Грегор Мендел - Баща на генетиката: Биография, експерименти и факти

Съдържание

• Грегор Мендел Биография: Ранните години
• Записване във Философския институт
• Влизане в манастира Свети Тома
• Ранен живот в манастира "Свети Тома"
• Проучвания във Виенския университет
• Къде е работил Грегор Мендел?
• Първите експерименти на Грегор Мендел
• Експерименти с грахови растения на Грегор Мендел
• Роналд Фишър срещу Грегор Мендел: Факти
• Нов интерес към откритието на Грегор Мендел
• Писане и стипендия на Мендел
• Законите на Грегор Мендел
• Ненделска генетика
• По-късният живот на Грегор Мендел
• Грегор Мендел Цитати

Йохан Мендел, по-късно известен като Грегор Мендел, е роден на 22 юли 1822 г. в Хайнцендорф бей Одрау, малко селце в част от Австрийската империя, известна днес като Чехия или по-скоро Чехия.

Мендел е смятан за баща на съвременната генетика, но работата му до голяма степен се игнорира чак след смъртта му през 1884 година.

Той приел добавеното име на Грегор, след като се присъединил към манастир през 1843 г., където той поддържал градините на монасите и провеждал добре познатите си експерименти с грахови растения.

Грегор Мендел Биография: Ранните години

Йохан Мендел е роден от селяни фермери, Антон и Росин Мендел. Той израства в немскоезичен селски район с родителите си и две сестри, Вероника и Терезия. Йохан посещава подготвително училище, наречено гимназия, където неговото академично обещание е признато от местния свещеник. На 11 години той е изпратен на училище в Тропау.

Бидейки смирен, семейството му не можеше да издържа момчето, след като той напусна дома си. Мендел трябваше да преподава други ученици, за да се издържа. През цялото си образование той страда от пристъпи на депресия и се прибира периодично у дома, за да се възстанови, но в крайна сметка завършва.

След това Мендел влиза в двугодишна програма във Философския институт на Университета в Олмуц, наричана още Оломоуц; тази програма беше необходима преди започване на университетско обучение.

Записване във Философския институт

Нещата не вървяха толкова добре за Мендел в Оломоуц, въпреки неговата интелигентност и любов към ученето. Той изпитваше повече финансови затруднения предвид езиковата бариера, с която се сблъскваше предимно в чехо-говорящия регион.

За пореден път той изпита тежка депресия и трябваше да се върне у дома, за да се възстанови.

По-малката му сестра Терезия насърчи брат си да завърши образованието си и дори предложи да му помогне с разходите за неговото обучение. Терезия щедро даде на Йохан част от семейното им имение, което тя планира да използва, има зестра.

Години по-късно Мендел погасява дълга, като й помага да отгледа тримата си синове. Двама от тях станаха лекари.

Влизане в манастира Свети Тома

Младият Мендел искаше да доразвие образованието си, но не можеше да си позволи да го направи. Професор го призова да се присъедини към манастира "Св. Тома" в Брюн (Бърно, Чехия) и да продължи образованието си. Любознателният и аналитичен ум на Мендел го привлече към изучаването на математика и наука. Той избра Св.Томас заради репутацията на ордена за прогресивно мислене, вдъхновено от епохата на Просвещението.

Манастирът е действал под Августинското кредо per scientiam ad sapientiam („от знание до мъдрост“) и се фокусира върху научното преподаване и изследване. След влизането в манастира като послушник през 1843 г. неговото име става Грегор Йохан Мендел.

Неговото официално учене и личен опит в отглеждането във ферма го превръщат в предимство на селскостопанските операции на поръчката.

Ранен живот в манастира "Свети Тома"

Моравската католическа църква, заедно с интелектуалците и аристократите, осъзнават значението на науката през 1900-те години. Грегор Мендел беше призован да научи всички видове науки, включително отглеждане на растения. В пълен контраст с остатъка от живота си, Мендел се наслаждаваше на лукса на изисканото хранене.

Манастирът е прочут с уроци по гастрономия и кулинарни изкуства.

Грегор Мендел посещава занятия в Брюнския богословски колеж и през 1847 г. е ръкоположен за свещеник. Като част от монашеските си задължения той работи като учител по гимназиално ниво. Въпреки това той не успя нов изпит за сертифициране на учители през 1850 г. и проверяващите препоръчаха да посети колеж в продължение на две години, преди отново да вземе теста.

