В ходе своей работы Мендель сформулировал три закона, в которых изложил принципы передачи генетического материала от родителей к потомству.
Самый знаменитый горох в мире: история Грегора Менделя, открывшего законы наследственности
Этот человек был трагически неправильно понят своими научными современниками, но через 30 лет выяснилось, что он перевернул науку с ног на голову — открыл законы наследственности и возвестил о появлении генетики. Имя чешского монаха Грегора Менделя сегодня не так известно, как имена Ньютона, Эйнштейна, Коперника или Гаусса, но его научные достижения не менее значительны. Давайте вспомним их сегодня, 20 июля, в день рождения Менделя.
Эти три вещи больше всего интересовали монаха Грегора Менделя, аббата монастыря Святого Фомы в Бруне, нынешнем Брно, тогдашней части австрийской Моравии. Аббат не был известным богословом или оратором. Вне монастыря он носил гражданскую одежду, интересовался естественными науками и преподавал в местной школе. Он был приятным человеком, гастрономом-любителем, играл в шахматы и угощал своих гостей грушами разных сортов.
Когда господин Аббат умер, его оплакивали родственники, монахи и учителя. Никто не понял его экспериментов и открытий при его жизни; никто не знал, что этот тучный человек в очках и с цветком фуксии (!) на групповой фотографии монахов был гением, опередившим свое время.
Сегодня люди ищут его письма и разрозненные сохранившиеся листы из научных архивов (монастырь, с небрежного разрешения его племянников, уничтожил все его записи после его смерти). В то время никто не мог предположить, что однажды Брно будет называться Мендельштадтом, что августинский орден будет гордиться своим монахом, а монастырь Святого Фомы — своим аббатом. И уж точно никто не думал, что открытия этого скромного человека окажутся в школьных учебниках.
Вероника, Иоганн и Терезия
Так называли детей Антона Менделя, фермера из деревни Хайнцендорф (Хинчице в современной Чехии). Семья была чешско-австрийского происхождения: мать, Розина, происходила из немецкой семьи, отец был чехом. В этих районах Моравии немецкие и чешские крестьянские семьи жили бок о бок и часто вступали в браки.
Все Мендели посещали сельскую школу, а в семье Розины даже был учитель — ее дядя. Антон сам был отличным садовником — он ухаживал за садом барона и учил детей всему, что касается садоводства: Выдергивание сорняков, подвязывание и прививка яблонь.
Мендели не жили в роскоши, но и не были бедными. Старшие дети, Вероник и Йохан, родившиеся в 1822 году, ходили в школу, и родители оплачивали их обучение рожью, горохом, салом и яйцами. Вероник первой пошла в школу: ей предстояло стать домохозяйкой, она должна была уметь считать деньги, читать молитвы и вести списки. Йохан пошел в школу в девять часов. Сразу же местный учитель стал чаще посещать Менделей и хвалил мальчика: Усердный, он понял еще летом, что совершенно необходимо продолжать преподавать.
Семья прислушалась к нему — Антон отвез Ганса в маленький городок Липник, где его сразу же приняли на третий курс колледжа. Благодаря отличной успеваемости и рекомендациям Иоганн Мендель в возрасте 12 лет был принят в Императорскую гимназию в Тропау, став «лучшим в своем классе». Мальчик был принят на полупансион, что вынудило его родителей посылать сыну масло и хлеб.
Семья была вынуждена затянуть пояса, чтобы финансировать его обучение в средней школе. Йохан не разочаровал своих родственников: он был первым студентом и получил лучшие рекомендации.
В 16 лет он посещал курсы «для будущих частных учителей» и мечтал об университете. Но несчастный случай изменил все: упавшее в лесу дерево покалечило его отца, и семья больше не могла платить за его образование. «Нижеподписавшийся, — пишет в своей автобиографии монах Грегор Мендель, — которому в то время было всего 16 лет, попал в печальные обстоятельства и был вынужден сам обеспечивать свое содержание…».
