Грегор Мендель - отец генетики: биография, эксперименты и факты

Содержание

• Грегор Мендель Биография: первые годы
• Зачисление в философский институт
• Вход в монастырь св. Фомы
• Ранняя жизнь в монастыре Святого Фомы
• Учится в Венском университете
• Где работал Грегор Мендель?
• Первые опыты Грегора Менделя
• Эксперименты Грегора Менделя по выращиванию гороха
• Рональд Фишер против Грегора Менделя: факты
• Возобновление интереса к открытию Грегора Менделя
• Письмо Менделя и Стипендия
• Законы Грегора Менделя
• Не менделевская генетика
• Поздняя жизнь Грегора Менделя
• Цитаты Грегора Менделя

Иоганн Мендель, позже известный как Грегор Мендель, родился 22 июля 1822 года в Хайнцендорфе-бей-Одрау, маленькой деревушке в части Австрийской империи, известной сегодня как Чешская Республика, или совсем недавно, Чехия.

Мендель считается отцом современной генетики, но его работы в значительной степени игнорировались вплоть до его смерти в 1884 году.

Он принял дополнительное имя Грегор после присоединения к монастырю в 1843 году, где он ухаживал за садами монахов и проводил свои известные эксперименты с гороховыми растениями.

Грегор Мендель Биография: первые годы

Иоганн Мендель родился у крестьян, Антона и Розин Мендель. Он вырос в немецкоязычной сельской местности со своими родителями и двумя сестрами, Вероникой и Терезией. Иоганн посещал подготовительную школу под названием Гимназия, где его академическое обещание было признано местным священником. В 11 лет его отправили в школу в Троппау.

Будучи смиренным, его семья не могла содержать мальчика, когда он уходил из дома. Мендель должен был обучать других учеников, чтобы содержать себя. На протяжении всего своего образования он страдал от приступов депрессии и периодически возвращался домой, чтобы восстановиться, но в конце концов он получил высшее образование.

Затем Мендель поступил на двухгодичную программу в Философский институт университета Ольмюц, также называемый Оломоуц; эта программа была необходима перед началом обучения в университете.

Зачисление в философский институт

У Менделя в Оломоуце не все было так хорошо, несмотря на его ум и любовь к учебе. Он испытывал больше финансовых трудностей, учитывая языковой барьер, с которым он столкнулся в основном в чешскоязычном регионе.

Он снова испытал сильную депрессию и должен был вернуться домой, чтобы прийти в себя.

Его младшая сестра, Терезия, поощряла своего брата закончить свое образование и даже предложила ему помочь с оплатой его обучения. Терезия щедро отдала Иоганну свою часть семейного имущества, которое она планировала использовать, имеет приданое.

Годы спустя Мендель погасил долг, помогая ей воспитать трех сыновей. Двое из них стали врачами.

Вход в монастырь св. Фомы

Молодой Мендель хотел продолжить свое образование, но не мог себе этого позволить. Профессор призвал его присоединиться к монастырю аббатства Св. Фомы в Брюнне (Брно, Чешская Республика) и продолжить свое образование. Пытливый и аналитический ум Менделя привлек его к изучению математики и естествознания. Он выбрал св.Томас из-за репутации ордена для прогрессивного мышления, вдохновленного эпохой Просвещения.

Монастырь действовал под августовским кредо per scientiam ad sapientiam («от знания к мудрости») и сосредоточены на академическом обучении и исследованиях. После входа в монастырь в качестве новичка в 1843 году его звали Грегор Иоганн Мендель.

Его формальное школьное образование и личный опыт, выросшие на ферме, сделали его активом в сельскохозяйственных операциях ордена.

Ранняя жизнь в монастыре Святого Фомы

Моравская католическая церковь вместе с интеллектуалами и аристократами осознавала важность науки в 1900-х годах. Грегора Менделя призвали изучать все виды наук, включая выращивание растений. В отличие от остальной части своей жизни, Мендель наслаждался роскошью изысканной кухни.

Монастырь славился гастрономией и обучением кулинарному искусству.

Грегор Мендель посещал занятия в Брюннском богословском колледже, и в 1847 году он был рукоположен в священники. В рамках своих монашеских обязанностей он работал учителем естественных наук на уровне средней школы. Однако в 1850 году он не сдал новый сертификационный экзамен учителя, и эксперты рекомендовали ему посещать колледж в течение двух лет, прежде чем снова сдавать экзамен.

