав на засіданнях Товариства Природознавства в Брюнні, де розповів про свої незвичайні відкриття в невідомій поки області (яка пізніше називатиметься генетикою). Досліди Грегор Мендель ставив на простих горошинах, проте пізніше спектр об'єктів експерименту був значно розширений. У результаті Мендель дійшов висновку, що різні властивості конкретної рослини або тварини з'являються не просто з повітря, а залежать від батьків. Інформація про ці спадкові властивості передається через гени (термін, введений Менделем, від якого походить термін "генетика"). Вже 1866 року вийшла книга Менделя " Versuche uber Pflanzenhybriden " ( " Експерименти з рослинними гібридами " ). Проте сучасники не оцінили революційність відкриттів скромного священика із Брюнна.

Наукові дослідження Менделя не відволікали його від повсякденних обов'язків. 1868 року він став абатом, наставником цілого монастиря. На цій посаді він чудово обстоював інтереси церкви загалом і монастиря Брюнна, зокрема. Йому добре вдавалося уникати конфліктів з владою і уникати надмірного оподаткування. Його дуже любили парафіяни та учні, молоді ченці.

6 січня 1884 року отця Грегора (Іоганна Менделя) не стало. Він похований у рідному Брюнні. Слава як вченого прийшла до Менделя вже після смерті, коли подібні до його експериментів досліди в 1900 році були незалежно проведені трьома європейськими ботаніками, які дійшли аналогічних з Менделем результатів.

Грегор Мендель-вчитель чи чернець?

Доля Менделя після Богословського інституту вже влаштована. Висвячений на священика двадцятисемирічний канонік отримав чудову парафію в Старому Брюнні. Він уже цілий рік готується складати іспити на ступінь доктора богослов'я, коли у його житті відбуваються серйозні зміни. Георг Мендель вирішує досить різко змінити долю і відмовляється від несення релігійної служби. Він хотів би вивчати природу і заради цієї своєї пристрасті вирішує зайняти місце в гімназії Цнаймської, де до цього часу відкривається 7 клас. Він запитує місце "супплента-професора".

У Росії “професор”- звання суто університетське, а в Австрії та Німеччині так звали навіть наставника першокласників. Гімназичний суплент - це швидше, можна перекласти як "пересічний учитель", "помічник учителя". Це могла бути людина, яка чудово володіє предметом, але так як вона не мала диплома, приймали її на роботу швидше за тимчасово.

Зберігся і документ, який пояснює таке незвичайне рішення пастора Менделя. Цей офіційний лист єпископу графу Шафготчу від настоятеля монастиря Святого Томаша прелата Наппа. Ваше Милостиве Єпископське Преосвященство! Висока Імператорсько-Королівська Земельна Президія декретом від 28 вересня 1849 року за № Z 35338 вважав за благо призначити каноніка Грегора Менделя суплентом до Цнаймської гімназії. “... Цей канонік спосіб життя має богобоязливий, стриманістю та доброчесною поведінкою, його сану цілком відповідним, що поєднується з великою відданістю наук... До піклування ж про душі мирян він, однак, придатний дещо менше, бо варто йому опинитися біля одра хворого Як від виду страждань він буває, охоплюємо непереборним сум'яттям і сам від цього стає небезпечно хворим, що і спонукає мене скласти з нього обов'язки духовника”.

Отже, восени 1849 року канонік і супплент Мендель прибуває у Цнайм, щоб розпочати нових обов'язків. Мендель отримує на 40 відсотків менше від своїх колег, які мали дипломи. Він користується повагою своїх колег, його люблять учні. Однак викладає він у гімназії не предмети природничо циклу, а класичну літературу, стародавні мови та математику. Потрібен диплом. Це дозволить викладати ботаніку та фізику, мінералогію та природну історію. До диплому було 2 шляхи. Один - закінчити університет, інший шлях - більш короткий - здати у Відні перед спеціальною комісією імператорського міністерства культів та освіти іспити на право викладати такі предмети в таких класах.

Закони Менделя

Цитологічні засади законів Менделя базуються на:

* парності хромосом (парності генів, що зумовлюють можливість розвитку будь-якої ознаки)

* особливості мейозу (процесах, що відбуваються в мейозі, які забезпечують незалежну розбіжність хромосом з генами, що знаходяться на них, до різних плюсів клітини, а потім і в різні гамети)

* особливості процесу запліднення (випадкового комбінування хромосом, що несуть по одному гену з кожної алельної пари)

Науковий метод Менделя

Основні закономірності передачі спадкових ознак від батьків до нащадків було встановлено Г. Менделем у другій половині ХІХ ст. Він схрещував рослини гороху, різняться за окремими ознаками, і основі отриманих результатів обгрунтував ідею існування спадкових задатків, відповідальних прояв проявів. У своїх роботах Мендель застосував метод гібридологічного аналізу, що став універсальним у вивченні закономірностей успадкування ознак у рослин, тварин та людини.

На відміну від своїх попередників, які намагалися простежити успадкування багатьох ознак організму разом, Мендель досліджував це складне явище аналітично. Він спостерігав успадкування лише однієї пари або невеликої кількості альтернативних (взаємовиключних) пар ознак у сортів садового гороху, а саме: білі та червоні квітки; низьке та високе зростання; жовте і зелене, гладке і зморшкувате насіння гороху і т. п. Такі контрастні ознаки називаються алелями, а термін "аллель" і "ген" вживають як синоніми.

Для схрещувань Мендель використовував чисті лінії, тобто потомство однієї рослини, що самозапилюється, в якому зберігається подібна сукупність генів. Кожна з цих ліній не давала розщеплення ознак. Істотним у методиці гібридологічного аналізу було й те, що Мендель вперше точно підрахував кількість нащадків - гібридів з різними ознаками, тобто математично обробив отримані результати і ввів для запису різних варіантів схрещування прийняту в математиці символіку: А, В, С, D і т. д. Цими літерами він означав відповідні спадкові чинники.

У сучасній генетиці прийнято такі умовні позначення при схрещуванні: батьківські форми - Р; отримані від схрещування гібриди першого покоління - F1; гібриди другого покоління - F2, третього - F3 і т. д. Саме схрещування двох особин позначають знаком х (наприклад: АА х aа).

З безлічі різноманітних ознак схрещуваних рослин гороху в першому досвіді Мендель враховував успадкування лише однієї пари: жовте та зелене насіння, червоне та білі квітки тощо. Таке схрещування називається моногібридним. Якщо простежують успадкування двох пар ознак, наприклад, жовте гладке насіння гороху одного сорту і зелене зморшкувате іншого, то схрещування називають дигібридним. Якщо ж враховують три і більше пар ознак, схрещування називають полігібридним.