Он прилагал все усилия, чтобы найти учеников и бегал на занятия. Он едва сводил концы с концами, недоедал и падал на ноги, но окончил среднюю школу. Первый ученик, Иоганн Мендель, сын фермера, был принят преподавателем философии в Ольмутцском университете, после чего его приняли в университет.
У Ганса не было денег: в Троппау знакомые рекомендовали его в качестве учителя, но в Ольмюце он был предоставлен сам себе. «Он отсутствовал на занятиях из-за болезни», — таков был отчет на втором курсе в Ольмюце: он потерял сознание и уехал к родителям в Хайнцендорф. Весь его мир трещал по швам: у него не было денег, чтобы оплатить учебу.
Иоганн и Терезия
Тогда Антон Мендель принял важное решение. Он продал свою ферму своему зятю Алоису Штурму, мужу Вероники. Он обещал платить Йоханнесу 10 гульденов в год. Его младшая сестра, 12-летняя Тереза, отказалась от своего приданого в пользу старшего брата. Мендель-младший никогда не забывал об их жертве и всю жизнь оставался близок с Терезой и ее детьми, но относился к ней и ее детям с большой сдержанностью. Это привело Иоганна Менделя обратно в Оломоуц.
Он особенно любил физику и ее учителя, отца Фридриха Франца. На уроках физики проводилось много экспериментов, и Иоганн был очарован опытами по изучению давления воздуха и сам начал проводить эксперименты.
В школе серьезно преподавалась литература, и Мендель писал стихи. Отрывок из поэмы о Гутенберге сохранила Тереза.
Зачем был создан человек?
Почему щепотка золы
Неизведанное существо…
Вы, буквы, потомки моих поисков!
В Оломоуце Иоганну наконец удалось набрать студентов, и с помощью 10 флоринов Штурма он оплатил свое обучение и выпускной. Было ясно, что он не сможет оплачивать учебу, ему нужно было найти способ зарабатывать на жизнь. Поэтому Мендель поступил в монастырь — в 1843 году он стал братом Грегором Менделем из августинского братства Святого Фомы.
Грегор Мендель Биография и материалы
Грегор Иоганн Мендель (1822-1884) был монахом. Австрийский ученый считается отцом генетики, поскольку он открыл основные принципы наследственности. Его наблюдения, сделанные в ходе экспериментов в саду, положили начало современной генетике.
Однако важность его работы не была признана до конца 19 века, когда Эрих фон Чермак, Хуго де Фриз, Карл Корренс и Уильям Джаспер Спилман независимо подтвердили его исследования.
В ходе своих исследований он обнаружил, что существует семь характеристик растения гороха и две формы каждой характеристики. Эти характеристики включали форму семени, его цвет, форму стручка или выращивание растения…
Исследования, эксперименты и наблюдения за этими растениями привели к тому, что сегодня известно как законы Менделя.
- 1 Биография
- 1.1 Поступление в монастырь
- 1.2 Первые эксперименты
- 1.3 Чистые штаммы и статистика
- 1.4 Реакции
- 1.5 Смерть
биография
Грегор Иоганн Мендель родился 20 июля 1822 года в старой Австрии, в Хайдендорфе.
Имя Менделя при рождении было Иоганн, которое он изменил на Грегор, став монахом ордена августинцев в конце жизни.
Его семья жила в бедных условиях и была одной из многих семей, живших в этом районе до конца Второй мировой войны…
Его отец участвовал в наполеоновских войнах и был ветераном тех конфликтов. В то время, когда родился Мендель, он работал фермером у крупного землевладельца. Мать Менделя, в свою очередь, была дочерью садовника.
Ранние годы Менделя были трудными, учитывая экономические условия, в которых жила семья. Финансовых средств не было, и единственное, что позволило Грегору закончить среднюю школу, — это посещение семинара.