Учится в Венском университете

С 1851 по 1853 год Грегору Менделю нравилось учиться в Венском университете под руководством известных математиков и физиков Кристиана Доплера и Андреаса фон Эттингаузена. Мендель углубил свое понимание растений, работая с ботаником Францем Унгером.

диссертации Менделя исследовал происхождение пород, которая была спорной темой в то время.

В Венском университете Мендель изучил передовые методы исследования и научные методологии, которые он позже применил для систематического выращивания растений гороха. Его называют отцом современной генетики, потому что он определил основные законы наследования и вычислил их статистические вероятности, навык, который он оттачивал в УФ.

Мендель был одним из первых ученых, которые включили математику в область биологии.

Где работал Грегор Мендель?

Грегор Мендель провел несколько лет своей карьеры, обучая школьников в школах в Брюнне и его окрестностях, в то время как он проживал в монастыре Святого Фомы. Молодой монах получил разрешение от своего начальства на проведение продольного исследования гибридизации растений в свободное время. Менделю было разрешено проводить эксперименты в его собственной лаборатории, которая была, по сути, монастырской оранжереей и 5-акровым садовым участком.

Позже в жизни Мендель стал настоятелем монастыря Святого Фомы, где он жил и работал до конца своих дней на Земле.

Первые опыты Грегора Менделя

Первый генетический эксперимент Менделя начался с мышами, а затем он перешел к гороху (род Pisum). Работа Менделя с мышами прекратилась, когда епископ узнал, что Мендель выращивал мышей в клетках в своих маленьких жилых помещениях. Если бы Мендель сумел скрестить чистопородных черно-белых мышей, он сделал бы интересное открытие, связанное с кодоминированием и неполным доминированием.

Менделевская генетика - основанный на наблюдениях за унаследованными чертами садового гороха - ошибочно предсказал бы всех черных мышей, а не серых мышей, в первом поколении (F₁).

Мендель начал планировать программы экспериментальной гибридизации гороха в монастыре в 1854 году. Его работу приветствовал аббат Сирил Кнапп, который рассматривал изучение черт, имеющих отношение к международной торговле, которые ставили под угрозу финансы монастыря. Монахи разводили овец и были обеспокоены тем, что австралийский импорт шерсти посягает на их прибыль от мериносовой шерсти.

Мендель предпочел изучать горох, выращиваемый в саду, а не овец, потому что горох легко выращивать, и его можно найти во многих вариантах, и опыление можно контролировать.

Эксперименты Грегора Менделя по выращиванию гороха

Между 1854 и 1856 годами Мендель выращивал и испытывал от 28 000 до 29 000 растений гороха. Он использовал статистические модели вероятности при анализе передачи наблюдаемых признаков. Его исчерпывающее исследование включало в себя тестирование 34 сортов садового гороха на однородность признаков в течение нескольких поколений.

Методология Менделя состояла в скрещивании сортов чистопородных (настоящих селекционных) растений гороха и посадке семян, чтобы узнать, как наследуются признаки в первом поколении (F₁). Мендель записал высоту стебля, цвет цветка, положение цветка на стебле, форму семян, форму стручка, цвет семян и цвет стручка. Он отметил, что унаследованные «факторы» (идентифицированные сегодня как аллели и гены) были либо доминантными, либо рецессивными по определенным признакам.

Когда семена перекрестно опыляются F₁ растения выросли, они произвели соотношение доминантных к рецессивным признакам три к одному в следующем поколении (F₂).

Выводы Менделя не соответствовали представлениям того времени, в том числе идеи известного биолога-эволюциониста. Чарльз Дарвин, Как и большинство ученых 19-го века, Дарвин считал смешанные черты, такие как красный цветок, опыляющий белый цветок, с розовыми цветами. Хотя Дарвин отметил соотношение доминантных и рецессивных черт в мгновенных драконах три к одному, он не понимал значения.