Закономірності успадкування ознак

Алелі - позначають літерами латинського алфавіту, при цьому одні ознаки Мендель назвав домінуючими (переважаючими) і позначив їх великими літерами - А, В, С і т. д., інші - рецесивними (що поступаються, пригнічуваними), які позначив малими літерами , в, з і т. д. Оскільки кожна хромосома (носій алелів або генів) містить лише одну з двох алелів, а гомологічні хромосоми завжди парні (одна батьківська, інша материнська), у диплоїдних клітинах завжди є пара алелей: АА, аа, Аа, ВР, bb. Bb і т. д. Особини та їх клітини, що мають у своїх гомологічних хромосомах пару однакових алелів (АА або аа), називаються гомозиготними. Вони можуть утворювати лише один тип статевих клітин: або гамети з аллелю А, або гамети з аллелю а. Особи, у яких у гомологічних хромосомах їхніх клітин є і домінантний, і рецесивний гени Аа, називаються гетерозиготними; при дозріванні статевих клітин вони утворюють гамети двох типів: гамети з алелем А та гамети з алелем а. У гетерозиготних організмів домінантна аллель А, що проявляється фенотипно, знаходиться в одній хромосомі, а рецесивна аллель а, що пригнічується домінантом, - у відповідній ділянці (локусі) іншої гомологічної хромосоми. У разі гомозиготності кожна з пари алелей відбиває або домінантний (АА), або рецесивний (аа) стан генів, які в обох випадках виявлять свою дію. Поняття про домінантні та рецесивні спадкові фактори, вперше застосоване Менделем, міцно утвердилося в сучасній генетиці. Пізніше було введено поняття генотип та фенотип. Генотип - сукупність всіх генів, які є у цього організму. Фенотип - сукупність всіх ознак та властивостей організму, які виявляються в процесі індивідуального розвитку виданих умов. Поняття фенотип поширюється на будь-які ознаки організму: особливості зовнішньої будови, фізіологічних процесів, поведінки тощо. буд.

Три закони Менделя

Мендель науковий спадкування схрещування

Г. Мендель сформулював на основі аналізу результатів моногібридного схрещування та назвав їх правилами (пізніше вони стали називатися законами). Як виявилося, при схрещуванні рослин двох чистих ліній гороху з жовтим і зеленим насінням у першому поколінні (F1) все гібридне насіння мало жовтий колір. Отже, ознака жовтого забарвлення насіння була домінуючою. У буквеному виразі це записується так: Р АА х аа; всі гамети одного з батьків А, А, іншого - а, а, можливе поєднання цих гамет у зиготах дорівнює чотирьом: Аа, Аа, Аа, Аа, тобто у всіх гібридів F1 спостерігається повне переважання однієї ознаки над іншою - все насіння при цьому жовтого кольору. Аналогічні результати отримані Менделем і під час аналізу спадкування інших шести пар вивчених ознак. Виходячи з цього, Мендель сформулював правило домінування, або перший закон: при моногібридному схрещуванні все потомство в першому поколінні характеризується одноманітністю за фенотипом і генотипом - колір насіння жовтий, поєднання алелів у всіх гібридів Аа. Ця закономірність підтверджується і для тих випадків, коли немає повного домінування: наприклад, при схрещуванні рослини нічної красуні, що має червоні квітки (АА), з рослиною, що має білі квітки (аа), у всіх гібридів fi (Аа) квітки виявляються не червоними, а рожевими - їхнє забарвлення має проміжний колір, але однаковість повністю зберігається. Після робіт Менделя проміжний характер успадкування у гібридів F1 було виявлено у рослин, а й у тварин, тому закон домінування - перший закон Менделя - прийнято називати також законом однаковості гібридів першого покоління. З насіння, отриманого від гібридів F1, Мендель вирощував рослини, які або схрещував між собою, або давав можливість самозапилятися. Серед нащадків F2, виявилося розщеплення: у другому поколінні виявилося як жовте, так і зелене насіння. Всього Мендель отримав у своїх дослідах 6022 жовтих і 2001 зелених насіння, їх чисельне співвідношення приблизно 3:1. Такі ж чисельні співвідношення були отримані і за шістьма іншими парами вивчених Менделем ознак рослин гороху. У результаті другий закон Менделя формулюється так: при схрещуванні гібридів першого покоління їхнє потомство дає розщеплення у співвідношенні 3:1 при повному домінуванні та у співвідношенні 1:2:1 при проміжному наслідуванні (неповне домінування). Схема цього, досвіду в буквальному вираженні виглядає так: Р Аа х Аа, їх гамет А і я, можливе поєднання гамет дорівнює чотирьом: АА, 2Аа, аа, т.е. е. 75% всього насіння в F2 маючи один або два домінантних алелі, мали жовте забарвлення і 25% - зелене. Факт появи в рецесивних ознак (обидва алелі у них рецесивні-аа) свідчить про те, що ці ознаки, так само як контролюючі їх гени, не зникають, не змішуються з домінантними ознаками в гібридному організмі, їх активність пригнічена дією домінантних генів. Якщо ж в організмі присутні обидва рецесивні за даною ознакою гена, то їхня дія не пригнічується, і вони виявляють себе у фенотипі. Генотип гібридів F2 має співвідношення 1:2:1.

При наступних схрещування потомство F2 поводиться по-різному: 1) з 75% рослин з домінантними ознаками (з генотипами АА і Аа) 50% гетерозиготні (Аа) і тому в Fз вони дадуть розщеплення 3:1, 2) 25% рослин гомозиготні за домінантною ознакою (АА) і при самозапиленні Fз не дають розщеплення; 3) 25% насіння гомозиготні за рецесивною ознакою (аа), мають зелене забарвлення і при самозапиленні F3 не дають розщеплення ознак.

Для пояснення суті явищ однаковості гібридів першого покоління і розщеплення ознак у гібридів другого покоління Мендель висунув гіпотезу чистоти гамет: всякий гетерозиготний гібрид (Аа, Bb і т. д.) формує "чисті" гамети, що несуть лише одну алель: або А, , що згодом повністю підтвердилося й у цитологічних дослідженнях Як відомо, при дозріванні статевих клітин у гетерозигот гомологічні хромосоми виявляться у різних гаметах і, отже, у гаметах буде по одному гену з кожної пари.

Аналізуючий схрещування використовується для з'ясування гетерозиготності гібриду за тією чи іншою парою ознак. При цьому гібрид першого покоління схрещується з батьком, гомозиготним за рецесивним геном (аа). Таке схрещування необхідне тому, що в більшості випадків гомозиготні особини (АА) фенотипно не відрізняються від гетерозиготних (Аа) (насіння гороху від АА та Аа мають жовтий колір). Тим часом у практиці виведення нових порід тварин і сортів рослин гетерозиготні особини як вихідні не годяться, тому що при схрещуванні їх потомство дасть розщеплення. Необхідні лише гомозиготні особини. Схему аналізуючого схрещування у буквеному виразі можна показати двома варіантами:

Гібридна особина гетерозиготна (Аа), фенотипно невідмінна від гомозиготної, схрещується з гомозиготною рецесивною особиною (аа): Р Аа х аа: їх гамети - А, а і а,а, розподіл у F1: Аа, аа е. у потомстві спостерігається розщеплення 2:2 або 1:1, що підтверджує гетерозиготність випробовуваної особини;

2) гібридна особина гомозиготна за домінантними ознаками (АА): Р АА х аа; їх гамети А A і а, а; у потомстві F1 розщеплення не відбувається

Мета дигібридного схрещування - простежити успадкування двох пар ознак одночасно. При цьому схрещуванні Мендель встановив ще одну важливу закономірність: незалежну розбіжність алелів та вільне, або незалежне, їхнє комбінування, згодом назване третім законом Менделя. Вихідним матеріалом були сорти гороху з жовтим гладким насінням (ААВВ) і зеленим зморшкуватим (аавв); перші домінантні, другі рецесивні. Гібридні рослини з f1 зберігали однаковість: мали жовте гладке насіння, були гетерозиготними, їх генотип - АаВв. Кожна з цих рослин у мейозі утворює гамети чотирьох типів: АВ, Ав, АВ, аа. Для визначення поєднань цих типів гамет та обліку результатів розщеплення тепер користуються ґратами Пеннета. При цьому генотипи гамет одного з батьків розташовують над ґратами по горизонталі, а генотипи гамет іншого з батьків - біля лівого краю решітки по вертикалі (рис. 20). Чотири поєднання того й іншого типу гамет F2 можуть дати 16 варіантів зигот, аналіз яких підтверджує випадкове комбінування генотипів кожної з гамет того й іншого батька, що дає розщеплення ознак по фенотипу у співвідношенні 9:3:3:1.