Присоединяйтесь к монастырю
В 1843 году Мендель поступил в августинский монастырь в Брно, который назывался аббатством Святого Фомы. Он считался резиденцией просвещенного религиозного деятеля. Четыре года спустя, в 1847 году, он был рукоположен в священники; в то время ему было 27 лет.
Мендель любил преподавать, поэтому в 1849 году он сдал экзамен, чтобы быть выбранным в качестве учителя в среднюю школу в Зноймо. Однако он не прошел это испытание.
Чтобы приобрести необходимую квалификацию для того, чтобы посвятить себя преподаванию, через два года (1851) он начал посещать курсы по химии, ботанике, истории, математике и физике в Венском университете.
Именно в этом университете он получил докторскую степень по математике. В 1854 году он был ассистентом профессора в Королевской школе в Брно, а также в других религиозных учреждениях. После этого периода обучения он был направлен в монастырь в Брно.
Первые эксперименты
Первые эксперименты Грегора Менделя были проведены в саду монастыря в 1856 году, где он испытывал различные скрещивания с горохом.
Говорят, что Мендель был человеком с обширными навыками наблюдения и знаниями в области сельского хозяйства, поскольку именно этой профессии посвятил себя его отец. Когда он был моложе, он иногда работал с отцом на ферме, так что этот опыт также дал ему знания.
Он хотел понять, почему определенные характеристики меняются у тех или иных растений. Поэтому он выбрал горох, который очень легко выращивать, чтобы попытаться ответить на их вопросы.
Образцы, которые он выбрал для своих экспериментов, были простыми (с одним геном); доподлинно неизвестно, было ли это следствием рассуждений Менделя или просто удачей.
Известно, что Мендель отбирал растения с простыми признаками, чтобы эти признаки можно было изучить и проанализировать, что позволило провести простой и более точный мониторинг…..
Чистые штаммы и статистика
Для того чтобы эксперимент можно было эффективно проверить, Мендель убедился, что это были чистые виды. На самом деле, он разводил их в течение нескольких поколений, прежде чем начал смешивать и скрещивать их.
Новый аспект этого исследования и момент времени, формирующий его контекст, заключается в том, что Мендель использовал статистические инструменты для проверки того, являются ли данные значимыми или нет.
Основные вклады
Он отец генетики
Наука генетика, какой мы ее знаем сегодня, возникла лишь через несколько десятилетий после смерти Менделя, но его исследование гибридизма растений стало важнейшим прецедентом для понимания того, как работают гены, наследственность, фенотипы и т.д. Д..
В своих исследованиях Мендель объяснил существование определенных «элементов», называемых генами, которые передаются из поколения в поколение по определенным законам и присутствуют, даже если не проявляются в виде признаков…..
Он предложил новые методы исследования
Когда Мендель представил общественности свои идеи о гибридизме, его исследования еще не получили того внимания, которого они заслуживали…..
Хотя его метод исследования был спорным и неортодоксальным, поскольку он расширил знания Менделя в области биологии, физики и математики, он был неприемлемым нововведением для большинства ученых.
Его способ объяснения природы с помощью математики был новым для того времени, хотя сегодня он считается одним из основных научных принципов…
Экспериментировал с горохом, чтобы предложить более широкие тезисы
Мендель пытался выяснить, как происходит наследование определенных характеристик у гибридных живых существ. По этой причине он выбрал горох в качестве модели для исследований.
Он обнаружил, что некоторые из них были зелеными, другие желтыми, гладкими или шероховатыми, имели фиолетовые или белые цветы, и что эти характеристики передавались из поколения в поколение в соответствии с математической закономерностью.
Информация, полученная в результате этих экспериментов, была опубликована в 1865 году, но осталась незамеченной.
Создатель законов наследования
Основой и опорой современной генетики являются законы Менделя. В экспериментах с горохом были установлены три основных принципа наследования:
- Закон единообразия: если две чистые расы (доминантная гомозигота с рецессивной) скрещены для определенного персонажа, все потомки первого поколения будут равны друг другу, фенотипически и генотипически, и фенотипически равны одному из прародителей (доминантного генотипа).
