|
掃描下方二維碼免費(fèi)領(lǐng)取??? 解螺旋公眾號(hào)·陪伴你科研的第2249天 “董鑒”是萌董董的特別欄目~帶你了解生物醫(yī)學(xué)里那些有趣的事,。
在他之前，萬(wàn)物生生滅滅,，奇妙遺傳的秘密一直隱藏于黑暗之中,。
是他第一次把光照在這個(gè)神奇的領(lǐng)域，讓世界對(duì)生命的規(guī)律有了全新的認(rèn)識(shí),。 在他所在的時(shí)代,，理應(yīng)和達(dá)爾文齊名，卻因?yàn)樗l(fā)表的理論太過超前而致使其一生充斥著孤寂與蔑視,。 他辛苦一生所取得的研究成果始終無人問津,，其發(fā)表的文章在被埋沒了長(zhǎng)達(dá)35年后方才被世人認(rèn)可，而此時(shí)離他去世已經(jīng)16年了,。 他就是現(xiàn)代遺傳學(xué)之父——孟德爾（Gregor Johann Mendel）,。 
孟德爾（1822-1884） 1822年，孟德爾出生于奧地利的一個(gè)貧寒農(nóng)家,。因經(jīng)濟(jì)拮據(jù),，他的求學(xué)生涯并不順利。起初,，他的父母并不支持他上學(xué),，但因當(dāng)?shù)厣窀竸駥?dǎo)要讓孩子多受教育,，他才得以進(jìn)入學(xué)校。學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)來之不易,，孟德爾發(fā)奮攻讀,，學(xué)習(xí)成績(jī)始終名列前茅。中學(xué)即將畢業(yè)之際,，他的父親意外受傷,，失去了勞動(dòng)能力，再也無力供他繼續(xù)求學(xué),，但孟德爾的懇求讓一家人決定不惜代價(jià)讓他念書,。他父親忍痛賣掉田地，讓一部分所得作為他的學(xué)費(fèi),；他的姐姐也慷慨地拿出自己的部分嫁妝資助他學(xué)習(xí),；他自己也是一邊上學(xué)，一邊做家教以維持生活,。1840年,，他不負(fù)厚望的考上了奧爾米茨大學(xué)的哲學(xué)院。生活的艱苦雖然磨練了他的意志,，但壓力,、焦慮、貧困,、營(yíng)養(yǎng)不良最終使他的身體無法承受,，他被迫停止學(xué)業(yè)，回家休養(yǎng),。康復(fù)后,，他努力通過家教獲得經(jīng)濟(jì)來源，這才得以完成為期2年的哲學(xué)課程,。而為了能繼續(xù)求學(xué),，1843年，不滿21歲的孟德爾放棄了生育權(quán)成為了一名修道士,。修道院,，孟德爾創(chuàng)立現(xiàn)代遺傳學(xué)的地方一開始，孟德爾在教區(qū)管轄的醫(yī)院的傳教,，但其表現(xiàn)可以用糟糕來形容,，甚至說話都結(jié)結(jié)巴巴的，畢竟與別人信仰宗教不同,，孟德爾進(jìn)入修道院主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)原因,。1849年，在修道院院長(zhǎng)的推薦下，孟德爾得以在當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)當(dāng)代課老師,，他幽默有趣的講課風(fēng)格備受學(xué)生喜歡。院長(zhǎng)也對(duì)他的工作甚為賞識(shí),，建議他參加大學(xué)考試以成為自然科學(xué)的正式教師,。于是孟德爾自信滿滿的去參加考試，原以為可輕而易舉的獲取“教師資格證”,，誰(shuí)料一向表現(xiàn)優(yōu)秀的他,，卻在教師編制的路上栽起了跟頭，還是連續(xù)栽跟斗的那種,。1850年第一次考試,，參加布爾諾的筆試，不及格,；同年第二次考試,，參加維也納的口試，不及格,。1851年,，在院長(zhǎng)的幫助下，他去維也納大學(xué)進(jìn)修兩年,，為下一次的考試做準(zhǔn)備,。在大學(xué)里，他系統(tǒng)學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué),、物理學(xué),、生物學(xué)以及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，這為他之后的重大發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ),。