Важливо підкреслити, що при цьому виявились не лише ознаки батьківських форм, а й нові комбінації: жовті зморшкуваті (ААВВ) та зелені гладкі (aaBB). Жовте гладке насіння гороху фенотипно подібне до нащадків першого покоління від дигібридного схрещування, але їх генотип може мати різні варіанти: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв; новими поєднаннями генотипів виявилися фенотипно зелені гладкі - ааВВ, ааВв та фенотипно жовті зморшкуваті - ААвв, Аавв; фенотипно зелені зморшкуваті мають єдиний генотип аавв. У цьому схрещуванні форма насіння успадковується незалежно від їхнього забарвлення. Розглянуті 16 варіантів поєднань алелей у зиготах ілюструють комбінативну мінливість і незалежне розщеплення пар алелів, тобто (3:1)2.

Незалежне комбінування генів і засноване на ньому розщеплення F2 у співвідношенні. 9:3:3:1 надалі було підтверджено для великої кількості тварин і рослин, але при дотриманні двох умов:

1) домінування має бути повним (при неповному домінуванні та інших формах взаємодії генів числові співвідношення мають інше вираження); 2) незалежне розщеплення застосовується для генів, локалізованих у різних хромосомах.

Третій закон Менделя можна сформулювати так: члени однієї пари алелів відокремлюються в мейозі незалежно від інших пар, комбінуючись у гаметах випадок, але у всіх можливих поєднаннях (при моногібридному схрещуванні таких поєднань було 4, при дагібридному - 16, при тригібридному схрещуванні гетерозиготи утворюють по 8 типів гамет, для яких можливі 64 поєднання, і т. д.).

Розміщено на www.allbest.

...

Подібні документи

Принципи передачі спадкових ознак від батьківських організмів до їхніх нащадків, які з експериментів Грегора Менделя. Схрещування двох генетично різних організмів. Спадковість та мінливість, їх види. Поняття норму реакції.

реферат, доданий 22.07.2015

Типи успадкування ознак. Закони Менделя та умови їхнього прояву. Сутність гібридизації та схрещування. Аналіз результатів полігібридного схрещування. Основні положення гіпотези "Чистоти гамет" У. Бетсона. Приклад вирішення типових завдань про схрещування.

презентація , додано 06.11.2013

Дигібридне та полігібридне схрещування, закономірності успадкування, хід схрещування та розщеплення. Зчеплене наслідування, незалежний розподіл спадкових факторів (другий закон Менделя). Взаємодія генів, статеві відмінності у хромосомах.

реферат, доданий 13.10.2009

Поняття дигібридного схрещування організмів, що розрізняються по двох парах альтернативних ознак (по двох парах алелів). Відкриття закономірностей наслідування моногенних ознак австрійським біологом Менделем. Закони наслідування ознак Менделя.

презентація , доданий 22.03.2012

Механізми та закономірності успадкування ознак. Ряди контрастних пар батьківських ознак рослин. Альтернативні ознаки у дині мускусної та канталупи. Досліди над рослинними гібридами Грегора Менделя. Експериментальні дослідження Сажрі.

презентація , доданий 05.02.2013

Закони наслідування ознак. Фундаментальні властивості живих організмів. Спадковість та мінливість. Класичний приклад моногібридного схрещування. Домінантні та рецесивні ознаки. Досліди Менделя та Моргана. Хромосомна теорія спадковості.

презентація , доданий 20.03.2012

Генетика та еволюція, класичні закони Г. Менделя. Закон однаковості гібридів першого покоління. Закон розщеплення. Закон незалежного комбінування (спадкування) ознак. Визнання відкриттів Менделя, значення робіт Менделя у розвиток генетики.

реферат, доданий 29.03.2003

Досліди Грегора Менделя над рослинними гібридами у 1865 році. Переваги городу гороху як об'єкта для дослідів. Визначення поняття моногібридного схрещування як гібридизації організмів, що відрізняються за однією парою альтернативних ознак.

презентація , доданий 30.03.2012

Основні закони спадковості. Основні закономірності успадкування ознак за Г. Менделем. Закони однаковості гібридів першого покоління, розщеплення на фенотипові класи гібридів другого покоління та незалежного комбінування генів.

курсова робота , доданий 25.02.2015

Спадковість та мінливість організмів як предмет вивчення генетики. Відкриття Грегор Менделем законів успадкування ознак. Гіпотеза про спадкову передачу дискретних спадкових факторів від батьків до нащадків. Методи роботи вченого.

Грегор Мендель – вчений монах і побожний дослідник, видатна особистість, якій вдалося аббатом увійти в історію «батьком» генетики. За життя його праці не отримали визнання сучасників, але нащадки початку ХХ століття, які досліджували питання спадковості, однозначно вказали на біолога-августинця як предтечу всіх помислів у цій галузі.

Дитинство і юність

Про ранні роки у біографії вченого відомо мало. Народився 20 липня 1822 року в Хейнцендорфі, історична область Сілезія, що територіально відносилася до Австрійської імперії (нині – село Гінчице, Чехія). Часто у джерелах вказують замість дня народження хрещення майбутнього ченця – 22 липня, що помилково.

Друга дитина у селянській родині Антона та Розини, де також народилися дочки Вероніка та Терезія. Мав німецько-слов'янське коріння. Земля, де жила сім'я, належала роду Менделів понад століття. Сьогодні батьковий будинок вченого перетворено на музей.

Любов до природи виявив у ранньому віці. Захоплено підробляв садівником, будучи хлопчиськом, займався бджільництвом. Ріс слабкою дитиною – протягом навчання часто пропускав місяці занять через хвороби. Покінчивши з освітою у сільській школі, вступив до гімназії Троппау (нині чеське місто Опава), де провчився 6 класів.

Потім протягом 3 років вивчав практичну та теоретичну філософію та фізику в інституті Ольмюца (нині чеський університет Палацького в Оломоуці). Цікавий факт, що в цей же час факультет природної історії та сільського господарства очолив Йоганн Карл Нестлер, який цікавився дослідженням спадкових ознак рослин та тварин, наприклад, овець.