Проучвания във Виенския университет

Между 1851-1853 г. Грегор Мендел се радва да учи във Виенския университет под опеката на известни математици и физици Кристиан Доплер и Андреас фон Етингхаузен. Мендел задълбочи разбирането си за растенията при работа с ботаника Франц Унгер.

Дисертацията на Мендел изследва произхода на скалите, което беше спорна тема по онова време.

Във Виенския университет Мендел усвои напреднала научноизследователска техника и научни методологии, които по-късно прилага при систематичното отглеждане на грахови растения. Наричан е бащата на съвременната генетика, тъй като е идентифицирал основните закони на наследяването и е изчислил статистическите им вероятности, умение, което той е изтласкал при UV.

Мендел беше един от първите учени, които включиха математиката в областта на биологията.

Къде е работил Грегор Мендел?

Грегор Мендел прекара няколко години от кариерата си, преподавайки гимназисти в училища в и около Брюн, докато пребиваваше в манастира "Св. Тома". Младият монах получил разрешение от своите началници за провеждане на надлъжно проучване на хибридизацията на растенията в свободното си време. На Мендел му беше позволено да извършва експерименти в собствената си лаборатория, която по същество представляваше манастирската оранжерия и градина с площ от 5 декара.

По-късно в живота Мендел става игумен на манастира "Св. Тома", където живее и работи до края на дните си на Земята.

Първите експерименти на Грегор Мендел

Първият генетичен експеримент на Мендел започва с мишки и след това преминава към градински грах (род Pisum). Работата на Мендел с мишки се спря, когато епископът научи, че Мендел отглежда мишки в клетки в малките си жилищни помещения. Ако Мендел се беше насочил към кръстосване на чисто размножаващи се черно-бели мишки, щеше да направи интересно откритие, свързано с кодоминация и непълно господство.

Менделска генетика - обосновано в наблюдения на наследствени черти на граховия грах - погрешно биха предвидили всички черни мишки, а не сиви мишки, в първото поколение (F₁).

Мендел започва да планира програми за експериментална хибридизация на грах в манастира през 1854 г. Работата му е приветствана от игумена Кирил Кнап, който смята изследването на черти, свързани с международната търговия, което излага на опасност финансите на манастира. Монасите отглеждали овце и били загрижени за внос на австралийска вълна, навлизайки в маржа на печалбата си от мериносова вълна.

Мендел избра да изучава градински сорт грах вместо овце, тъй като грахът се отглежда лесно и се предлага в много разновидности, а опрашването може да се контролира.

Експерименти с грахови растения на Грегор Мендел

Между 1854 до 1856 г. Мендел култивира и тества 28 000 до 29 000 грахови растения. Той използва статистически модели на вероятност, когато анализира предаването на наблюдавани черти. Изчерпателното му изследване включва тестове на 34 сорта градински грах за консистенция на чертите в продължение на няколко поколения.

Методологията на Мендел се състоеше от кръстосване на сортове чистокръвни (истински размножаващи се) грахови растения и засаждане на семената, за да научите как честите се наследяват в първото поколение (F₁). Мендел записа височина на стъблото, цвят на цветя, позиция на цвете на стъблото, форма на семената, форма на шушулка, цвят на семената и цвят на шушулка. Той отбеляза, че наследените „фактори“ (идентифицирани като алели и гени днес) са или доминиращи, или рецесивни за определени черти.

Когато семена от кръстосано опрашване F₁ растенията растат, те произвеждат съотношение три към едно от доминиращи към рецесивни черти в следващото поколение (F₂).

Констатациите на Мендел не бяха в съответствие с идеите на онова време, включително тези на известния еволюционен биолог Чарлз Дарвин, Подобно на повечето учени от 19-ти век, Дарвин смятал черти, които се смесват, като червено цвете, опрашващо се с бяло цвете, което произвежда розови цветя. Въпреки че Дарвин отбеляза съотношение три към едно от доминиращи и рецесивни черти в снапдрагоните, той не разбра значението.

Роналд Фишър срещу Грегор Мендел: Факти

Статистикът Роналд Фишър смята, че данните и статистическите изчисления на Мендел са прекалено съвършени, за да бъдат верни. Други учени скочиха в спора, твърдейки, че грешките в изследванията, заедно със съзнателните или несъзнателни пристрастия на Мендел, са изкривени резултати. Например, преценката на фенотипи, като например дали граховото зърно е кръгло или набръчкано, включва субективност.