Рональд Фишер против Грегора Менделя: факты

Статистик Рональд Фишер высказал мнение, что данные Менделя и статистические расчеты слишком совершенны, чтобы быть правдоподобными. Другие ученые вскочили в драку, утверждая, что ошибки в исследованиях, наряду с сознательным или бессознательным уклоном Менделя, исказили результаты. Например, оценка фенотипа, например, является ли горох круглым или морщинистым, включает субъективность.

Однако защитники наследия Менделя повторили эксперименты, провели собственные расчеты статистической вероятности и пришли к выводу, что выводы Менделя были обоснованными.

Возобновление интереса к открытию Грегора Менделя

В 1900-х годах Мендель посмертно поднялся от безвестности к славе, когда Карл Корренс, Уго де Врис а также Эрих Чермак независимо опубликованные результаты исследований в соответствии с результатами Менделя.

Степень, в которой кто-либо из ученых был знаком с предшествующими экспериментами Менделя по гибридизации, оспаривается. Исследования подтвердили открытие Менделем доминантных и рецессивных признаков.

Письмо Менделя и Стипендия

Помимо того, что Мендель был священником, учителем, садовником и исследователем, он был научным писателем и лектором. Он опубликовал статьи, описывающие повреждение урожая насекомыми.

Мендель также читал лекции о своей работе на двух собраниях Общества естественной истории Брюнна в Моравии в 1865 году. Он опубликовал свою работу «Эксперименты по гибридизации растений» в 1866 году в Труды Общества естествознания Брюнн.

Законы Грегора Менделя

Исследования Менделя в огороде привели к теории наследственности Менделя и двум основным выводам: закон сегрегации и закон независимого ассортимента.

Согласно закон сегрегациипара наследственных «факторов» (аллелей) для данного признака отделяется, когда образуются гаплоидные яйца и сперматозоиды. Оплодотворенная яйцеклетка имеет две копии каждого аллеля; один экземпляр унаследован от матери и один экземпляр от отца.

закон независимого ассортимента утверждает, что сегрегация аллельной пары, как правило, не зависит от действий других генов, за исключением связанных генов.

Изучение Менделя законов о наследовании поначалу оказывало незначительное влияние и упоминалось примерно три раза в течение следующих 35 лет. Мендель умер до того, как его вклад в генетику был понят.

Открытие молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в Кингс-колледже в Лондоне привело к достижениям в области генетики, медицины и биотехнологии. Генетики, наконец, смогли выявить смутно понятые наследственные «факторы», выявленные Менделем.

Не менделевская генетика

Принципы генетики Грегора Менделса применяются к характеристикам, контролируемым доминантным или рецессивным геном. В случае растений гороха каждый из исследованных признаков, таких как высота стебля, определялся одним геном с двумя потенциальными аллелями.

Унаследованные пары аллелей были либо доминантными, либо рецессивными, и смешивание не происходило. Например, скрещивание высокого стеблевого растения с коротким стеблевым растением не привело к тому, что стебель растения средней высоты.

Неменделевская генетика объясняет более сложные закономерности наследования. кодоминантность происходит, когда оба аллеля оказывают свое влияние. Неполное доминирование происходит, когда доминирующая черта слегка приглушена, например розовая, а не красная окраска. Многие типы аллелей могут быть возможны для данного признака.

Поздняя жизнь Грегора Менделя

Мендель был назначен аббатом в 1868 году и принял управление монастырем. После этого он сосредоточился на этих обязанностях и не продолжал экспериментировать. Полученные данные лежали на полке, а его рукописные записи были сожжены его предшественником.

Мендель умер от болезни Брайта, также известной как нефрит, 6 января 1884 года. Его помнили как католического священника со страстью к садоводству. Даже те, кто восхищался его интеллектом и научной строгостью, не понимали, что их друг и коллега станут легендарными в далеком будущем.

Цитаты Грегора Менделя

Эксперименты Менделя были мотивированы его любовью к науке. Никто, кроме Менделя, не подозревал, что его работа была новаторской. Несмотря на его приступы депрессии, Мендель сохранял оптимизм, что его вклад в науку когда-нибудь будет признан. Он часто делился такими мыслями с друзьями:

«Мои научные исследования дали мне большое удовлетворение, и я убежден, что скоро весь мир признает результаты моей работы».

«Несмотря на то, что я пережил несколько темных часов в течение моей жизни, я благодарен, что прекрасные часы намного перевесили темные».