Мендель тяжко переносив фінансову неспроможність, бо не міг оплачувати освіту. Щоб брат навчався далі, Терезія віддала власне посаг. Пізніше Грегор сповна повернув борг, надавши підтримку трьом племінникам – синам сестри. Двоє з юнаків під його протекторатом згодом стали лікарями.

1843-го Мендель вирішує постригтися у ченці. Здебільшого це рішення продиктоване не побожністю фермерського сина, а тим, що духовні особи отримували освіту безкоштовно. За його словами, чернече життя позбавило «вічного занепокоєння про засоби до існування». Після постригу в Августинському монастирі Святого Хоми в Брюнні (нині чеський Брно) отримав ім'я Грегор, Грегор Йоган Мендель, і відразу ж розпочав навчання у богословському інституті. У 25 років отримав сан священика.

Наука

Мендель, дослідник природи і в той же час релігійний діяч, постать неординарна. Пікантності ситуації додає те, що вивчена їм у майбутньому область дала початок новій науковій дисципліні, що розкладає теорію божественного задуму геноми. Тяга Грегора до знань всепоглинаюча. Невпинно читав томи наукової літератури, заміняв педагогів під час уроків у місцевій школі. Чоловік мріяв скласти іспит на викладача, але провалився з геології та біології.

У 1849-1851 роках викладав студентам Зноймської гімназії мови та математику. Пізніше переїхав до Відня, де до 1853-го сам навчався природної історії у Віденському університеті під патронажем ботаніка та одного з перших цитологів Франца Унгера та фізики у знаменитого Крістіана Доплера.

Після повернення до Брюнне викладав ці дисципліни у Вищій реальній школі, хоч і не був дипломованим фахівцем. 1856-го знову намагався скласти іспити на педагога, але знову не склав біологію. У цьому року Мендель серйозно захоплюється науковими дослідами з рослинами, інтерес до гібридизації яких виявив ще Відні. Протягом 7 років, до 1863 року, Грегор експериментував з горохом у монастирському саду й у роки зробив відкриття.

Роботи з гібридизації рослин проводилися задовго до Менделя, але йому вдалося вивести закономірності і структурувати основні тези роботи, якими генетики користуватимуться до 70-х ХХ століття.

У більш ніж 10 тис. експериментів брали участь понад 20 різновидів гороху, що відрізнялися квітками та насінням. Титанічна праця з огляду на те, що кожну горошину потрібно оглядати вручну. Для передачі у схрещених формах лише однієї ознаки «зморщений-гладкий» Грегор відглянув понад 7 тис. горошин, а таких ознак у роботі було 7.

Отримані знання лягли основою вчення про спадковість, у якому базується генетика. У 1865-му опублікував наукову доповідь «Досліди над рослинними гібридами» в одному з томів Товариства брюннських дослідників природи, де сформував основні закономірності спадкування, що увійшли в історію як закони Менделя.

Узагальнено отримані ченцем відомості звучать так:

Гібриди першого покоління однакові і мають домінантну ознаку одного з батьків. Наприклад, схрещуючи горох із білими та червоними квітками, народжується потомство лише з червоними суцвіттями.
Гібриди другого покоління розщеплюються, тобто діляться тих, хто отримає домінантні ознаки батька, і тих, хто отримав рецесивні невипадково, а математично вираженому співвідношенні.
Обидві ознаки зустрічаються в різних комбінаціях і існують відокремленого, при цьому гібрид із виявленою домінантною ознакою може бути носієм рецесивних задатків і, навпаки, які виявляться у наступних поколіннях.
Чоловічі та жіночі гамети об'єднуються випадково, а не відповідно до завдатків, які вони несуть.

Грегор був упевнений, що дослідницькі досягнення мали фундаментальне значення для розвитку науки, тому замовив десятки відбитків роботи та розіслав визначним ботанікам того часу. На жаль, сучасників публікація не зацікавила. Лише професор університету у Мюнхені Карл фон Негелі порадив перевірити теорію на інших видах.

Мендель здійснив ряд експериментів з схрещування на інших рослинах і комах - улюблених бджолах з дитинства. На жаль, Грегора чекало розчарування. За збігом обставин і вибраний ним вид рослини і бджоли мали особливості процесу запліднення і могли розмножуватися партеногенезом – «невинним шляхом». Через це дані, отримані на дослідах із горохом, не підтвердилися.

Його внесок у науку оцінили набагато пізніше - на початку ХХ століття, коли в 1900 році ряд вчених незалежно один від одного озвучили постулати, виведені Менделем ще в минулому столітті. Цей рік заведено позначати роком народження науки генетики. Роль менделізму у ній велика.

Радянський генетик Борис Астауров описав наукові пошуки Грегора так:

«Доля класичної роботи Менделя перетворена і не чужа драматизму. Хоча їм були виявлені, ясно показані і значною мірою зрозумілі загальні закономірності спадковості, біологія того часу ще не доросла до усвідомлення їх фундаментальності.
Сам Грегор Мендель із дивовижною проникливістю передбачав загальнозначимість виявлених на гороху закономірностей. Минуло ще кілька років, і він пішов із життя, не передчуваючи, які пристрасті бушуватимуть навколо його імені і якою славою воно, зрештою, буде вкрите».

Релігія

Мендель прийняв чернечий постриг у 21 рік з причин, пов'язаних у тому числі з вирішенням матеріальних труднощів та доступом до знань. Через обмеження, що накладаються обраним шляхом, прийняв целібат, і поняття особистого життя для нього не було. У католицькій традиції духовні особи зберігають обітницю безшлюбності, тому дружини Менделя не було, так само як і дітей.

У 25 років став священиком в Августинському монастирі Святого Хоми, який був культурним та науковим центром регіону. Абат Кирило Напп заохочував інтерес своєї братії до науки, ченці займалися освітою школярів на навколишніх територіях. Мендель також із задоволенням навчав дітей та був улюбленим педагогом. У монастирському саду він проводив знамениті досліди з гібридизації.

1868-го, після смерті духовного наставника Наппа, Мендель обіймає посаду абата Старобрненського (Августинського) монастиря. З цього ж року масштабні наукові пошуки завершилися, поступившись місцем клопотам про довірене святе місце. Грегор займався адміністративною роботою, вступив у полеміку зі світською владою за введення додаткових податків для релігійних установ. Піст займав до кінця життя.

Смерть

Абат Мендель помер 1884-го через хронічний нефрит, 61 рік. На місці абатства, якому служив майже 40 років, згодом відкрили музей його імені. Могила знаходиться у Брно. Її вінчає пам'ятник зі словами, що належали ченцю:

"Мій час ще прийде".

Грегор Мендель (Грегор Йоган Мендель) (1822-84) - австрійський натураліст, вчений-ботанік і релігійний діяч, чернець, основоположник вчення про спадковість (менделізм). Застосувавши статистичні методи для аналізу результатів гібридизації сортів гороху (1856-63), сформулював закономірності спадковості (див. закони Менделя).

Грегор Мендель народився 22 липня 1822 року, Xейнцендорф, Австро-Угорщина, нині Гінчице. Помер 6 січня 1884 року, Брюнн, нині Брно, Чеська Республіка.