Въпреки това защитниците на наследството на Мендел повториха експериментите, направиха собствени изчисления на статистическата вероятност и стигнаха до извода, че констатациите на Мендел са валидни.

Нов интерес към откритието на Грегор Мендел

През 1900 г. Мендел посмъртно се издигна от неизвестност до слава кога Карл Корънс, Уго де Врис и Ерих Цхермак независимо публикувани резултати от проучвания, съответстващи на резултатите на Мендел

Степента, в която някой от учените е бил запознат с предишните експерименти на Хинделизация на Мендел, е спорен. Проучванията потвърждават откриването на Мендел за доминиращи и рецесивни черти.

Писане и стипендия на Мендел

Освен че е свещеник, учител, градинар и изследовател, Мендел е бил учен писател и преподавател. Той публикува документи, в които описва вредите от посевите от насекоми.

Мендел също изнася лекции за своята работа на две срещи на Природонаучното дружество на Брюн в Моравия през 1865 г. Той публикува своята работа „Експерименти в хибридизацията на растенията“ през 1866 г. в Сборник на Природонаучното дружество в Брюн.

Законите на Грегор Мендел

Изследванията на Мендел в зеленчукова градина доведоха до теорията за наследствеността на Мендел и до две основни открития: закон на сегрегацията и на закон за независим асортимент.

Според закон на сегрегацията, двойка наследствени „фактори” (алели) за дадена характеристика се отделят, когато се образуват хаплоидни яйца и сперматозоиди. Оплодената яйцеклетка има две копия от всеки алел; едно копие наследено от майката и едно копие от бащата.

Най- закон за независим асортимент заявява, че сегрегацията на алелна двойка по принцип е независима от действията на други гени, с изключение на свързани гени.

Прозренията на Мендел в законите за наследство първоначално имат малко въздействие и бяха цитирани около три пъти през следващите 35 години. Мендел умря, преди да се разбере приносът му към генетиката.

Откриването на молекулата на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) в Кингс Колидж в Лондон доведе до напредък в генетиката, медицината и биотехнологиите. Генетиците най-накрая успяха да идентифицират смътно разбраните наследствени "фактори", изведени от Мендел.

Ненделска генетика

Принципите на генетиката на Грегор Менделс се прилагат за характеристики, контролирани от доминиращ или рецесивен ген. В случая с грахови растения всяка от изследваните черти като височина на стъблото се определя от един ген с два потенциални алела.

Наследените двойки алели са били или доминиращи, или рецесивни и не е имало смесване. Например, кръстосването на високо стъбло растение с късо стъбло не доведе до растение стъбло със средна височина.

Немеделската генетика обяснява по-сложни модели на наследяване. Codominance възниква, когато и двата алела упражняват своето влияние. Непълно доминиране се случва, когато доминиращата черта е леко заглушена, като розово вместо червено оцветяване. За дадена черта могат да бъдат възможни много видове алели.

По-късният живот на Грегор Мендел

Мендел е повишен в игумен през 1868 г. и поема управлението на манастира. Той се съсредоточи върху тези задължения след този момент и не продължи да експериментира. Придобити данни седяха на рафт, а ръкописните му бележки бяха изгорени от предшественика му.

Мендел умира от болестта Брайт, известна още като нефрит, на 6 януари 1884 г. Той е запомнен като католически свещеник със страст към градинарството. Дори онези, които се възхищават на интелекта и научната му строгост, не осъзнават, че техният приятел и колега ще станат легендарни в далечното бъдеще.

Грегор Мендел Цитати

Експериментите на Мендел бяха мотивирани от любовта му към науката. Никой друг освен Мендел нямаше намерение, че работата му е новаторска. Въпреки борещите се с депресия Мендел остава оптимист, че приносът му към науката един ден ще бъде признат. Той често споделяше подобни мисли с приятели:

„Моите научни изследвания ми осигуриха голямо удовлетворение; и съм убеден, че няма да мине дълго, докато целият свят признае резултатите от моята работа.“

„Въпреки че през живота си съм преживял някои тъмни часове, аз съм благодарен, че красивите часове са надвишавали тъмните далеч.“