在一些生物教科书里,有一节专门介绍了现代遗传学奠基人孟德尔(1822—1884)做的豌豆杂交实验。他在1856年至1863年开展了漫长的实验,通过培育不同性状的豌豆,观察杂交结果,发现了遗传学的重要规律分离定律,后世也称之为孟德尔第一定律:“生物体细胞中控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时成对的遗传因子发生分离,进入不同配子中遗传给后代。”由于孟德尔为世人熟知的实验主要是通过观察豌豆性状得到结果的,在现代网络上经常用流行的游戏术语戏称他为“豌豆射手”。其实,孟德尔的一生中开展过的科学研究远不止于此。
孟德尔出生于原奥地利西里西亚地区(今属捷克)一个农民家庭,在他的家族中有做园丁的传统。孟德尔很小的时候就展示出了研究生物的天赋,帮助父母嫁接果树、养蜂。虽然成绩优秀,但贫寒的家境和病弱的身体让他无法进一步深造,只能选择成为圣奥古斯丁修道会的一名修士,用来保障个人的基本生活。孟德尔并没有放弃自己的爱好,仍然学习了农学的相关课程,并且在维也纳大学学习过数学和物理学,这让他在后来开展遗传学研究时能够熟练运用统计学的相关知识。孟德尔在工作之余,还曾经在中学里担任了十四年的自然学科代课教师,深得学生好评。遗憾的是,可能因为健康状况不佳和紧张的原因,孟德尔参加了两次教师资格考试都没有通过。
孟德尔通过杂交实验来研究遗传规律时,不只采用了豌豆作为实验材料,他还养过老鼠,但当时他所在的修道院的院长认为,研究老鼠交配的行为对修士来说不合适,不得不中断了。孟德尔也用一种常见的野花山柳菊做过杂交实验,结果却和假设有较大的偏差,后代性状和母本性状的重复率过高,这是由于当时的人们还不知道山柳菊可以通过种子进行无性繁殖,也即后来生物学中定义的“无融合生殖”。大约在1870年,孟德尔开始探索用蜜蜂做动物遗传学实验,在他所负责管理的修道院里开辟了一块专门的养蜂场,研究蜜蜂杂交后代的不同性状,遗憾的是,相关记录没有保存下来。
孟德尔还是一位气象学家,他是奥地利气象学会的121位创始成员之一,坚持每天三次记录气象观测情况,直到生命走到尽头。孟德尔是较早将统计分析应用在气象学中的研究者,也是较早对大气中臭氧成分变化进行记录者,认为臭氧的含量可能会对农作物生长有影响,他生前发表的论文大部分是和气象研究相关的,体现了他在奥地利气象学中的先驱地位。
今天,在捷克的马萨里克大学设有专门纪念孟德尔的博物馆,展示了孟德尔的养蜂场、观测气象的仪器和生前制作的标本、教具,但保留下的孟德尔手稿却不多。这是因为,孟德尔于1868年担任圣托马斯修道院院长,在他生命的最后几年里,修道院和地方政府就征收税款问题一直有纠纷,孟德尔多次提出抗议。在他去世后,继任者为了减少麻烦,将相关档案直接烧毁了,其中包括孟德尔的大量手稿和实验记录。在他去世三十多年后,孟德尔研究成果的重要意义才被学界发现,并从此开创了现代遗传学的新时代。
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