Важкі роки навчання

Йоганн народився другою дитиною у селянській сім'ї змішаного німецько-слов'янського походження та середнього достатку, у Антона та Розини Мендель. У 1840 році Мендель закінчив шість класів гімназії в Троппау (нині м. Опава) і наступного року вступив до філософських класів при університеті в м. Ольмюці (нині м. Оломоуц). Однак, матеріальне становище сім'ї в ці роки погіршилося, і з 16 років Мендель сам мав піклуватися про своє харчування. Не маючи сил постійно виносити подібну напругу, Мендель після закінчення філософських класів, у жовтні 1843, вступив послушником до Брюннського монастиря (де він отримав нове ім'я Грегор). Там він знайшов заступництво та фінансову підтримку для подальшого навчання.

У 1847 Мендель був посвячений у сан священика. Одночасно з 1845 року він протягом 4 років навчався у Брюннській теологічній школі. Августинський монастир св. Хоми був центром наукового та культурного життя Моравії. Крім багатої бібліотеки, він мав колекцію мінералів, досвідчений садок та гербарій. Монастир патронував шкільну освіту у краї.

Монах-викладач

Будучи ченцем, Грегор Мендель із задоволенням вів заняття з фізики та математики у школі найближчого містечка Цнайм, проте не пройшов державний іспит на атестацію вчителя. Бачачи його пристрасть до знань та високі інтелектуальні здібності, настоятель монастиря послав його для продовження навчання до Віденського університету, де Мендель як вільний слухач провчився чотири семестри в період 1851-53, відвідуючи семінари та курси з математики та природничих наук, зокрема, курс відомого фізика К. Доплера. Хороша фізико-математична підготовка допомогла Менделю згодом при формулюванні законів наслідування. Повернувшись до Брюнна, Мендель продовжив вчительство (викладав фізику та природознавство в реальному училищі), проте друга спроба пройти атестацію вчителя знову виявилася невдалою.

Досліди над гібридами гороху

З 1856 Грегор Мендель почав проводити в монастирському садку (шириною 7 і довжиною 35 метрів) добре продумані великі досвіди з схрещування рослин (насамперед серед ретельно відібраних сортів гороху) і з'ясування закономірностей успадкування ознак у потомстві гібридів. У 1863 він закінчив експерименти і в 1865 на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття «Досліди над рослинними гібридами», яка заклала основи генетики як самостійної науки. Це рідкісний історія знань випадок, коли одна стаття знаменує собою народження нової наукової дисципліни. Чому так прийнято вважати?

Роботи з гібридизації рослин та вивчення успадкування ознак у потомстві гібридів проводилися десятиліття до Менделя у різних країнах і селекціонерами, і ботаніками. Були помічені та описані факти домінування, розщеплення та комбінування ознак, особливо у дослідах французького ботаніка Ш. Нодена. Навіть Дарвін, схрещуючи різновиди левового зіва, відмінні за структурою квітки, отримав у другому поколінні співвідношення форм, близьке до відомого менделівського розщеплення 3:1, але побачив у цьому лише «примхливу гру сил спадковості». Різноманітність взятих у досліди видів та форм рослин збільшувала кількість висловлювань, але зменшувала їхню обґрунтованість. Сенс чи «душа фактів» (вираз Анрі Пуанкаре) залишалися до Менделя туманними.

По-друге, Грегор Мендель сформулював два основні принципи, або закону успадкування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Нарешті, Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак). Парність задатків, парність хромосом, подвійна спіраль ДНК - ось логічний наслідок і шлях розвитку генетики 20 століття з урахуванням ідей Менделя.

Великі відкриття часто визнаються не відразу

Хоча праці Товариства, де була опублікована стаття Менделя, надійшли до 120 наукових бібліотек, а Мендель додатково розіслав 40 відбитків, його робота мала лише один прихильний відгук – від К. Негелі, професора ботаніки з Мюнхена. Негелі сам займався гібридизацією, ввів термін «модифікація» і висунув умоглядну теорію спадковості. Однак він засумнівався в тому, що виявлені на гороху закони має загальний характер і порадив повторити досліди на інших видах. Мендель шанобливо погодився із цим. Але його спроба повторити на яструбінці, з якою працював Негелі, отримані на гороху результати виявилася невдалою. Лише через десятиліття стало ясно чому. Насіння у яструбінки утворюється партеногенетично, без участі статевого розмноження. Спостерігалися й інші винятки з принципів Грегора Менделя, які витлумачили набагато пізніше. У цьому частково полягає причина холодного прийому роботи. Починаючи з 1900, після практично одночасної публікації статей трьох ботаніків - Х. Де Фріза, К. Корренса та Е. Чермака-Зейзенегга, які незалежно підтвердили дані Менделя власними дослідами, стався миттєвий вибух визнання його роботи. 1900 рік вважається роком народження генетики.

Навколо парадоксальної долі відкриття та перевідкриття законів Менделя створено гарний міф про те, що його робота залишалася зовсім невідомою і на неї лише випадково і незалежно, через 35 років, натрапили три перевідкривачі. Насправді, робота Менделя цитувалася близько 15 разів у зведенні про рослинні гібриди 1881 року, про неї знали ботаніки. Понад те, як з'ясувалося під час аналізу робочих зошитів До. Корренса, він ще 1896 читав статтю Менделя і навіть зробив її реферат, але зрозумів тоді її глибинного сенсу і забув.

Стиль проведення дослідів та викладення результатів у класичній статті Менделя роблять вельми ймовірним припущення, до якого в 1936 прийшов англійський математичний статистик і генетик Р. Е. Фішер: Мендель спочатку інтуїтивно проник у «душу фактів» і потім спланував серію багаторічних дослідів так, щоб осяяла його ідея виявилася якнайкраще. Краса і строгість числових співвідношень форм при розщепленні (3:1 або 9:3:3:1), гармонія, в яку вдалося вкласти хаос фактів у сфері спадкової мінливості, можливість робити передбачення - все це внутрішньо переконувало Менделя у загальному характері знайдених ним на горох законів. Залишалося переконати наукову спільноту. Але це завдання так само важке, як і саме відкриття. Адже знання фактів ще означає їх розуміння. Велике відкриття завжди пов'язане з особистісним знанням, відчуттями краси та цілісності, заснованих на інтуїтивних та емоційних компонентах. Цей позараціональний вид знання передати іншим людям важко, бо з їхнього боку потрібні зусилля та інтуїція.

Доля відкриття Менделя - затримка на 35 років між самим фактом відкриття та його визнанням у співтоваристві – не парадокс, а скоріше норма у науці. Так, через 100 років після Менделя, вже в період розквіту генетики, подібна доля невизнання протягом 25 років спіткала відкриття Б. Мак-Клінток мобільних генетичних елементів. І це незважаючи на те, що вона, на відміну від Менделя, була на час свого відкриття високо авторитетним ученим та членом Національної Академії наук США.

У 1868 р. Грегор Мендель був обраний настоятелем монастиря і практично відійшов від наукових занять. У його архіві збереглися нотатки з метеорології, бджільництва, лінгвістики. На місці монастиря у Брно нині створено музей Менделя; видається спеціальний журнал "Folia Mendeliana".