1853年,，第三次向教師資格證發(fā)起沖擊的老孟，卻因?yàn)楹鸵晃恢参飳W(xué)考官的意見不合而自己又拒絕退讓,，以至于考試再一次掛掉,。在屢次失敗后，他徹底放棄了公務(wù)員的編制,，回歸修道院,，專心專意的做起了園丁。好在院長(zhǎng)始終對(duì)他青睞有加,，仍是找他做代課教師,，教低年級(jí)的物理學(xué)和自然史。就這樣,，孟德爾在無證的情況下,，在學(xué)校里教了14年的課。在孟德爾的時(shí)代,，人們普遍信奉“混合遺傳”（blending inheritance）的說法,，認(rèn)為生物的遺傳像調(diào)色一樣簡(jiǎn)單粗暴,，比如紅花和白花雜交產(chǎn)生的就是粉花。對(duì)此,，孟德爾不以為然,，并認(rèn)為若后代僅是簡(jiǎn)單綜合父母的形狀，那么長(zhǎng)期以往的重復(fù)下去所有生物的性狀都將趨于相同,，而這明顯與絢爛多彩的大自然不相符,。于是他決心用實(shí)驗(yàn)弄清楚遺傳規(guī)律。當(dāng)時(shí)的歐洲,，人們熱衷于通過植物雜交實(shí)驗(yàn)了解生物遺傳和變異的奧秘,，而研究遺傳和變異首先需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料。而孟德爾選擇了豌豆,，這主要?dú)w因于豌豆的兩大特點(diǎn)：1）遺傳性狀明顯,，比如植物的高矮、豌豆的顏色等,，通常肉眼就能辨別區(qū)分,，換言之，就是豌豆長(zhǎng)得鼻子是鼻子,，眼睛是眼睛的,，著實(shí)好認(rèn)。2）豌豆不僅是雌雄同株植物,，還天生自帶防隔壁老王的絕招——自花閉花授粉,，也就是說豌豆的雌蕊和雄蕊從一開始就被關(guān)在花苞里，在開花前就已經(jīng)完成了授粉,。于是他從1854年開始實(shí)驗(yàn),，并用了兩年的時(shí)間從34個(gè)品種的豌豆中，挑選出了7對(duì)易區(qū)分的性狀進(jìn)行下一步的研究,。1856年夏天,，他在修道院后院中的一塊長(zhǎng)35公尺、寬7公尺的空地上,，種了許多豌豆,，開始了被人稱為“毫無意義的舉動(dòng)”的一系列實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)了8年時(shí)間,。這期間,，孟德爾人工授粉過無數(shù)朵花，剝開過不計(jì)其數(shù)的豆莢,，其中包括2.8萬(wàn)株豌豆,，4萬(wàn)朵鮮花以及近40萬(wàn)顆種子。在觀察豌豆性狀時(shí)，他自創(chuàng)科學(xué)演繹法,，并將數(shù)學(xué)模型引入生物學(xué),，使得遺傳學(xué)從粗放的觀察和簡(jiǎn)單的思考上升到了精密的定量分析。而他所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也能真實(shí)地反映出生物遺傳的實(shí)質(zhì)：“遺傳的本質(zhì)在于遺傳因子的傳遞”,，并總結(jié)出了遺傳學(xué)三大定律中的前兩大定律：基因分離定律和基因自由組合定律,。后來孟德爾試圖將這種規(guī)律推廣到動(dòng)物身上，他曾偷偷地拿老鼠做遺傳實(shí)驗(yàn),，但因?yàn)橐恍┬薜朗空J(rèn)為誘導(dǎo)老鼠交配的研究方法有傷風(fēng)化，而被迫叫停,。之后,，他整理了研究成果，就植物的遺傳規(guī)律發(fā)表了論文（共44頁(yè)）,。1865年，在布魯恩科學(xué)協(xié)會(huì)的會(huì)議廳,，孟德爾充滿期待向40位生物學(xué)家分享了自己十年磨一劍的研究發(fā)現(xiàn),。原本孟德爾最壞的打算便是能像達(dá)爾文發(fā)布進(jìn)化論一般，引來激烈的抨擊和打壓,。誰(shuí)料,，這份研究成果根本無人認(rèn)同，壓根就沒有激起什么水花,。在座的“專家們”集體蒙圈,，陷入了詭異的沉寂時(shí)間，沒有人能理解,，亦沒有討論,，甚至連提問題的都沒有。孟德爾不甘放棄8年的艱辛,，便將40份論文復(fù)印本寄給當(dāng)時(shí)著名的生物學(xué)家,，但依然石沉大海，回音寥寥,，只有植物學(xué)家內(nèi)格里（Carl Wilhelm Nageli）給他回信了,。