孟德爾------被低估的科學(xué)怪人 “瞧,!我的時(shí)代到來(lái)了!”------孟德爾 讓時(shí)光倒流到一個(gè)世紀(jì)以前吧:一個(gè)嚴(yán)酷的冬季,,在奧地利布隆市修道院前的廣場(chǎng)上,身著黑色喪禮服的幾百位人士,,正在為一位剛剛逝去的修道院院長(zhǎng)舉行葬禮,。會(huì)場(chǎng)莊嚴(yán)肅穆,人們同情這位死者,,敬佩這位死者,,懷念這位死者,祈禱上蒼,讓這位死者的靈魂真正升上天堂,。然而,,當(dāng)這位功蓋千秋、死不瞑目的逝者的靈柩被放進(jìn)城市中央墓地的墓穴之時(shí),,無(wú)論是宗教人士,、科學(xué)家,還是普通百姓,,有誰(shuí)知道這里安歇的是一位被低估的科學(xué)偉人,? 孟德爾(Gregor Johann Mendel)是奧地利植物遺傳學(xué)家、現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人,,他在去世16年之后才被世人所認(rèn)識(shí),,他的名字與伽利略、牛頓,、哥白尼,、達(dá)爾文等科學(xué)巨匠并列在一起。 孟德爾1822年7月22日生于奧地利西里西亞附近的海岑多夫村,,1884年1月6月去世于奧地利波希米亞的布隆,,現(xiàn)捷克布爾諾。孟德爾是農(nóng)民的兒子,,他的家庭幾代務(wù)農(nóng),。追溯歷史,孟德爾的祖輩一直是貧苦的農(nóng)奴,,自他父親安東·孟德爾起,,他家才有了自己的土地。所以,,他童年時(shí)貧窮艱辛,,只得為莊園主看果樹以謀生計(jì)。愛(ài)好園藝的父親擅長(zhǎng)果木嫁接,,田間勞作之余,,總在自家園地里精心呵護(hù)奇花異草。孟德爾從小受父親的熏陶,,不但早早精通了農(nóng)活,,而且對(duì)園藝技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在勞動(dòng)之余,,孟德爾學(xué)到了許多知識(shí),,為他后來(lái)的成長(zhǎng),以至從事的科學(xué)研究,,播下了健康的種子,。據(jù)載,,在孟德爾10歲那年,他的父親就告訴他,,樹木的成長(zhǎng)需要養(yǎng)料,但比養(yǎng)料力量更大的是樹木的本性,,即所謂“遺傳”性質(zhì),。這樣的所見所聞,在孟德爾的心靈中深深地扎下了根,。 在學(xué)校讀書六年后,,孟德爾于1840年進(jìn)入奧爾米茨大學(xué)學(xué)哲學(xué)(在此學(xué)習(xí)兩年)。本著尋找一個(gè)“一輩子不會(huì)挨餓”的職業(yè)的想法,,孟德爾于1843年10月9日進(jìn)入布隆奧古丁修道院,,改名格雷戈?duì)枴_@座與眾不同的修道院實(shí)際上是當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)文化活動(dòng)中心,,是孟德爾的好去處:它十分重視自然科學(xué)研究,,院長(zhǎng)耐普不斷招賢納士、網(wǎng)羅科學(xué)人才,,并親臨大學(xué)學(xué)堂講授課程,。1844年--1848年,孟德爾在這所哲學(xué)學(xué)院學(xué)習(xí)神學(xué),。1848年,,孟德爾被任命為修道院附近教區(qū)的牧師。1851年---1853年孟德爾被推薦到維也納大學(xué)進(jìn)修,。 在這里,,他受到了良好的數(shù)學(xué)分析訓(xùn)練,并鉆研了蓋爾特勒(C.. Gartner,1772-1852)的《植物雜交的試驗(yàn)與觀察》一書,。這真是千載難逢的機(jī)會(huì),。發(fā)現(xiàn)“多普勒效應(yīng)”的著名奧地利物理學(xué)家多普勒親自講授實(shí)驗(yàn)物理學(xué)課、親自主持物理演示實(shí)驗(yàn),;杰出植物學(xué)家翁格爾也在此授課,,他的《植物的解剖和生理》等著作使孟德爾獲益匪淺。