Ще про Грегора Менделя з іншого джерела:

Основоположником науки про спадковість – генетики по праву вважається австро-угорський вчений Грегор Мендель. Робота дослідника, «перевідкрита» тільки в 1900 році, принесла посмертну славу Менделю і послужила початком нової науки, яку пізніше назвали генетикою. До кінця сімдесятих років XX століття генетика в основному рухалася шляхом, прокладеним Менделем, і тільки коли вчені навчилися читати послідовність нуклеїнових основ у молекулах ДНК, спадковість почали вивчати не за допомогою аналізу результатів гібридизації, а спираючись на фізико-хімічні методи.

У початковій школі Грегор Мендель виявив видатні математичні здібності і на вимогу вчителів продовжив освіту в гімназії невеликого поблизу містечка Опава. Однак на подальше навчання Менделя грошей у сім'ї не вистачало. Насилу їх вдалося наскрести на завершення гімназичного курсу. Врятувала молодша сестра Тереза: вона пожертвувала накопиченим їй приданим. На ці кошти Мендель зміг провчитися ще деякий час на курсах підготовки до університету. Після цього кошти сім'ї закінчилися остаточно.

Вихід запропонував професор математики Франц. Він порадив Менделю вступити до серпневого монастиря міста Брно. Його очолював тоді абат Кирило Напп - людина широких поглядів, заохочував заняття наукою. В 1843 Мендель вступив у цей монастир і отримав ім'я Грегор (при народженні йому було дано ім'я Йоганн). Через чотири роки монастир направив двадцятип'ятирічного ченця Менделя вчителем у середню школу. Потім з 1851 по 1853 він вивчав природничі науки, особливо фізику, у Віденському університеті, після чого став викладачем фізики та природознавства в реальному училищі міста Брно.

Його педагогічну діяльність, що тривала чотирнадцять років, високо цінували і керівництво училища, і учні. За спогадами останніх, він вважався одним із найулюбленіших вчителів. Останні п'ятнадцять років життя Грегор Мендель був настоятелем монастиря.

З юності Грегор цікавився природознавством. Будучи швидше любителем, ніж професійним вченим-біологом, Мендель постійно експериментував із різними рослинами та бджолами. У 1856 році він почав класичну роботу з гібридизації та аналізу успадкування ознак у гороху.

Грегор Мендель працював у крихітному, менше двох із половиною соток гектара, монастирський садок. Він висівав горох протягом восьми років, маніпулюючи двома десятками різновидів цієї рослини, різних за фарбуванням квіток і за видом насіння. Він зробив десять тисяч дослідів. Своєю старанністю і терпінням він дивував чималих партнерів, що допомагали йому в потрібних випадках - Вінкельмейєра і Ліленталя, а також садівника Мареша, дуже схильного до випивки. Якщо Мендель і давав пояснення своїм помічникам, навряд вони могли його зрозуміти.

Неквапливо текло життя у монастирі Святого Томаша. Неквапливий був і Грегор Мендель. Наполегливий, спостережливий і дуже терплячий. Вивчаючи форму насіння у рослин, отриманих в результаті схрещувань, він задля з'ясування закономірностей передачі лише однієї ознаки («гладкі - зморшкуваті») аналізував 7324 горошини. Кожне насіння він розглядав у лупу, порівнюючи їх форму та роблячи записи.

З дослідів Грегора Менделя почався інший відлік часу, головною відмінністю якого став знову ж таки запроваджений Менделем гібридологічний аналіз спадковості окремих ознак батьків у потомстві. Важко сказати, що саме змусило дослідника природи звернутися до абстрактного мислення, відволіктися від голих цифр і численних експериментів. Але саме воно дозволило скромному викладачеві монастирської школи побачити цілісну картину дослідження; побачити її лише після того, як довелося знехтувати десятими та сотими частками, зумовленими неминучими статистичними варіаціями. Лише тоді буквально «позначені» дослідником альтернативні ознаки відкрили йому щось сенсаційне: певні типи схрещування у різному потомстві дають співвідношення 3:1, 1:1 або 1:2:1.

Грегор Мендель звернувся до робіт своїх попередниківза підтвердженням здогадки, що майнула в нього. Ті, кого дослідник почитав за авторитети, прийшли в різний час і кожен по-своєму до загального висновку: гени можуть мати домінуючі (переважні) або рецесивні (пригнічені) властивості. А якщо так, робить висновок Мендель, то комбінація неоднорідних генів і дає те саме розщеплення ознак, що спостерігається у його власних дослідах. І в тих самих співвідношеннях, що були обчислені за допомогою його статистичного аналізу. «Перевіряючи алгеброю гармонію» змін, що відбуваються в отриманих поколіннях гороху, вчений навіть ввів літерні позначення, відзначивши великою літерою домінантний, а рядковий - рецесивний стан одного й того ж гена.

Г. Мендель довів, що кожна ознака організму визначається спадковими факторами, задатками (згодом їх назвали генами), що передаються від батьків нащадкам зі статевими клітинами. Внаслідок схрещування можуть з'явитися нові поєднання спадкових ознак. І частоту появи кожного такого поєднання можна передбачити.

Узагальнено результати роботи вченого виглядають так:

Усі гібридні рослини першого покоління однакові та виявляють ознаку одного з батьків;
- Серед гібридів другого покоління з'являються рослини як з домінантними, так і з рецесивними ознаками у співвідношенні 3:1;
- дві ознаки у потомстві поводяться незалежно і у другому поколінні зустрічаються у всіх можливих поєднаннях;
- необхідно розрізняти ознаки та їх спадкові задатки (рослини, що виявляють домінантні ознаки, можуть у прихованому вигляді нести задатки рецесивних);
- об'єднання чоловічих та жіночих гамет випадково щодо того, задатки яких ознак несуть ці гамети.

У лютому та березні 1865 року у двох доповідях на засіданнях провінційного наукового гуртка, що носив назву Товариства дослідників природи міста Брю, один із рядових його членів, Грегор Мендель, повідомив про результати своїх багаторічних досліджень, завершених у 1863 році. Незважаючи на те, що його доповіді були досить холодно зустрінуті членами гуртка, він наважився опублікувати свою роботу. Вона побачила світ у 1866 році у працях товариства під назвою «Досліди над рослинними гібридами».

Сучасники не зрозуміли Менделя і оцінили його працю. Багатьом вчених спростування висновку Менделя означало б не мало не мало, як твердження своєї концепції, яка свідчила, що набутий ознака можна «втиснути» в хромосому і навернути в наследуемый. Щойно не руйнували «крамольний» висновок скромного настоятеля монастиря з Брно маститі вчені, яких тільки епітетів не вигадували, щоб принизити, висміяти. Але час вирішив по-своєму.

Грегора Менделя не було визнано сучасниками. Надто вже простою, нехитрою представилася їм схема, в яку без натиску і скрипу вкладалися складні явища, що становлять у поданні людства основу непорушної піраміди еволюції. До того ж у концепції Менделя були й уразливі місця. Так, принаймні, це його опонентам. І самому досліднику теж, оскільки він не міг розвіяти їхніх сумнівів. Однією з «винувань» його невдач була яструбінка.