但因內(nèi)格里是融合遺傳學(xué)說的堅(jiān)定支持者，所以他對(duì)孟德爾得出的規(guī)律表示懷疑,，并要求孟德爾用山柳菊做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。其實(shí)，山柳菊并不適合用來做雜交實(shí)驗(yàn),，因?yàn)槠浠ǘ浞浅Ｐ?，不利于人工去雄和傳粉，且它存在無性生殖，其后代種無法出現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)量關(guān)系,；而孟德爾的規(guī)律只適用于有性生殖,。但收到回信的孟德爾仍是滿心歡喜地去復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，而這一做又是7年時(shí)間（1866-1873年）,。顯而易見,，這次孟德爾無法獲得與豌豆實(shí)驗(yàn)相似結(jié)果。孟德爾大失所望,，但還是將實(shí)驗(yàn)結(jié)果如實(shí)告訴了內(nèi)格里,，并強(qiáng)調(diào)自己的規(guī)律適合多數(shù)植物，如紫羅蘭,、茯苓,、玉米、紫茉莉等,。孟德爾的規(guī)律本來就與內(nèi)格里的理論有沖突,，這件事之后內(nèi)格里更不相信孟德爾，在以后發(fā)表的論文中對(duì)孟德爾的工作只字未提,。而孟德爾也開始懷疑他所總結(jié)出的規(guī)律缺乏普遍性,，這使得他不再堅(jiān)持推廣他的理論。正好此時(shí),，他被推選位修道院院長(zhǎng),，從而將精力轉(zhuǎn)向行政管理，放棄了科學(xué)研究工作,。1884年孟德爾因腎衰竭在布爾諾逝世時(shí),，人們悼念他是因?yàn)樗揭捉恕⒑蒙茦肥?，卻從未有人提起他在遺傳學(xué)研究領(lǐng)域的貢獻(xiàn),。所以如此出色的研究才會(huì)被埋沒在歷史之中的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)35年。 理論“重新”被發(fā)現(xiàn),，守得云開見月明孟德爾生前一直相信“我的時(shí)代會(huì)到來”,，雖然他終其一生都沒有等到自己的時(shí)代。但在他論文發(fā)表后的第35年,，逝世后的第16年,，這位曠世奇才終于贏來了世人的關(guān)注與認(rèn)可。1900年,，荷蘭的德弗里斯（Hugo de Vries）,、德國(guó)的科倫斯（Carl Correns）和奧地利的丘謝瑪克（Erik von Tschermak），幾乎同時(shí)獨(dú)立發(fā)表了關(guān)于植物雜交實(shí)驗(yàn)的論文,。,、而當(dāng)他們要公布結(jié)論,、查詢以往文獻(xiàn)時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)了孟德爾1866年發(fā)表的論文——《植物雜交實(shí)驗(yàn)》,，這時(shí)孟德爾定律才被重新發(fā)現(xiàn),。即便如此，在孟德爾定律重新被發(fā)現(xiàn)的最初時(shí)間里,，科研界并沒有多大震動(dòng),，甚至還有相當(dāng)一部分人不能理解孟德爾的理論。比如著名的遺傳學(xué)家摩爾根在科研早期也稱孟德爾理論是“高級(jí)雜?！?、“數(shù)字游戲”，直到1910年,，摩爾根用果蠅實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了孟德爾定律,，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，他才成為了孟德爾定律的支持者,。縱觀孟德爾的一生，逆境之中堅(jiān)持成長(zhǎng),，失敗之中不斷求索,。他生前幾乎沒有任何影響力，但隨著孟德爾定律被重新發(fā)現(xiàn)后,，直接正式誕生了遺傳學(xué),，并開啟了分子生物學(xué)的新紀(jì)元。此后,，染色體的分離,、交叉等破解生命遺傳的研究成果紛至沓來；接著,，遺傳學(xué)和進(jìn)化論結(jié)合,，又催生了分子生物學(xué)、重組DNA技術(shù),，全面改觀了生命科學(xué),。或許天才，總是超前于這個(gè)時(shí)代,。只有等很久之后,，我們才會(huì)對(duì)天才頂禮膜拜，但那些也都與天才無關(guān)了,。點(diǎn)下“在看”,，多根頭發(fā)
|
