1900年,一场遗传学领域的革命悄然酝酿。荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯以及奥地利的切马克三位植物学家几乎同时宣布了各自的重大发现,并在论文中不约而同地盛赞一位奥地利科学家——孟德尔。他被誉为遗传学的奠基人,其发现的遗传学定律至今仍熠熠生辉。这究竟是怎么回事呢?
原来,这三位科学家在各自的遗传研究道路上取得了突破性进展,准备发表成果时,都意外地查阅到了1866年奥地利自然科学学会年刊,其中收录了孟德尔的论文。他们震惊地发现,这位奥地利人早已在遗传现象上进行了如此深入的研究,远远领先于他们。孟德尔于1822年出生于奥地利一个农家,父母都是园艺家,对各类植物了如指掌,这对年幼的孟德尔产生了深远影响。
1853年,孟德尔毕业于维也纳大学后,进入布隆修道院,从此过着与世隔绝的神父生活。那个时代,科学正蓬勃发展:达尔文在英国撰写进化论,巴斯德在法国探索微生物世界。然而,孟德尔却隐居在修道院的高墙之内,对外界知之甚少,缺乏像达尔文那样的环球旅行机会,也缺少像巴斯德那样的科学伙伴。但修道院为他提供了充裕的时间,还有一块可以耕种的园地,这使他有机会创造出不凡的成就。
孟德尔专注于生物遗传学研究。我国自古流传”种瓜得瓜,种豆得豆”的谚语,甚至有”龙生龙,凤生凤,老鼠生儿会打洞”的说法,这些其实都在描述遗传现象。那么,究竟是什么力量让生物能够遗传呢?我国古代似乎没有人对这个问题进行深入探讨,可能是因为这种现象过于自然了吧。倒是2300多年前的亚里士多德曾提出过类似问题:一位白种女子嫁给黑种男子,他们的子女是白色的,但到了孙辈又出现了黑色。白色的子女如何隐藏着黑色血统呢?这个问题在两千多年的时间里无人能解,而孟德尔正准备给出答案。
孟德尔利用修道院园地种植了豌豆、龙头花、山柳菊、紫茉莉、菜豆、洋莓、毛蕊花、玉米等多种植物,还饲养蜜蜂和小白鼠进行杂交实验。经过比较,他最终将重点放在豌豆上。为什么选择豌豆?因为豌豆是严格自交的植物——它的花瓣在未张开时,雄蕊上的花粉就会落到雌蕊柱头上完成授粉,花瓣紧密包裹,防止其他花粉侵入。这种特性对孟德尔的实验至关重要,因为它能保持不同品种的独特性状。
孟德尔进行了一项经典实验:将高个豌豆与矮个豌豆杂交。当高个豌豆即将开花时,他摘除雄蕊,用袋子罩住花朵防止外界花粉干扰。然后,用鸡毛沾取矮个豌豆的花粉,轻轻涂抹在高个豌豆的柱头上。第二年,所有植株都长成了高个豌豆。孟德尔让这些高个豌豆自花授粉,第三年发现出现了有趣现象:部分植株高,部分植株矮,比例约为3:1。第四年,他再次种植这些种子,发现矮个豌豆全部长成矮个,而高个豌豆中,三分之一仍是高个,其余仍保持3:1的比例。
基于这些实验,孟德尔提出了遗传因子分离定律:每个植株都有两个决定高度性状的因子,每个亲本传递一个因子。高因子显性,矮因子隐性,因此杂交第一代全是高个。第二代中,因子组合可能是两个高因子、两个矮因子或一高一矮,前两种组合会产生纯合高个或纯合矮个植株,后一种组合则以3:1比例产生高个或矮个。他还提出了遗传因子自由组合定律,但这项开创性成就当时并未引起重视。尽管孟德尔的论文发表在自然科学学会年刊上,并分送到欧洲和美洲的120个图书馆,却无人能理解其意义。
1884年1月6日,62岁的孟德尔在布隆修道院去世。16年后,人们才意识到他创立学说的伟大价值,并在布隆为他树立雕像以示纪念。孟德尔在修道院花园里默默耕耘的劳动,终于获得了世界的认可。
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