Ботанік Карл фон Негелі, професор Мюнхенського університету, прочитавши роботу Менделя, запропонував автору перевірити виявлені ним закони на яструбінці. Ця маленька рослина була улюбленим об'єктом Негелі. І Мендель погодився. Він витратив багато зусиль на нові досліди. Яструбінка – надзвичайно незручна для штучного схрещування рослина. Дуже дрібне. Доводилося напружувати зір, а він став дедалі більше погіршуватися. Нащадок, отриманий від схрещування яструбінки, не підкорявся закону, як він вважав, правильному для всіх. Лише через роки після того, як біологи встановили факт іншого, не статевого розмноження яструбінки, заперечення професора Негелі, головного опонента Менделя, було знято з порядку денного. Але ні Менделя, ні самого Негелі вже, на жаль, не було живим.

Дуже образно долю роботи Менделя сказав найбільший радянський генетик академік Б.Л. Астауров, перший президент Всесоюзного товариства генетиків і селекціонерів імені Миколи Івановича Вавілова: «Доля класичної роботи Менделя перетворена і не чужа драматизму. Хоча їм були виявлені, ясно показані і значною мірою зрозумілі загальні закономірності спадковості, біологія того часу ще не доросла до усвідомлення їх фундаментальності. Сам Грегор Мендель із дивовижною проникливістю передбачав загальнозначущість виявлених на гороху закономірностей і отримав деякі докази їх застосування до деяких інших рослин (трьом видам квасолі, двом видам левкоя, кукурудзі та нічній красуні). Однак його наполегливі та стомлюючі спроби докласти знайдені закономірності до схрещування численних різновидів та видів яструбінки не виправдали надій та зазнали повного фіаско. Наскільки щасливим був вибір першого об'єкта (гороху), настільки ж невдалий другий. Тільки набагато пізніше, вже в нашому столітті, стало зрозуміло, що своєрідні картини успадкування ознак у яструбінки є винятком, що лише підтверджує правило.

За часів Менделя ніхто не міг підозрювати, що зроблені ним схрещування різновидів яструбінки фактично не відбувалися, оскільки ця рослина розмножується без запилення та запліднення, незайманим шляхом за допомогою так званої апогамії. Невдача копітких і напружених дослідів, що викликали майже повну втрату зору, обтяжливі обов'язки прелата, що звалилися на Менделя, і похилого віку змусили його припинити улюблені дослідження.

Минуло ще кілька років, і Грегор Мендель пішов із життя, не передчуваючи, які пристрасті бушуватимуть навколо його імені і якою славою воно, зрештою, буде вкрите. Так, слава та шана прийдуть до Менделя вже після смерті. Він же залишить життя, так і не розгадавши таємниці яструбінки, яка не «уклалася» у виведені ним закони однаковості гібридів першого покоління та розщеплення ознак у потомстві».

Менделю було б значно легше, знай він про роботи іншого вченого Адамса, що опублікував на той час піонерську роботу про успадкування ознак у людини Але Мендель не був знайомий із цією роботою. Адже Адамс на основі емпіричних спостережень за сім'ями зі спадковими захворюваннями фактично сформулював поняття спадкових задатків, помітивши домінантне та рецесивне успадкування ознак у людини. Але ботаніки не чули про роботу лікаря, а тому, ймовірно, випало на долю стільки практичної лікувальної роботи, що на абстрактні міркування просто не вистачало часу. Загалом так чи інакше, але генетики дізналися про спостереження Адамса, тільки приступивши всерйоз до вивчення історії генетики людини.

Не пощастило і Менделю. Занадто рано великий дослідник повідомив про свої відкриття наукового світу. Останній був до цього не готовий. Лише 1900 року, перевідкривши закони Менделя, світ вразився красі логіки експерименту дослідника і витонченої точності його розрахунків. І хоча ген продовжував залишатися гіпотетичною одиницею спадковості, сумніви щодо його матеріальності остаточно розвіялися.

Грегор Мендель був сучасником Чарлза Дарвіна. Але стаття брюннського ченця не потрапила на очі автору «Походження видів». Залишається лише гадати, як оцінив Дарвін відкриття Менделя, якби ознайомився з ним. Тим часом великий англійський натураліст виявляв чималий інтерес до гібридизації рослин. Схрещуючи різні форми левиного зіва, він із приводу розщеплення гібридів у другому поколінні писав: «Чому це так? Бог знає..."

Помер Грегор Мендель 6 січня 1884, настоятелем того монастиря, де вів свої досліди з горохом. Не помічений сучасниками, Мендель, проте, анітрохи не завагався у своїй правоті. Він говорив:

"Мій час ще прийде". Ці слова написані на його пам'ятнику, встановленому перед монастирським садком, де він ставив свої досліди.

Знаменитий фізик Ервін Шредінгер вважав, що застосування законів Менделя рівнозначно впровадженню квантового початку в біології.

Революціонізуюча роль менделізму в біології ставала дедалі очевиднішою. На початку тридцятих років нашого століття генетика і закони Менделя, що лежать в її основі, стали визнаним фундаментом сучасного дарвінізму. Менделізм став теоретичною основою для виведення нових високоврожайних сортів культурних рослин, більш продуктивних порід худоби, корисних видів мікроорганізмів. Менделізм дав поштовх розвитку медичної генетики.

У серпневому монастирі на околиці Брно поставлено меморіальну дошку, а поряд з палісадником споруджено чудовий мармуровий пам'ятник Грегору Менделю. Кімнати колишнього монастиря, що виходять вікнами в палісадник, де Мендель вів свої досліди, перетворені тепер на музей його імені. Тут зібрані рукописи (на жаль, частина їх загинула під час війни), документи, малюнки та портрети, що стосуються життя вченого, належали йому книги з його позначками на полях, мікроскоп та інші інструменти, якими він користувався, а також видані в різних країнах книги, присвячені йому та його відкриття.

На початку ХIХ століття, 1822 року, в Австрійській Моравії, у селі Ханцендорф, у селянській родині народився хлопчик. Він був другою дитиною у сім'ї. Під час народження його назвали Йоганном, прізвище батька бала Мендель.

Жилося нелегко, дитину не балували. З дитинства Йоганн звик до селянської праці та полюбив його, особливо садівництво та бджільництво. Як у пригоді йому навички, набуті в дитинстві.

Видатні здібності виявилися у хлопчика рано. Менделю було 11 років, коли його перевели із сільської школи до чотирикласного училища найближчого містечка. Він і там одразу проявив себе і вже через рік опинився у гімназії, у місті Опав.

Платити за навчання та утримувати сина батькам було важко. А тут ще обрушилося на сім'ю нещастя: батько тяжко постраждав – йому на груди впала колода. У 1840 році Йоганн закінчив гімназію і паралельно – школу кандидатів у вчителі. У 1840 році Мендель закінчив шість класів гімназії в Троппау (нині м. Опава) і наступного року вступив до філософських класів при університеті в м. Ольмюці (нині м. Оломоуц). Однак, матеріальне становище сім'ї в ці роки погіршилося, і з 16 років Мендель сам мав піклуватися про своє харчування. Не маючи сил постійно виносити подібну напругу, Мендель після закінчення філософських класів, у жовтні 1843, вступив послушником до Брюннського монастиря (де він отримав нове ім'я Грегор). Там він знайшов заступництво та фінансову підтримку для подальшого навчання. У 1847 Мендель був посвячений у сан священика. Одночасно з 1845 року він протягом 4 років навчався у Брюннській теологічній школі. Августинський монастир св. Хоми був центром наукового та культурного життя Моравії. Крім багатої бібліотеки, він мав колекцію мінералів, досвідчений садок та гербарій. Монастир патронував шкільну освіту у краї.