孟德爾還從他那里學(xué)到了新鮮的細(xì)胞學(xué)說(shuō),;克奈爾(R.Kner)的動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物分類課,、艾丁豪森的高等數(shù)學(xué)和物理裝置課、萊坦巴恰的化學(xué)課程,,都使孟德爾受到了系統(tǒng),、嚴(yán)格的自然科學(xué)訓(xùn)練,為他將來(lái)的科學(xué)實(shí)踐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),??梢哉f(shuō),,在維也納的兩年留學(xué),是孟德爾科學(xué)生涯中起決定作用的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),。 1853年秋,,孟德爾回到布隆,被派往布隆高等技術(shù)學(xué)院任助教,講授物理學(xué)和博物學(xué),。他與教師工作有緣,,但與教師資格無(wú)緣,據(jù)載,,他曾三次參加教員資格的甄選考試,,但均落第,未被錄取……他獲得了卓越的科研成果,,在教學(xué)崗位上卻始終是個(gè)“客串”的,。 孟德爾既愛(ài)數(shù)學(xué)又愛(ài)植物,利用教學(xué)之余做豌豆品種的雜交實(shí)驗(yàn)是孟德爾最熱衷于從事的活動(dòng),。作為農(nóng)民的兒子,,他童年時(shí)期在園藝方面的經(jīng)歷使他對(duì)雜交在進(jìn)化方面的作用深感興趣,1856年起開始他連續(xù)8年在修道院的菜園里植種豌豆的研究,,進(jìn)行植物雜交育種的試驗(yàn),。 這是一塊僅有大約之物35×7m2的貧瘠土地,早在1830年就被辟為修道院的植物試驗(yàn)場(chǎng)地,。另有一間22.7×4.5m2的玻璃育種室和一間14.8×3m2的溫室,。不要小看這些彈丸之地,這可是孕育遺傳學(xué)定律的圣地,、產(chǎn)生現(xiàn)代遺傳學(xué)奠基人的搖籃,。 孟德爾從許多種子商人那里弄來(lái)了34個(gè)豌豆品種,并用其中22個(gè)品種做雜交試驗(yàn),。恰當(dāng)?shù)倪x種是孟德爾成功的重要前提,。這些豌豆品種都有某種易于區(qū)分的穩(wěn)定性狀,如高莖或矮莖,、圓?;虬櫫!⒒疑N皮或白色種皮,、紅花或白花,,等等。孟德爾選材的聰明還體現(xiàn)在:豌豆栽培簡(jiǎn)單,、計(jì)數(shù)方便,、雜交容易、雜種可育,。實(shí)驗(yàn)持續(xù)了8年,,他把具有成對(duì)相對(duì)性狀的豌豆進(jìn)行人工交配,,再用雜種一代作相互交配,然后對(duì)雜種二代的性狀,、數(shù)目作詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析,。他處理了數(shù)以千計(jì)的植株,數(shù)了近萬(wàn)顆種粒,,研究了碗豆的7種性狀,,不厭其煩地記錄、計(jì)算,,研究雜交后代的特征比率,終于如愿以償,,得到重要的結(jié)果,,發(fā)現(xiàn)了植物性狀的傳遞規(guī)律。孟德爾根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:他研究的每一對(duì)性狀均由兩個(gè)遺傳因子(來(lái)自的親本)來(lái)決定,,而生物的精子或卵子只包含每一對(duì)因子中的一個(gè),;一種性狀的因子分到配子中是獨(dú)立的,不受其他性狀因子的影響,。 孟德爾的研究成果今天已總結(jié)為分離定律和獨(dú)立分配定律:(1)成對(duì)相對(duì)性狀的植物雜交,,子一代的性狀只表現(xiàn)為一個(gè)親本的(顯性)性狀,子二代則會(huì)發(fā)生性狀分離,,且顯性性狀和隱性性狀個(gè)體數(shù)之比為3:1,;(2)具有兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的植物雜交,子二代成對(duì)不同性狀個(gè)體數(shù)各自按3:1的比例分離,,并且互不干擾(相互獨(dú)立),。