- Закон сегрегации: во время формирования гамет каждая аллель пары отделяется от другого члена для определения генетической конституции сырой гамет.
- Закон независимой комбинации: различные черты наследуются независимо друг от друга, между ними нет взаимосвязи.
Предсказано существование генов
Из-за научного состояния своего времени Мендель не мог полностью объяснить, почему некоторые признаки растений оставались скрытыми, но проявлялись в более поздних поколениях, но его третий закон — это идея того, что мы сейчас называем рецессивными и доминантными генами…..
Доминантные гены выражены у человека, в то время как рецессивные гены, хотя и не выражены, могут передаваться потомству.
Он сделал первое научное описание торнадо
Хотя он известен своими работами по наследственности и гибридизму, Мендель был также известным метеорологом…
В 1871 году он дал первое научное описание торнадо, причинившего серьезные разрушения в Брно в октябре предыдущего года. Он также использовал тот же научный метод для прогнозирования климата.
Грегор Мендель
Грегор Мендель был ученым монахом и преданным исследователем, который, будучи аббатом, вошел в историю как «отец» генетики. При жизни его работы не были признаны современниками, но в начале XX века потомки, изучавшие наследственность, однозначно указывали на августинского биолога как на предтечу всей мысли в этой области.
В биографии ученого мало что известно о ранних годах его жизни. Он родился 20 июля 1822 года в Хайнцендорфе, области исторической Силезии, входившей в состав Австрийской империи (ныне Хинчице, Чехия). В источниках крещение будущего монаха часто датируется 22 июля, а не днем его рождения, что неверно.
Он был вторым ребенком в крестьянской семье Антона и Розины, где родились его дочери Вероника и Терезия. У него были немецко-славянские корни. Поместье, где жила семья, принадлежало семье Мендель более ста лет. Сегодня дом семьи ученого превращен в музей.
Уже в юном возрасте он проявил свою любовь к природе. В детстве он работал садовником и пчеловодом. Он рос слабым ребенком и часто пропускал месяцы занятий из-за болезни. После окончания сельской школы он посещал гимназию в Троппау (ныне Опава в Чехии), где окончил 6 классов.
Затем в течение трех лет он изучал практическую и теоретическую философию и физику в Оломоуцком институте (сегодня это Чешский университет имени Палацкого в Оломоуце). Интересно, что факультет естественной истории и сельского хозяйства в это же время возглавлял Иоганн Карл Нестлер, который интересовался изучением наследственных признаков у растений и животных, например, овец.
Мендель испытывал финансовые трудности, поскольку не мог оплатить свое образование. Тереза отдала свое приданое, чтобы ее брат мог продолжить образование. Позже Григорий полностью вернул свой долг, поддерживая трех своих племянников — сыновей сестры. Двое из молодых людей, которых он наставлял, впоследствии стали врачами.
В 1843 году Мендель решил стать монахом. Это решение было продиктовано в значительной степени не набожностью крестьянского сына, а тем, что обучение духовенства было бесплатным. Он сказал, что монашеская жизнь освободила его от «постоянного стресса, связанного с зарабатыванием на жизнь». Приняв монашеские обеты в августинском монастыре Святого Фомы в Брунне (ныне Брно, Чешская Республика), он принял имя Грегор, Грегор Иоганн Мендель, и сразу же начал обучение в теологическом институте. В возрасте 25 лет он был рукоположен в священники.
Наука
Мендель, натуралист и религиозный деятель, не является обычной личностью. Пикантность ситуации заключается в том, что область, которую он изучал в будущем, дала начало новой научной дисциплине — разворачиванию теории божественного замысла в геномах. Жажда знаний Грегора непреодолима. Он неустанно читает тома научной литературы и заменяет учителей в классах местных школ. Мужчина мечтал сдать экзамен на звание учителя, но провалился по геологии и биологии.