Незважаючи на труднощі, Мендель продовжує навчання. Тепер уже у філософських класах у місті Оломеуц. Тут вчать як філософії, а й математиці, фізиці – предметам, без яких Мендель, біолог у душі, не мислив подальшого життя. Біологія та математика! У наші дні це поєднання нерозривне, але в 19 столітті здавалося безглуздим. Саме Мендель був першим, хто продовжив у біології широку колію для математичних методів.

Він продовжує вчитися, але життя тяжке, і ось настають дні, коли, за власним визнанням Менделя, “далі переносити таку напругу не під силу”. І тоді його життя настає переломний момент: Мендель стає ченцем. Він не приховує причин, які штовхнули його на цей крок. В автобіографії пише: "Виявився вимушеним зайняти становище, що звільняє від турбот про їжу". Чи не так, відверто? І при цьому ні слова про релігію, бога. Непереборна тяга до науки, прагнення до знань, а зовсім не прихильність до релігійної доктрини привели Менделя до монастиря. Йому виповнився 21 рік. Ті, що постригалися в ченці на знак відчуження від світу, приймали нове ім'я. Йоганн став Грегором.

Був період, коли його зробили священиком. Зовсім недовгий період. Втішати стражденних, споряджати в останній шлях вмираючих. Не дуже це подобалося Менделю. І він робить все, щоб позбутися неприємних обов'язків.

Інша річ учительство. Будучи ченцем, Мендель із задоволенням вів заняття з фізики та математики у школі найближчого містечка Цнайм, проте не пройшов державний іспит на атестацію вчителя. Бачачи його пристрасть до знань та високі інтелектуальні здібності, настоятель монастиря послав його для продовження навчання до Віденського університету, де Мендель як вільний слухач провчився чотири семестри в період 1851-53, відвідуючи семінари та курси з математики та природничих наук, зокрема, курс відомого фізика К. Доплера. Хороша фізико-математична підготовка допомогла Менделю згодом при формулюванні законів наслідування. Повернувшись до Брюнна, Мендель продовжив вчительство (викладав фізику та природознавство в реальному училищі), проте друга спроба пройти атестацію вчителя знову виявилася невдалою.

Цікаво, що Мендель двічі складав іспит на звання вчителя і... двічі провалювався! Адже він був найосвіченішою людиною. Нема чого говорити про біологію, класиком якої Мендель незабаром став, він був високообдарований математик, дуже любив фізику і добре знав її.

Провали на іспитах не заважали його викладацькій діяльності. У міському училищі Брно Менделя-вчителі дуже цінували. І він викладав, не маючи диплома.

У житті Менделя були роки, коли він перетворювався на самітника. Але не перед іконами схиляв він коліна, а перед грядками з горохом. З 1856 Мендель почав проводити в монастирському садку (шириною 7 і довжиною 35 метрів) добре продумані великі досвіди з схрещування рослин (насамперед серед ретельно відібраних сортів гороху) і з'ясування закономірностей успадкування ознак у потомстві гібридів. У 1863 він закінчив експерименти і в 1865 на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. З ранку до самого вечора працював він у маленькому монастирському садку. Тут з 1854 по 1863 рік Мендель провів свої класичні досліди, результати яких не застаріли до цього дня. Своїм науковими успіхами Г.Мендель завдячує також надзвичайно вдалим вибором об'єкта досліджень. Загалом у чотирьох поколіннях гороху він обстежив 20 тисяч нащадків.

Близько 10 років йшли досліди щодо схрещування гороху. Щовесни Мендель висаджував рослини на своїй ділянці. Доповідь “Досліди над рослинними гібридами”, яку було прочитано брюнським натуралістам у 1865 році, виявилася несподіванкою навіть для друзів.

Горох був зручний з різних міркувань. Нащадок цієї рослини має ряд чітко помітних ознак - зелений або жовтий колір сім'ядолів, гладке або, навпаки, зморшкувате насіння, здуті або перетягнуті боби, довга або коротка вісь суцвіття стебла і так далі. Перехідних, половинчастих "змазаних" ознак був. Щоразу можна було впевнено говорити "так" чи "ні", "або - або", мати справу з альтернативою. А тому й заперечувати висновки Менделя, сумніватися у них не доводилося. І всі положення теорії Менделя вже ніким не були спростовані і за заслугами стали частиною золотого фонду науки.

У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття "Досліди над рослинними гібридами", яка заклала основи генетики як самостійної науки. Це рідкісний історія знань випадок, коли одна стаття знаменує собою народження нової наукової дисципліни. Чому так прийнято вважати?

Роботи з гібридизації рослин та вивчення успадкування ознак у потомстві гібридів проводилися десятиліття до Менделя у різних країнах і селекціонерами, і ботаніками. Були помічені та описані факти домінування, розщеплення та комбінування ознак, особливо у дослідах французького ботаніка Ш. Нодена. Навіть Дарвін, схрещуючи різновиди левового зіва, відмінні за структурою квітки, отримав у другому поколінні співвідношення форм, близьке до відомого менделівського розщеплення 3:1, але побачив у цьому лише "примхливу гру сил спадковості". Різноманітність взятих у досліди видів та форм рослин збільшувала кількість висловлювань, але зменшувала їхню обґрунтованість. Сенс чи " душа фактів " (вираз Анрі Пуанкаре) залишалися до Менделя туманними.

Зовсім інші наслідки випливали з семирічної роботи Менделя, що по праву складає фундамент генетики. По-перше, він створив наукові принципи опису та дослідження гібридів та їх потомства (які форми брати у схрещування, як вести аналіз у першому та другому поколінні). Мендель розробив і застосував систему алгебри символів і позначень ознак, що являло собою важливе концептуальне нововведення. По-друге, Мендель сформулював два основних принципи, або закону наслідування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Нарешті, Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак). Парність задатків, парність хромосом, подвійна спіраль ДНК - ось логічний наслідок і шлях розвитку генетики 20 століття з урахуванням ідей Менделя.

Доля відкриття Менделя – затримка на 35 років між самим фактом відкриття та його визнанням у співтоваристві – не парадокс, а скоріше норма в науці. Так, через 100 років після Менделя, вже в період розквіту генетики, подібна доля невизнання протягом 25 років спіткала відкриття Б. Мак-Клінток мобільних генетичних елементів. І це незважаючи на те, що вона, на відміну від Менделя, була на час свого відкриття високо авторитетним ученим та членом Національної Академії наук США.

У 1868 році Мендель був обраний настоятелем монастиря і практично відійшов від наукових занять. У його архіві збереглися нотатки з метеорології, бджільництва, лінгвістики. На місці монастиря у Брно нині створено музей Менделя; видається спеціальний журнал "Folia Mendeliana".