這神奇的“3:1”可不是等閑之物!在遺傳學(xué)上,,這“3:1”就像數(shù)學(xué)上的“黃金分割”,、物理學(xué)上的重力加速度,是科學(xué)皇冠上的璀璨明珠! 1865年孟德爾在布隆自然科學(xué)研究學(xué)會(huì)上宣讀了他在雜交試驗(yàn)方面的研究工作的簡(jiǎn)要說(shuō)明并發(fā)表題為《植物雜交試驗(yàn)》的研究報(bào)告,,并分送到134個(gè)科學(xué)單位,。可是,,這份包含著卓越成就的出色論文幾乎沒(méi)有被任何人重視,,孟德爾的思想終究沒(méi)有被當(dāng)時(shí)的專家們理解。 孟德爾曾反復(fù)詳細(xì)地闡述過(guò)他的結(jié)果,,但給聽眾和讀者留下的印象終究是浮淺的,,理解、支持者寥寥無(wú)幾,。他意識(shí)到自己的卑微身份,,得能征得著名植物學(xué)家的賞識(shí)才是上策,。這就是他從60年代初就把他的論文寄給耐格利,并與之保持長(zhǎng)期聯(lián)系的緣故,。耐格利將文章粗略地看了一遍,,顯然對(duì)其中的數(shù)學(xué)計(jì)算感到了厭煩。一篇出于名不見經(jīng)傳的修道士之手,、文不及義,、又滿紙充斥著艱難的計(jì)算和比率的論文,在他看來(lái)是沒(méi)有多大價(jià)值的,。他草草地寫了幾句冷淡的評(píng)語(yǔ)就把文章退回去了,。此舉使孟德爾大為沮喪,但他還是禮貌對(duì)待這位老科學(xué)家,,給他寫了10封信,。誠(chéng)然,耐格利提出要孟德爾寄給他種子,,他要親自試種一些孟德爾的種子,,但據(jù)說(shuō)他從未種過(guò),只是口頭上說(shuō)說(shuō),,虛應(yīng)一番罷了,。20年后,耐格利寫作他的關(guān)于進(jìn)化論的著作時(shí)也沒(méi)有提及孟德爾的名字,。 1886年孟德爾成為修道院院長(zhǎng),,但他的著作依舊默默無(wú)聞,很少有人去翻閱發(fā)表孟德爾晦澀難解論文的雜志,,看到文章的人或諳于植物學(xué)而疏于數(shù)學(xué),,或通曉數(shù)學(xué)而不懂植物學(xué)。這兩種人都把文章輕輕地放過(guò)了,。1884年孟德爾孤獨(dú)悲哀地死去,,生前從未想到過(guò)有一天他會(huì)一舉成名。耐格利做夢(mèng)也沒(méi)想到他犯了一個(gè)多么嚴(yán)重的錯(cuò)誤,。 直到1900年他的工作被荷蘭的德弗里斯,、德國(guó)的柯靈斯和奧地利的丘爾馬克偶然發(fā)現(xiàn)后,由雜交試驗(yàn)所獲得的遺傳法則的真正價(jià)值才被理解,,現(xiàn)今被稱為孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳定律才終于引起了全世界科學(xué)界的重視,。這三位不同國(guó)籍的科學(xué)家當(dāng)時(shí)都完全不知道孟德爾的發(fā)現(xiàn),也都不清楚另外兩人在做同一領(lǐng)域的工作,,他們分別獨(dú)立地重新發(fā)現(xiàn)了孟德爾定律,。德弗里斯從1892年起進(jìn)行植物雜交試驗(yàn),獲得了與孟德爾相同的結(jié)論,。在追蹤文獻(xiàn)時(shí),,他才從美國(guó)植物學(xué)家貝利(L.H. Bailey)的《植物育種》一書中知道了孟德爾的工作,。他發(fā)表在德國(guó)《植物學(xué)會(huì)會(huì)志》第18卷第83頁(yè)的論文《雜種的分離法則》中對(duì)孟德爾的工作做了評(píng)述。 孟德爾在晚年曾自信地說(shuō):“瞧,!我的時(shí)代到來(lái)了!”這一預(yù)言終于在20世紀(jì)的開端成了現(xiàn)實(shí),。 |
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