С 1849 по 1851 год он преподавал языки и математику ученикам гимназии в Зноймо. Позже он переехал в Вену, где до 1853 года изучал естественную историю под руководством ботаника и одного из первых цитологов Франца Унгера и физику под руководством знаменитого Кристиана Доплера в Венском университете.
После возвращения в Брюнен он преподавал эти предметы в Реальшуле, хотя и не был выпускником средней школы. В 1856 году он снова попытался сдать экзамен на звание учителя, но опять потерпел неудачу в биологии. В том же году Мендель всерьез заинтересовался научными экспериментами с растениями, интересом к гибридизму, который он проявлял еще в Вене. В течение семи лет, до 1863 года, Грегор экспериментировал с горохом в монастырском саду и сделал за это время множество открытий.
Работы по гибридизации растений велись задолго до Менделя, но только он смог вывести закономерности и сформулировать основные тезисы работы, которой генетики продолжали заниматься вплоть до 1970-х годов.
В ходе более чем 10 000 экспериментов было изучено более 20 сортов гороха, различающихся по цветкам и семенам. Гигантская задача, потому что каждую горошину нужно исследовать вручную. Для того чтобы перевести одну характеристику, «wizened-soft», в узоры креста, Грегор изучил более 7 000 горошин и нашел 7 таких характеристик в своей работе.
Полученные результаты легли в основу теории наследственности, на которой построена генетика. В 1865 году в одном из томов «Общества физиков Бруно» он опубликовал научный доклад «Опыты над гибридами растений», в котором сформулировал важнейшие законы наследственности, вошедшие в историю как законы Менделя.
Монах подытожил свои выводы следующим образом:
- Гибриды первого поколения одинаковы и носят доминантный признак одного из родителей. Например, скрещивая горох с белыми и красными цветками, рождается потомство только с красными соцветиями.
- Гибриды второго поколения расщепляются, то есть делятся на тех, кто получит доминантные признаки родителя, и тех, кто получил рецессивные не случайно, а в математически выраженном соотношении.
- Оба признака встречаются в разных комбинациях и существуют обособленного, при этом гибрид с проявленным доминантным признаком может быть носителем рецессивных задатков и, наоборот, которые проявятся в следующих поколениях.
- Мужские и женские гаметы объединяются случайно, а не в соответствии с задатками, которые они несут.
Грегори был убежден, что результаты его исследования имеют фундаментальное значение для развития науки, поэтому он заказал десятки перепечаток работы и разослал их выдающимся ботаникам того времени. К сожалению, его современники не были заинтересованы в публикации. Только Карл фон Негели, профессор Мюнхенского университета, посоветовал ему проверить теорию на других видах.
Религия
В возрасте 21 года Мендель дал обет уединения, в том числе для того, чтобы решить материальные трудности и получить доступ к знаниям. Из-за ограничений, налагаемых выбранным им путем, он принял безбрачие, и понятие уединения для него не существовало. Согласно католической традиции, священнослужители безбрачны, поэтому у Менделя не было ни жены, ни детей.
В возрасте 25 лет он стал священником августинского монастыря Святого Томаса, культурного и научного центра региона. Аббат Сирил Напп поощрял интерес своих братьев к науке, а монахи заботились об образовании студентов в этом районе. Мендель также любил учить детей и был популярным учителем. В монастырском саду он проводил свои знаменитые эксперименты по гибридизации.
После смерти своего духовного наставника Нэпа, Мендель стал аббатом Старобренского (августинского) монастыря в 1868 году. С этого года он прекратил свои обширные научные исследования и отдался заботам о вверенном ему священном месте. Григорий занялся административной деятельностью и вступил в полемику со светскими властями по поводу введения дополнительных налогов для религиозных учреждений. Он занимал этот пост до конца своей жизни.
«Мое время еще настанет»
В прошлом проводились эксперименты по скрещиванию с горохом: Известны попытки британцев Эндрю Найта, Джона Госса и Александра Сетона. Они также были известны одному австрийскому монаху. Наиболее интересной была работа Госса: он пришел к тем же результатам, что и Мендель, но не увидел в них никакой закономерности.
Вместо этого Мендель записывал и анализировал данные после того, как вырастил почти 30 000 кустов гороха. Этап подготовки и окончательные расчеты заняли у него и его коллег девять лет. Закономерность была очевидна: доминантные признаки встречались в три раза чаще, чем рецессивные. Вероятность ошибки была настолько мала, что в XX веке Менделя подозревали в фальсификации результатов. И все же каким-то образом гипотеза, объясняющая эти результаты, оказалась верной.
Горох — это первое, что вспоминается на уроке биологии, когда вы слышите имя Менделя.
В 1865 году Мендель выступил с докладом в Обществе естественной истории в Брно, но его коллеги не были впечатлены его результатами, поскольку они противоречили общепринятой гипотезе о смешении признаков и были основаны на математических расчетах, что было не принято в биологии. Мендель вскоре опубликовал эту работу, но те немногие читатели, которым она попала в руки, восприняли ее скорее как отчет об изучении гибридов, чем как работу о наследственности.
В том же 1865 году Мендель основал Австрийское метеорологическое общество (он также изучал подземные воды, выращивал фрукты и овощи и разводил пчел) и через три года стал аббатом. С тех пор Мендель посвящал большую часть своего времени административной работе и стал известен как страстный противник монастырского налога. Говоря о своих экспериментах с горохом, он повторил, что его время еще придет. В 1884 году Мендель умер от воспаления почек.
Как подружить Дарвина и Менделя
Заслуги Менделя не были признаны до 1900 года, когда три ботаника — австриец Эрих Чермак, немец Карл Корренс и голландец Хуго де Фрис — последовательно опубликовали одни и те же результаты опытов по скрещиванию гороха с одним и тем же объяснением. Существуют разные мнения о том, кто из них первым наткнулся на обширную статью монаха из Брно, но всем троим пришлось подробно доказывать, что они узнали об экспериментах своего предшественника уже после того, как провели свои собственные.
Мендель со временем стал известен самым выдающимся ученым своего времени, только его выводы не получили всеобщего признания. На первый взгляд, принципы Менделя противоречили утвержденной в то время теории Дарвина об эволюции путем постепенных изменений. Вместо этого приверженцы теории Менделя считали, что организмы адаптируются не постепенно, а путем быстрых индивидуальных мутаций, и не признавали роль естественного отбора в эволюции жизни.
Эти противоречия были разрешены в первые десятилетия 20-го века. Во-первых, Рональд Фишер показал, что характеристики человека, например, его рост, часто определяются не одним фактором — к этому времени термин «менделевский» был заменен словом «ген» — а несколькими. Каждый отдельный ген оказывает лишь небольшое влияние на характеристики, поэтому рост сильно варьируется в зависимости от комбинации генов, в отличие от цвета гороха, который куст получает либо от отцовского растения, либо от материнского. Затем Фишер, Джон Холдейн и Сьюолл Райт построили математические модели для количественной оценки вклада естественного отбора, мутаций и других сил в эволюцию и генетическую изменчивость. Оказывается, дарвинизм и менделизм находятся в полном согласии.
Оба великих ученых ошибались в деталях, но были правы по существу. В случае Менделя существование «факторов наследственности» было подтверждено экспериментально, когда в ДНК были обнаружены гены. Различные формы одного и того же «фактора» теперь называются аллелями, они действительно бывают доминантными и рецессивными, и в ДНК есть две копии каждого гена: от отца и от матери, потому что половые клетки родителей содержат только одну аллель каждого гена. Открытия Менделя привели к созданию современной генетики и, вместе с идеями Дарвина, до сих пор составляют основу для понимания того, как устроена жизнь.
Марат Кусаев
